近来,基于GNSS(全球卫星导航系统Global Navigation SatelliteSystem)系统的应用日益广泛,对于普通消费者而言,通常它们是以所谓PND(个人导航设备)、手机等独立的或包含GNSS/GPS子系统的消费电子产品而大量出现。但随着技术的进步和应用创新,我们亦逐步看到一些高端的或具有特殊应用的系统已经将GPS/GNSS系统与其他INS系统(惯性导航系统)、WiFi无线网络系统、局域及广域增强系统(LBAS、GBAS、RTK)等结合使用以提供更精确的或有效的位置信息;或者在一些创新应用中结合无线通讯网络将位置信息实时回传到服务网络中枢,构成网络化的基于位置的服务应用(LBS)。
目前,四大全球卫星导航系统(美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗和欧洲的伽利略系统)已实现或接近实现提供全球完整服务的能力。技术的演进也在向更高精度的PNT方向发展,以期应对商业市场对GNSS技术所提出的新的要求,包括汽车相关的CAV无人驾驶、5G相关的高精度时钟及其同步等。
到2020年底,随着中国的北斗三代及欧洲的伽利略按计划完成全球部署,加之GPS现代化的实现,届时天空中将出现超过400路GNSS的卫星信号同时提供服务。通过地基及星基增强系统的补充,来自GNSS技术的更高精度授时基准和更高定位精度成为可能。利用这一基础数据,一方面成为支撑低延时、高带宽未来广域通信网络的基本元素,另一方面亦使广域通信网络成为承载IOT、无人驾驶、大数据等创新应用的基础架构。
根据对市场的研判,未来3~5年,GPS/GNSS的发展大致有下面几个特点:
- PNT的泛在性:即更广泛的渗透于各类消费电子产品,包括智能手机、可穿戴设备、平板电脑、照相机、游戏机等
- 创新应用:根据欧洲卫星导航局2017年的全球GNSS市场报告(GNSS MARKET REPORT ISSUE 5),未来5年基于GNSS的创新应用将包括:
- IoT、无人驾驶
- 大数据
- 移动健康
- AR
- 智慧城市
- 多模式现代物流
例如,当前全球出行方式正经历着从模式到技术的巨大变革中,结合云、HD地图、融合传感网络,基于所谓的V2x通信并通过5G网络,将构成实现未来无人驾驶的基础路径。
另外,随着法规意识的增强,基于位置的创新应用如新型保险核算、城市拥堵费、高速费的自动收取,电力网络的自动巡检、精细农业等,都对位置的精度和距离累积误差提出了明确的量化诉求。
- 汽车的智能化变革:
- 集成化车载/移动终端:该终端将集汽车控制、音视频、导航、通信、Wi-Fi、蓝牙等技术和应用于一个综合的平台之中;并以前装形态与汽车深度结合。
- 自动化及环境智能(automation and ambient intelligence)如自动汽车可以感知所处环境及对其适应
- L3~L5智能辅助驾驶直至无人驾驶
- 高精度授时:随着5G网络的部署,需要在全网提供高精度的时钟同步,授时系统(Timing)的重要性日益凸显,对其性能评估的要求正在规范化的建立起来,例如在ITU G.8272中就提供了利用卫星导航模拟器(GNSS SIMULATOR)对PRTC(Primary Reference Time Clocks)主时钟系统进行测试的方法及其优点。
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