GNSS:您需要知道的一切。

引言

在我们回顾全球导航卫星系统(GNSS,GNSS;以下简称GNSS)或( 36) 实时运动学(RTK 或 Real Time Kinematic),我们必须考虑导致这一切的原始技术,即卫星导航,它已成为全世界最常用和最重要的技术之一.卫星导航系统(A. K. A. satnav)是一种用于在地球表面定位自主物体的技术。为完成这项任务,卫星导航技术使用多颗卫星(位于外太空)通过发射机和接收机通道传输信号。这些信号可用于位置标记、位置跟踪和许多其他目的。

这是我们所知的卫星导航系统的基本概述,但今天我们更进一步讨论一种称为 GNSS 的先进卫星导航系统。任何具有全球覆盖能力的卫星导航系统都称为全球导航卫星系统或GNSS。但这还不是全部。 GNSS 有一个秘密武器...

GNSS 经常依赖的一项技术是实时运动学,或 RTK。实时运动学是一种全球卫星定位技术,可帮助 GNSS 提高目标数据的可靠性和准确性。在定位、定位和最大精度方面,GNSS 与 RTK 的组合提高了与其他任何事物不同的精度水平。 RTK 放大发射器和接收器之间交换的相位信号,从而提供厘米级精度和实时信号校正。

什么是 GNSS 或全球导航卫星系统?

全球导航卫星系统最初由美国空军开发,当时该技术被称为全球定位系统或GPS,只能由美国军方使用。随着时间的推移,GPS 技术已为地球上的每个人提供。现在,每个人都可以轻松使用配备 GPS 的每部智能手机,多个国家/地区的政府已决定将这项技术提升到更先进、更准确和更长期的水平。因此,全球导航卫星系统或 GNSS 的出现已成为私营部门消费者的官方现象。

目前,除美国外,俄罗斯的 GLONASS 和欧盟的 Galileo 是我们星球表面上运行的两个主要 GNSS。随着 GNSS 技术的出现,许多被称为区域导航系统的辅助技术开始运作。技术概念与GNSS相同,但覆盖的地理区域较少。

全球导航卫星系统或 GNSS 是如何工作的?

GNSS卫星在L波段记录了两个载波,即L1(1575.42 MHz)和L2(1227.60 MHz)。这两个波段的主要目的是将信号从连接的卫星传输到地球表面。根据 Techopedia ,L 波段技术的使用可以减少开销,同时提供不易中断的可靠连接。引入具有正确天线放置的 L 波段为 农业无人机

另一方面,位于地球表面的 GNSS 接收器由天线和处理单元组成。天线的目的是从连接的卫星接收编码信号,处理单元的任务是将信号解码为有意义的信息。

注意:要定位一个接收器,GNSS 必须从至少三颗独立的卫星收集数据。

每颗 GNSS 卫星以 11 小时 58 分 2 秒的间隔绕地球运行。卫星传输的时间信息使用代码传输,以便接收器可以确定传输代码的时间间隔。

从卫星传输的信号包含编码数据,可帮助接收器精确定位其位置,接收器本身根据卫星的位置准确定位自己。

IC接收器计算编码信号的广播时间和接收时间之间的时间差。一旦接收器相对于卫星准确定位,处理单元就会根据纬度、经度和高度转换接收器的位置。因此,基于这个简单的概念,每个 GNSS 都在这个星球的表面上运行。

全球导航卫星服务的应用

GNSS 技术的出现改变了位置跟踪的概念,高度准确性和广泛的覆盖范围。有几个主要的 GNSS 应用程序帮助世界看到了更美好的未来。

用于导航的 GNSS

在所有其他技术中,GNSS 的概念对导航技术产生了重大影响。最近,GNSS 已经融入汽车行业,现在几乎每家汽车公司都在将 GNSS 技术集成到他们的汽车模型中。 GNSS 技术的集成帮助驾驶员轻松导航未知路线以探索世界道路。

GNSS 在导航系统中的使用不仅限于汽车,因为该技术现在也广泛用于飞机。来自 GNSS 的初步地形测绘和实时地形更新使飞行员能够避免空中交通碰撞。此外,飞机驾驶舱中使用的GNSS也采用了WAAS或GBAS(LAAS)等技术来提高航向精度。

什么是WAAS?

与传统的地面导航设备不同,广域增强系统(WAAS)在整个国家空域系统中提供导航服务,据美国联邦航空管理局称。系统或简称 NAS)。 WAAS 向 GPS / WAAS 接收器提供附加信息,以提高当前位置估计的准确性和完整性。

什么是 GBAS 或 LAAS?

从历史上看,美国联邦航空管理局 (FAA) 曾经提到过我们现在所说的 GBAS、LAAS。根据美国联邦航空管理局网站,地基增强系统 (GBAS) 是一种提供差分校正和监测全球导航卫星系统 (GNSS) 完整性的系统。

除了 GNSS 在汽车和飞机上的广泛应用外,GNSS 还用于在水面上导航船只/游艇和轮船。

注:船舶还使用称为“Man Overboard”或缩写的 GNSS 功能块。暴民。此功能允许船员确定落水人员的位置。

用于测量和地质填图的GNSS

大地测量和地质填图是GNSS 的另一个重要应用。大多数 GNSS 接收器使用以 L1 波频率生成的信号数据来执行地质测绘。配备精密晶体振荡器,帮助波在映射时减少时钟误差。研究人员还可以通过计算 GNSS 传感器之间的适当偏移量来进行高精度测量。

例如,如果一个活跃变形的区域(比如一座火山)被多个接收站包围,那么 GNSS 可用于检测任何类型的变形或地面运动。

GNSS 在其他行业的应用

除上述 GNSS 应用外,重要的还包括:

  1. ) 移动卫星
  2. 基于位置的紧急和精确服务
  3. 改进天气预报
  4. 摄影地理编码
  5. 营销等

)

惯性测量装置或 INS 传感器

惯性测量单元 (IMU) 在全球导航卫星系统中起着至关重要的作用。如上所述,GNSS 系统从轨道上的至少三颗卫星收集数据信号,其中接收器接收到的每个信号都非常准确。

但是,如果信号被任何障碍物(例如树木、巨石或建筑物)阻挡,则信号将无法再提供准确定位。惯性测量单元是一种惯性传感器,它计算运动物体的旋转和加速度,以确定其在空间中的位置。

让我们更深入地了解细节

IMU 由位于其他三个正交轴的 6 个附加传感器组成,其中它们中的每一个还包括一个加速度计和一个陀螺仪。加速度计的任务是测量运动物体的线性加速度,而陀螺仪测量旋转的加速度。因此,通过计算这两个传感器的值,系统可以轻松确定移动体的确切位置。 GNSS 和 IMU 协同为最终用户提供更强大、更准确的导航解决方案。

总结

由于最近的技术进步,许多概念和技术显着改变了我们所知的机器人、卫星通信和导航的竞争环境。正如我们今天所知,全球导航卫星系统是改善日常生活的创新技术中的关键参与者。更重要的是,RTK 为 GNSS 提供厘米级精度和实时信号校正。结合 GNSS 和 RTK 可提供您需要的最高精度和最高跟踪质量。毕竟,GNSS 和 RTK 是当今市场上最强大的组合。

在本概述中,我们探索了 GNSS 的所有可能领域,并详细讨论了其概念、操作原理和应用。我们希望所提供的材料能够让您充分了解 GNSS 技术,对您实现目标有所启发和启发。感谢您的关注。