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一文看懂GNSS保護(hù)級(jí)別

發(fā)布時(shí)間:2023-06-02 來源:u-blox 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】在關(guān)鍵應(yīng)用中,必須始終能確保GNSS接收機(jī)的可信度。保護(hù)級(jí)別信息由GNSS接收機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算,能夠量化定位信息的可靠性、提高數(shù)據(jù)質(zhì)量并保護(hù)人員和資產(chǎn)的安全。


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GNSS接收機(jī)的保護(hù)級(jí)別表示特定置信度下的最大可能定位誤差。例如,如果某個(gè)GNSS接收機(jī)在95%的置信度下保護(hù)級(jí)別為1米,那么所報(bào)告的定位距離真實(shí)定位超過1米的可能性只有5%。與GNSS接收機(jī)定位信息的精度一樣,保護(hù)級(jí)別會(huì)不斷波動(dòng),GNSS的所有誤差來源都會(huì)影響到保護(hù)級(jí)別。


保護(hù)級(jí)別可持續(xù)提供GNSS接收機(jī)預(yù)期誤差上限,讓應(yīng)用能根據(jù)所接收到信息的質(zhì)量調(diào)整其運(yùn)行方式,并舍棄不可靠的數(shù)值。


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上圖是一個(gè)保護(hù)級(jí)別應(yīng)用實(shí)例。黑色表示自動(dòng)割草機(jī)的真實(shí)定位,灰色表示測(cè)得的定位。接收機(jī)不斷計(jì)算定位精度估計(jì)值(position accuracy estimate),用虛線圓點(diǎn)表示。保護(hù)級(jí)別(Protection Level)則以報(bào)告位置周圍的虛線圓形表示,提供定位精度估計(jì)值,界定了GNSS接收機(jī)真實(shí)定位的置信度較高的區(qū)域。


機(jī)器人導(dǎo)航


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在機(jī)器人導(dǎo)航中,保護(hù)級(jí)別有助于確保設(shè)備(例如自動(dòng)割草機(jī))不超出地理圍欄(并且遠(yuǎn)離鄰居的花壇)。


如果保護(hù)級(jí)別過大,機(jī)器人就會(huì)考慮到定位估計(jì)值質(zhì)量不佳的問題,調(diào)整自身的行為,從而降低速度或者向后移動(dòng)到“安全”位置。


如果無法計(jì)算保護(hù)級(jí)別值,則設(shè)備可以停下來,等待各類環(huán)境誤差來源(比如射頻干擾、不利的大氣條件等)消失或恢復(fù)正常,直至獲得有效的保護(hù)級(jí)別值。


無人機(jī)和UAV


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對(duì)于無人機(jī)和其他UAV(無人駕駛飛行器),保護(hù)級(jí)別可用來確定GNSS定位的可靠性,確定其是否足以支持著陸等精細(xì)操作,并嚴(yán)格規(guī)避禁飛區(qū)。


如果保護(hù)級(jí)別超過閾值,無人機(jī)可能會(huì)返回到先前的已知位置。只有在保護(hù)級(jí)別值低于閾值時(shí),無人機(jī)才會(huì)著陸,并在需要時(shí)原地盤旋,直至保護(hù)級(jí)別表明定位估計(jì)值的質(zhì)量得到改善。


汽車、電動(dòng)踏板車


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汽車、電動(dòng)踏板車和其他互聯(lián)交通出行解決方案可借助保護(hù)級(jí)別功能,評(píng)估其向服務(wù)器報(bào)告的重要定位數(shù)據(jù)的質(zhì)量。


例如,處于停放狀態(tài)的車輛僅在保護(hù)級(jí)別低于既定限制時(shí)才報(bào)告其定位,讓工作人員和客戶更輕松找到這些車輛。


從基本保護(hù)級(jí)別到功能安全性


對(duì)保護(hù)級(jí)別的要求因具體應(yīng)用而異,很大程度上要取決于GNSS接收機(jī)的預(yù)期可靠性,及其位置估計(jì)值的關(guān)鍵程度。


對(duì)于特定資產(chǎn)追蹤解決方案來說,精度為2米、在95%的置信度下保護(hù)級(jí)別為3.5米的GNSS接收機(jī)或許就能很好地滿足其需求。而另一方面,自動(dòng)駕駛汽車可能有著嚴(yán)格得多的要求,保護(hù)級(jí)別的置信度需要達(dá)到99.9999%。


基本保護(hù)級(jí)別可為許多消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用增添價(jià)值,但關(guān)鍵的汽車級(jí)應(yīng)用則對(duì)保護(hù)級(jí)別有著更為嚴(yán)格的要求,以實(shí)現(xiàn)ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)中定義的“功能安全性”要求。



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