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新一代GNSS定位计划有望用于穿戴设备和财物追寻运用

日期:2024-05-21 01:41:24来源:贝博ballbet艾弗森 作者:ballbet贝博bb登录

  提起野外定位,我们首要想到的便是GNSS(全球卫星导航体系),这是一种被遍及认可、广泛承受的追寻定位技能,能够对人员、动物、财物、车辆等进行追寻定位,这些设备为人们的安全出行、作业和日子带来极大便当。

  跟着可穿戴设备和物联网的鼓起,也成为GNSS设备最重要的商场增量之一。据IDC本年3月发布的我国可穿戴商场陈述,2019年我国可穿戴商场在腕带式产品上均得到了打破性的开展,成人手表商场出货量打破1000万,同比增加58.2%,创3年来最高增速。未来,各厂商将在主打运动健康类的细分手表商场上纷繁跟进,以兼具杰出体会和亲民价格的产品进一步发掘商场潜力。一起,具有运用拓宽功用的智能手表商场也在坚持稳定增加。2020年,受疫情影响,我国可穿戴商场全年估计增加18.6%。

  在技能上,针对可穿戴设备商场的高端设备,多星座多频GNSS技能是最有价值的技能之一,可认为客户供给更精准的定位和导航信息。别的,还面临着诈骗和搅扰问题,由于GNSS信号来自太空,虽然精准又无所不在,可是由于卫星太远,信号十分软弱,简单遭到歹意搅扰。虽然如此,GNSS上游企业不断研制新技能,使GNSS有更多的运用。

  例如GNSS的开路先锋u-blox公司,2016年就推出了专为财物追寻运用所规划的小型GNSS接纳器——EVA-M8Q,特点是活络度高,可一起接纳三大GNSS卫星信号,可将终端体系与其天线轻松掩藏在车辆或其他需追寻的高价值财物中。

  跟着GNSS体系的老练,u-blox又推出了可一起承受四大GNSS卫星信号的芯片和模组u-blox M10,且专门面向可穿戴和财物追寻商场。那么,这些商场需求什么样的GNSS定位芯片?为此,电子产品世界记者访问了该公司我国区资深商场司理梅景浩先生。

  典型产品如智能手表,由于电池小、体积小,所以需求元器材有极低的功耗,且紧凑、小体积;别的天线也不能做得很大,只能在表盘周围放一圈小天线,此外,由于天线还会遭到人体和衣物的遮挡,所以必需求针对小型天线的弱信号场景做优化;再有,由于是在运动场景,关于动态,例如跑步时的配速有较高的要求,所以对动态的精度要求也很高。

  关于宠物追寻、儿童追寻及白叟,或许1分钟或几分钟给出一个方位,相同需求便携、低功耗,一起应对天线信号欠安的应战。

  在工业商场,例如集装箱、车辆、冷链产品等的追寻,需求具有GNSS的定位功用,但一般选用电池驱动。因而对GNSS硬件的要求是功耗低,一起也要契合经济性的要求,即性价比高。

  许多物流货品1天只需求上报1个方位,乃至几天上报一个方位,可是要在比较长的时刻内运用电池作业。例如火车或轮船上的集装箱,或许要能继续作业120天乃至更高的时刻。这些设备的电池较大,可是也需求低功耗,由于它们的运用时刻很长。

  还有轿车追寻器,与轿车导航不同,它一般是安装在特别的方位,天线很少露出出来,所以天线信号也欠好,并且动态要求也很高——有的运用要求能在高速下准确追寻方位,更新速率要高达10 Hz(如下表)。

  u-blox的第10代GNSS产品u-blox M10能够满意上述运用需求: 能一起盯梢多达4个 GNSS 星座的卫星信号,在深度城市峡谷等充溢应战性的环境中也轻松完成精准定位。该接纳机选用的 Super-S 技能有助于将定位信号与背景噪声区分隔,即便在卫星信号较弱的情况下也能够捕获定位数据。其射频活络度高,可合作小型天线运用,因而是紧凑型产品规划的抱负之选。

  在低功耗方面,u-blox M10 在接连盯梢形式下的功耗为12mW,是前代米级GNSS定位芯片EVA-M8Q的1/5,一起将芯片尺度缩小了35%,因而十分适用于电池供电型运用。

  封装尺度方面:u-blox M10有3种封装尺度(如下图)。其间,第一批产品是 MAX- M10S GNSS 模块 和 UBX-M10050 GNSS 芯片组 ,芯片组尺度只要4×4 mm2,比上一代芯片u-blox M8 减小了35%;模块的特点是易于集成,无需外部元器材,衔接天线和电源即可运用。这些产品将于2020年11月开端供给工程样片。接下来的2021年,公司将发布类似于ZOE的封装产品,是高度集成的模块,但只要芯片巨细。

  相关于上一代u-blox产品M8推出的年代而言,现在GNSS现已十分老练了,斗极三代也于2020年也进入商业运营,伽利略也很快会参加商业运营,所以此次发布的新产品支撑了GPS, 斗极, 格洛纳斯和伽利略4星座体系。4个星座体系带来了功能提高,M10的静态定位精度从前代的2.5米提高到2米。别的,斗极的SBAS(星基增强体系)也开展很快,估计在2020年末正式运营,有了SBAS这样的辅佐信息今后,M10能够做到1.5米的定位精度。

  由于u-blox支撑4个星系的卫星,卫星数量比较多,所以在一些卫星简单遭到遮挡的当地或城市峡谷等应战性的环境下,u-blox M10的精度实测下来会比M8有较大的提高。

  首要,M10工艺比上一代有提高(如下图)。另一方面,在算法上面做了一些优化,包含软件和硬件的架构和算法都做了优化。再有,u-blox M10有一个专门的Super-E形式,用了一些特别的机制来节约了全体芯片的功耗,还能够经过对体系外围的器材进行优化,以节约整个体系的功耗。

  u-blox M10增加了新功用——定位可信度陈述。一般地,GNSS会输出方位信息,但这个方位信息究竟准禁绝,尤其在杂乱的城市环境下,是很难保证的。在有的运用场景下, 比方说自动化机器中, 方位是否有误差很重要,例如差了5米或10米,有或许就定位在了马路对面。为了应对这一场景, M10可输出方位的可信度,例如方位可信度假如陈述4米,即表明实践的方位与当时上报方位的间隔有95%的概率在4米以内,这样能够避免机器操控类运用的误操作。

  Super-S是针对弱信号场景做的优化。GNSS类产品的标准书中, 只是界说了开阔环境下的定位精度,但在用户的实践运用中有时并没有那么好的信号环境,在这种弱信号或小天线的情形下,Super-S技能能够提高可用性和定位精度(如下图)。

  首要是抗搅扰机制有所提高,M10的搅扰检测器进行了晋级,能够愈加活络地检测噪声,并把它滤除去。其次,u-blox M10也支撑伽利略的专门防诈骗的机制OS-NMA,可对伽利略信号检测签名来按捺诈骗进犯。

  市面上还有一些其他的定位技能,例如使用4G蜂窝技能的eSIM卡、UWB、Wi-Fi、蓝牙等,和GNSS是彼此交融的解决计划。

  GNSS的优势是在室外环境下能够准确地定位,可是在室内环境下,要联合室内定位做辅佐。

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