多頻段 GPS 系統(tǒng)為自主系統(tǒng)和多頻設(shè)備提供更加可靠和一致的定位和定位。這些新技術(shù)旨在減少定位錯(cuò)誤，并為最小的設(shè)備提供出色的精度。此外，由于多頻段 GPS 系統(tǒng)提供了更快的“修復(fù)”時(shí)間，它們使設(shè)備的啟動(dòng)和運(yùn)行速度顯著加快。了解并利用多頻段 GPS 的優(yōu)勢(shì)可以確保為您的多頻率應(yīng)用提供最準(zhǔn)確的定位。
我們大多數(shù)人都熟悉全球定位系統(tǒng)，也稱(chēng)為 GPS。這些系統(tǒng)包含在大多數(shù)智能手機(jī)中，為美國(guó)和世界各地的駕駛員提供導(dǎo)航幫助。大多數(shù) GPS 系統(tǒng)使用與環(huán)繞地球的衛(wèi)星的單一連接，并為 GPS 應(yīng)用提供定位信息。
GPS 由美國(guó)于 1978 年開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)在 L1 L2 頻段運(yùn)行，該頻段是無(wú)線電信號(hào)頻譜中傳輸和接收 1 至 2 GHz 的部分。 GPS被認(rèn)為是世界上最準(zhǔn)確、最可靠的導(dǎo)航系統(tǒng)。由于它在 L1 L2 頻段運(yùn)行，因此不會(huì)受到延遲的影響，并將天氣對(duì)其產(chǎn)生的信號(hào)的影響降至最低。 GPS 衛(wèi)星使用極其精確的銣鐘，并且與地球表面的銫鐘同步。
近年來(lái)，其他國(guó)家和公司也部署了自己的衛(wèi)星和系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中的每一個(gè)，包括美國(guó) GPS 系統(tǒng)，都被稱(chēng)為星座：
? GLONASS是俄羅斯的全球定位系統(tǒng)。目前 GLONASS 有五個(gè)版本，其中一個(gè)仍在開(kāi)發(fā)中。 GLONASS 用于智能手機(jī)和其他設(shè)備。它不如 GPS 準(zhǔn)確。
? 北斗由兩個(gè)獨(dú)立的星座組成：北斗一號(hào)和北斗二號(hào)，預(yù)計(jì)不久的將來(lái)還將推出北斗三號(hào)。中國(guó)于2015年開(kāi)始建設(shè)第三代北斗。與前兩代相比，它將提供全球功能。
? QZSS是日本進(jìn)入全球定位行業(yè)的先行者。它與 GPS 兼容，并使用傳統(tǒng)的銣鐘計(jì)時(shí)和仍在開(kāi)發(fā)中的實(shí)驗(yàn)性晶體時(shí)鐘同步系統(tǒng)。
? Galileo由歐盟開(kāi)發(fā)，兼容 GPS 和 GLONASS。
每個(gè)星座的開(kāi)發(fā)都是為了提供冗余并確保最終用戶(hù)的持續(xù)可用性。
GPS 系統(tǒng)由三個(gè)基本組件組成：
? 這些衛(wèi)星旨在提供有關(guān)其自身在天空中的定位的持續(xù)位置信息流。
? 地面站接收來(lái)自衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，并使用雷達(dá)確定與特定地面站交互的每顆衛(wèi)星的精確單點(diǎn)定位（PPP）。
? 移動(dòng)用戶(hù)鏈路（MUL）是接收器，它從衛(wèi)星和地面站獲取信息并計(jì)算最終用戶(hù)的準(zhǔn)確位置。 MUL 可以是智能手機(jī)、車(chē)輛或自主機(jī)器人系統(tǒng)中的 GPS 系統(tǒng)。
雖然傳統(tǒng) GPS 系統(tǒng)可以訪問(wèn)多個(gè)星座，但傳統(tǒng) GPS 設(shè)計(jì)為僅使用一組頻率來(lái)提供定位服務(wù)。這意味著傳統(tǒng)的 GPS 系統(tǒng)通常只能訪問(wèn)每個(gè)星座的單個(gè)頻率或頻段。然而，多 GNSS 系統(tǒng)可以訪問(wèn)單個(gè)星座或不同星座的多個(gè)頻率范圍。這些系統(tǒng)也稱(chēng)為多頻段 GPS 系統(tǒng)，可以為標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航和自主導(dǎo)航提供更大的穩(wěn)定性和更高的精度。在這種情況下，多頻解決方案很有用。
如果您將單頻 GPS 視為通信和地理定位網(wǎng)絡(luò)的單個(gè)連接線，那么雙頻和多頻連接就是添加的線路，可以替換斷開(kāi)的連接或用另一個(gè)可根據(jù)需要提供連接的線路。這些多頻解決方案非常適合需要連續(xù)連接來(lái)不間斷地確定精確位置以及需要快速“定位”時(shí)間來(lái)獲取 GPS 活動(dòng)的關(guān)鍵應(yīng)用。其中一個(gè)領(lǐng)域是自主地面維護(hù)設(shè)備，例如大型商用割草機(jī)，它們需要遵循地面上的精確路徑，并能夠快速保持或重新獲得 GPS 定位。大多數(shù)時(shí)候，它們可以直接看到 GPS 衛(wèi)星，因?yàn)樗鼈冊(cè)谳^大的田野和開(kāi)闊的景觀中工作，但偶爾也會(huì)在樹(shù)下、橋梁下、或其他可能阻礙該信號(hào)的結(jié)構(gòu)。擁有多頻 GPS 連接有助于割草機(jī)保持鎖定位置。如果它穿過(guò)阻擋所有 GPS 的結(jié)構(gòu)，這些多個(gè)頻段允許它在離開(kāi)覆蓋物后幾秒鐘內(nèi)進(jìn)行連接。 RTK 技術(shù)也可以顯著提高 GPS 精度。
全球定位系統(tǒng)通常使用實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)或 RTK 過(guò)程來(lái)提高從地面站和衛(wèi)星獲取的信息的質(zhì)量。該技術(shù)使 GPS 定位精度達(dá)到厘米級(jí)。它的工作原理是利用地面固定預(yù)測(cè)傳感器向 INS 系統(tǒng)發(fā)送修正值，有點(diǎn)像將手放在穩(wěn)定的物體上，旋轉(zhuǎn)幾圈后即可確定方位。如上所述，RTK 的一個(gè)問(wèn)題是單頻段 RTK 系統(tǒng)所需的“修復(fù)”時(shí)間。這意味著設(shè)備有時(shí)需要等待 1 分鐘、2 分鐘甚至 5 分鐘以上才能從 GPS 星座捕獲足夠的信號(hào)，以便獲得足夠的可用數(shù)據(jù)來(lái)啟動(dòng)車(chē)輛。對(duì)于許多人和應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)這太長(zhǎng)了。單頻段接收器只能檢測(cè) L1 頻率上的信息，這極大地限制了這些設(shè)備確定精確位置的速度，并可能影響信息的準(zhǔn)確性。相比之下，多 GNSS 系統(tǒng)可以處理多個(gè)不同的頻段，這可以在很大程度上減少 RTK 初始化并修復(fù)解決方案。我們的設(shè)備往往會(huì)在打開(kāi)設(shè)備后幾秒鐘內(nèi)修復(fù)。這對(duì)許多應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)是一個(gè)游戲規(guī)則改變者。需要無(wú)人機(jī)快速發(fā)射以應(yīng)對(duì)威脅嗎？您需要雙頻 GPS INS。是否有設(shè)備因環(huán)境原因而不斷丟失 GPS？您需要一個(gè)雙頻 GPS INS?？偠灾褂枚囝l段 GPS 系統(tǒng)，PPP 更快、更容易，這些系統(tǒng)可以依賴(lài)多個(gè)頻率，并且可以訪問(wèn) L1 和 L2 頻段。
直到最近，多 GNSS 和多頻段系統(tǒng)的價(jià)格對(duì)于大多數(shù)使用地理定位的設(shè)備的小型開(kāi)發(fā)商來(lái)說(shuō)仍然遙不可及。雙頻和多頻技術(shù)的成本通常為 5,000 美元或更多，專(zhuān)門(mén)用于航空航天和其他行業(yè)的高端應(yīng)用。然而，如今雙頻系統(tǒng)的成本更加實(shí)惠，這使得 PPP 成為小型設(shè)備以及消費(fèi)者、商業(yè)甚至學(xué)生市場(chǎng)開(kāi)發(fā)人員的實(shí)用選擇。
用于確定精確地理位置的設(shè)備通常用于機(jī)器人和自主系統(tǒng)環(huán)境中。對(duì)于固定時(shí)間和準(zhǔn)確性至關(guān)重要的交通和測(cè)繪來(lái)說(shuō)，它們可能是必需的。使用多頻段 GNSS 的定位系統(tǒng)可為各種應(yīng)用提供卓越的可靠性，并減少僅在 L1 或 L2 頻段運(yùn)行的系統(tǒng)可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤。
? 3DM-CX5-GNSS/INS 高性能 GNSS 導(dǎo)航傳感器
? 3DM-GX5-GNSS/INS 高性能 GNSS 導(dǎo)航傳感器
? 3DM-GQ7-GNSS/INS 雙天線多頻段RTK導(dǎo)航系統(tǒng)
? 3DM-RTK 網(wǎng)絡(luò)接口調(diào)制解調(diào)器
? 3DM-GX5-GNSS/AHRS 高性能 GNSS 導(dǎo)航傳感器
