全球导航卫星系统接收器如何增强智能城市的能力

最新的全球定位系统自动化和机器控制模块技术
到2050年,世界人口的60%以上预计将生活在城市地区。城市面临着人口的迅速增长,同时也面临着气候变化、经济结构调整、人口老龄化和公共财政压力的影响。因此,在确保安全、安保和健康的同时,必须使大城市更加可持续、高效和宜居。

许多技术已经存在或正在开发中,以帮助实现这一目标。传感器和报告系统监测从交通流量到水泄漏、从空气污染到能源消耗、从犯罪报告到停车量的各种事件。这些不同的数据集得到了众包式输入的补充,因为居民通过他们的智能手机标志着洞穴或建筑噪音,而汽车、家用电器和其他各种连接设备(统称为"物联网")则自动收集和传递更多的数据。

信息和通信技术储存、分析和显示"大"数据,地方政府可以利用这些数据来更有效地管理资产和资源,同时也变得更加透明、互动和响应。有系统地利用这些技术将从空气到街道到地下的各个层次连接起来,以改善其公民的生活并与他们交流的城市被称为"智能城市"。"

为什么定位准确性很重要

人们不仅想知道 何时 有事情发生了,但也 在哪里 .幸运的是,智能城市中几乎每一项数据中都有越来越大的比例被标记为空间坐标,这些坐标大多由全球导航卫星系统接收器收集。全球导航卫星系统接收器--从智能手机和汽车导航系统中的低精度接收器到专业应用中的高精度接收器--在改善智能城市生活方面发挥着重要的作用,尽管是看不见的。

由于应用的不同,定位精度的要求可能会有很大的不同:自主车辆的定位系统需要在大约10厘米(4英寸)范围内的精确度,以使其安全地保持在公路上的车道内,而道路和公用事业建设等工程项目则需要有2.5厘米(亚英寸)以上的精确度。

今天和明天

今天,当推土机或评级机对新路面进行评级时,或当混凝土系统将最后的路面铺设在新的公路上时,高精度的全球导航卫星系统机器控制系统使它能够通过告诉它在何处降低刀片以达到理想的路面等级而更快地做到这一点。今后,许多半自动化和完全自动化的飞行器将在全球导航卫星系统接收器的引导下,在相机和激光雷达的引导下,在城市中行驶。这些全球导航卫星系统接收器由于其无人驾驶的性质,其每一次准确可靠地运行的能力对于确保乘客和行人的安全至关重要。

能够跟踪的多频率全球导航卫星系统接收器 全部的 现有的星座,包括欧洲的伽利略和中国的北斗,比那些只能追踪美国全球定位系统和俄罗斯全球轨道导航卫星系统的星座更可靠,更快。在城市峡谷(摩天大楼之间)等具有挑战性的环境中,对所有全球导航卫星系统卫星进行跟踪的能力尤为重要,在这些环境中,全星座接收器可能看到14至20颗卫星,而老的全球定位系统/全球定位轨道接收器只能看到6至8颗卫星。

精确的练习

天空图显示了多星座全球导航卫星系统接收器的价值:

七阿斯特克斯 天空开阔地 , at Leuven, Belgium, 21-Jan-2019 at 11:21 UTC 跟踪30颗全球导航卫星系统卫星 .在这种情况下,HDOP值(精度水平稀释,表示几何对水平位置精度的影响)是0.47。

七阿斯特克斯 高度受阻的天空图 , at Leuven, Belgium, 21-Jan-2019 at 11:19 UTC 仍在追踪13颗全球导航卫星系统卫星 .在这种情况下,HDOP值是1.66,这仍然是非常好的。

其他全球导航卫星系统制造商仅接收 高度受阻的天空图 , at Leuven, Belgium, 21-Jan-2019 at 11:20 UTC 仅跟踪6颗全球导航卫星系统卫星 .在这种情况下,HDOP值是2.40。


为什么稳健性很重要

除了城市峡谷之外,城市环境对全球导航卫星系统接收器构成了另一个挑战:来自手机塔(特别是4G和LTE)的无意无线电频率干扰、无线电通信系统以及智能城市中出现的越来越多的电子设备。此外,全球导航卫星系统的所有接收器都面临着 故意的 非法干扰的干扰。因此,全球导航卫星系统接收器不仅需要准确,而且需要在其运行的任何地方都能抵御射频干扰。

rf频谱,包括许多可能的射频干扰,如4gLTE,5g,Wifi,蓝牙和甚高频信号。

rf对全球导航卫星系统接收器的干扰可能对运输网络造成特别大的破坏,例如那些跟踪公共汽车的网络。在大多数大城市,很多人依靠安全的公共交通工具去上班、去火车站、参加社交活动或参加体育活动。大多数较大的公共交通机构现在在公交车上使用全球导航卫星系统接收器实时跟踪其位置,然后在控制中心的地图上显示其位置,并在公交车站的数字显示器上显示其预期到达时间。当干扰(有意或无意)影响到公共汽车上使用的典型的全球导航卫星系统接收器时,结果是信息丢失,使控制中心无法知道公共汽车在哪里,因此等待公共汽车的乘客不知道该公共汽车何时到达。

为什么可靠的通讯很重要

手机和宽带等通信网络是智能城市数据的干线,在三个主要方面对定位、导航和定时系统至关重要。首先,它们便利了从连续运行的基准站向全球导航卫星系统接收器传输增强数据。其次,它们传送关于建筑工程、交通、车辆等的实时信息。传送到导航系统。第三,它们将在车辆上测量的全球导航卫星系统实际位置转发到中央跟踪和监测中心,以支持公共交通等的实时调度。

然而,通信系统也容易受到射频干扰。要使全球导航卫星系统的定位系统对电信中断具有复原力,就需要采用其他手段,通过其他通信链接,包括地面无线电、蜂窝和WIFI传送精确的增强数据,或可能使用卫星通信方法,如通过L-波段信号进行精确点定位或卫星增强系统。

全球导航卫星系统基础设施

由政府机构、大学和私营公司运营的计算机通信系统是智能城市基础设施的重要组成部分。它们为实时校正和后处理提供数据,从而能够为所有类型的测量、绘图、施工和工程活动以及自主飞行器和无人驾驶飞行器收集24/7厘米级实时全球导航卫星系统。智能城市在许多不同的活动中使用无人机,例如交通监控和警察监控。厘米级的精确度大大扩展了他们如何使用无人机收集的静止图像、视频片段或激光雷达数据。

全球导航卫星系统接收器可以四种方式帮助智能城市

对干扰的抵抗力。 政府机构----特别是负责绘图、电信和运输的政府机构----和全球导航卫星系统网络供应商报告说,干扰是全球导航卫星系统的主要弱点之一,因此需要有更大的复原力。在过去的20多年里,七重唱一直在完善 目标+  (高级干扰减缓)技术应用于其所有全球导航卫星系统接收器。七重奏公司的干扰监测应成为公共和私营全球导航卫星系统基础设施的标准组成部分。  下载免费的20页干扰手册我们的 欺骗小册子  进一步探讨全球导航卫星系统干扰干扰干扰与欺骗问题。

资产追踪。 所有市场都日益需要高效率和可靠的方式来跟踪资产和支持基于实时定位的服务。资产追踪可以提高效率(如果你知道资产在哪里,那么部署资产就更容易了),阻止盗窃,减少与客户的纠纷,并提高员工的安全性。七重奏的  镶嵌的 万吨,一个低功率、具有广泛接口的地面安装模块中的多波段多星座接收器,对于资产追踪以及在接近十字路口时与绿色智能交通灯通信的应急车辆而言,是最佳选择。它跟踪所有全球导航卫星系统星座,支持当前和未来的信号,并具有独特的内置功能 目标+技术减少干扰。

工业物联网。 在许多市场,可靠的通信仍然是一个巨大的挑战,并将继续随着M2M(机器与机器之间的接口)的增加。七重奏提供的核心ASIC和IP集成到所有类型的IOT高度健壮和准确的定位,使开发者和集成者能够专注于通信挑战。

位置、速度和时间(PVT)认证。地点的安全性和可追踪性正成为政府和工业的关键。然而,目前很少有方法(如果有的话)验证提供车辆或其他资产被跟踪的PVT的解决方案的输出。开源地理块链越来越多地被认为是一种手段,可为PVT交易的输出提供可追踪性和认证,包括使用的rtk校正类型、网络、数据转换和运营商,以及项目、解决方案类型等。定时认证对许多重要活动非常重要,包括金融交易和电力传输。全球导航卫星系统信号用于为每一项金融交易提供精确的时间安排----这对于确保正确调节所有账户至关重要。手机信号塔还利用全球导航卫星系统辅助的定时,确保数据和语音数据包的调度在相邻的信号塔之间得到有效处理。电网运营商还利用全球导航卫星系统的定时,协助将远距离发电设施的大量电流转移到大都市地区。随着城市需求的昼夜变化,有效和安全地平衡充足电力供应是至关重要的--不仅是为了确保客户在需要时获得电力,而且也是为了防止电力网基础设施因停电或停电而受到损害。七重奏接收器包括针对伪造信号的对策(防止所谓的欺骗),并准备支持认证功能,如即将到来的伽利略导航信息认证(NMA)服务。

结论

随着新的和现代化的全球导航卫星系统星座的出现,全球导航卫星系统接收器的位置精度将继续提高,这将在日益具有挑战性的环境中提供更大的准确性。尽管如此,要提供强大、可靠和准确的定位,仍需要整合CORS、L波段和多波段全球导航卫星系统频率,并进行干扰监测。七重奏公司的全球导航卫星系统接收器是多频率的电力CORS,采用了该公司的目标+技术,满足了所有这些要求。

https://www.septentrio.com/en/learn-more/insights/how-gnss-receivers-empower-smart-cities