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PSA 港口物流的稳固定位:基于 Septentrio mosaic-X5 的跨运车 GNSS 接收器(SCGR)定制方案

PSA 港口物流的稳固定位

基于 Septentrio mosaic-X5 的跨运车 GNSS 接收器(SCGR)定制方案

本文介绍 MGB-Tech 如何与 Septentrio 合作,在不到三个月内为 PSA 安特卫普港重新定制跨运车 GNSS 定位接收器,在金属结构遮挡与多径严重的港口环境中,保持可靠、精确的集装箱定位。

一页概览

项目说明
客户PSA 安特卫普港(PSA Antwerp)
行业 / 场景港口 · 集装箱码头跨运车作业
应用跨运车实时定位与集装箱移动跟踪
产品跨运车 GNSS 接收器(SCGR 单元)
核心技术Septentrio mosaic-X5 GNSS 模块
合作模式MGB-Tech 定制设计、开发与交付
交付周期不到三个月完成重新定制,运营不中断

一、场景与背景

集装箱通过跨运车在港口内移动,跨运车依靠跨运车 GNSS 接收器(SCGR)单元进行可靠、精确的定位。PSA 安特卫普港已在其安特卫普港的跨运车上使用基于 Septentrio 技术的接收器单元。MGB-Tech 是 Septentrio 的长期合作伙伴,专门提供定制化定位解决方案,并设计和开发了这些单元的升级版本。

利用 Septentrio GNSS 技术,更新后的 SCGR 设备保持全部功能:跨运车上的传感器检测每一次装卸事件,每个集装箱的精确位置实时传输到客户端后端系统,从而实现对港口作业中集装箱移动的持续监控与高效管理。

安特卫普港 MSC PSA 欧洲码头(MPET)集装箱岸桥

图 1|安特卫普港 MSC PSA 欧洲码头(MPET)集装箱岸桥。

二、挑战:港口环境的定位难题

港口环境带来了独特的定位挑战。大型金属结构、堆叠的集装箱、起重机以及移动设备,可能部分遮挡卫星信号并产生反射,从而影响 GNSS 性能。在这些苛刻条件下,可靠的定位对于确保集装箱位置准确、运营流程不间断至关重要。

将挑战量化如下(仅采用公开可核验信息):

指标数值 / 说明来源
港口规模安特卫普港集装箱吞吐量约 860 万 TEU(年份以官方最新公开数据为准)Antwerp Port Authority(公开)
定位精度要求厘米级(RTK)Septentrio 公开产品资料
数据更新率最高 100 HzSeptentrio 公开产品资料
跨运车台数 / 停机成本 / 误差影响公开渠道未披露;如需引用请由项目方提供
集装箱码头堆场中作业的跨运车(Straddle Carrier)

图 2|集装箱码头堆场中作业的跨运车(Straddle Carrier)。

三、解决方案与系统架构

通过结合 MGB-Tech 的应用专业知识与 Septentrio 的紧凑型 mosaic-X5 GNSS 模块技术,PSA 安特卫普获得了一个强大的定位解决方案,即使在具有挑战性的港口环境中也能支持高效的集装箱跟踪。

数据流与集成方式:

  • GNSS 天线:接收多频多星座卫星信号(L 波段,RF 接口)。
  • SCGR 接收器:基于 Septentrio mosaic-X5 模块,输出厘米级定位。
  • 跨运车传感器:检测每一次集装箱装卸事件。
  • 数据传输:经以太网(ETH)或串口(SER)接口,以标准数据格式(如 NMEA / RTCM)回传。
  • 客户端后端系统:接收每个集装箱的精确位置,实现持续监控、调度与高效管理。
SCGR 系统架构图:信号层 → 接收层 → 感知层 → 传输层 → 应用层 SCGR 数据流图:GNSS 星座 → 天线(RF)→ SCGR(mosaic-X5)→ 传感器装卸事件 → 实时位置数据

图 3|系统架构图:信号层 → 接收层 → 感知层 → 传输层 → 应用层。

图 4|数据流图:GNSS 星座 → 天线(RF)→ SCGR(mosaic-X5)→ 传感器装卸事件 → 实时位置数据(ETH/SER)→ 客户端后端系统。

PSA 安特卫普港集装箱码头:跨运车在堆场通道内搬运集装箱

图 5|PSA 安特卫普港集装箱码头:跨运车在堆场通道内搬运集装箱。(图片来源:PSA Antwerp)

安装在跨运车电气控制箱内的 SCGR1 接收器(FemtoTec)

图 6|安装在跨运车电气控制箱内的 SCGR1 接收器(FemtoTec),可见 POWER/FAST/GNSS/CONTAINER 指示灯与 RF/ETH/SER 接口。

四、为什么选这套技术(Septentrio)

技术 / 能力在港口场景中的作用
多频多星座 GNSS同时跟踪 GPS、Galileo、GLONASS、北斗、QZSS、NavIC,提升可见卫星数与定位可用性。
APME+ 多径抑制分离直达信号与来自集装箱、起重机、大型金属结构的反射信号,提升定位质量。
LOCK+ 抗振跟踪在冲击与强振动期间自动调整参数,保持卫星跟踪不丢失。
AIM+ 抗干扰 / 防欺骗抑制窄带、宽带与脉冲干扰,并提供欺骗防护,保障复杂电磁环境下的稳健运行。
IONO+ / RAIM+电离层扰动防护与接收机自主完好性监测,增强长期可靠性与安全性。
100 Hz 更新率 + 厘米级 RTK满足自动化与实时控制对高刷新率、低延迟的需求。
紧凑、超低功耗模块仅 31×31×4 mm、重量 <7 g,便于集成到车载设备。

五、为什么选 MGB-Tech

  • 长期合作伙伴:MGB-Tech 是 Septentrio 的长期合作伙伴,在基于 GNSS 的定位解决方案方面积累了丰富经验。
  • 定制化能力:作为定位测量技术专家,MGB-Tech 提供 Tailored Solutions,按客户场景设计与开发专用硬件。
  • 快速交付:在不到三个月内交付重新定制的产品。
  • 业务连续性:升级帮助确保 PSA 安特卫普的运营不中断,同时保持可靠的定位性能。
  • 产品线广度:覆盖 GNSS 设备、PPS/NMEA 信号分配器与机器引导(Machine Guidance)等。
  • 行业覆盖:服务测量、建筑与海事等对精度要求苛刻的市场。

六、交付与实施

交付流程(总周期不到三个月,运营不中断):

  • 需求确认:梳理既有 SCGR 单元的功能与现场约束。
  • 重新定制设计:基于 Septentrio mosaic-X5 模块重新设计产品。
  • 验证与测试:确保保留全部功能并满足港口环境要求。
  • 上线切换:与客户端既有后端系统兼容,实现无缝替换。

七、成果与收益

  • 持续监控:跨运车与集装箱移动实现持续、实时的可视化。
  • 高效管理:装卸事件检测与实时位置回传,支撑后端调度与库存管理。
  • 业务不中断:升级期间港口运营持续稳定运行。
  • 可公开引用的指标:厘米级 RTK 精度、最高 100 Hz 更新率、运营不中断。

八、同类产品:Septentrio 高精度 GNSS 模组与接收机(也可实现上述功能)

除上述为 PSA 安特卫普港定制的跨运车 GNSS 接收器(SCGR)方案外,Septentrio 面向工业与自动化市场还提供以下高精度 GNSS 模组与接收机产品。它们同样具备与本文方案一致的核心能力——厘米级 RTK 定位、多频多星座跟踪、多径抑制与抗干扰/防欺骗等,因此也可以在港口跨运车、AGV、UAV、ADAS、工程机械、机器人、USV 等场景实现上述功能,可作为同类需求的备选方案。

1. Septentrio mosaic-X5 —— 多频多星座 GNSS 模组(本文 PSA 方案同款核心模块)

Septentrio mosaic-X5 多频多星座 GNSS 模组

图 7|Septentrio mosaic-X5 GNSS 模组。来源:Septentrio 产品资料。

本文 PSA 安特卫普港 SCGR 单元即基于 mosaic-X5 构建。mosaic-X5 是一款全星座、多频点的高精度 GNSS 模组,采用低功耗表贴封装,具有多种接口,专为机器人和自主系统等大批量应用而设计,能够跟踪所有 GNSS 星座,支持当前和未来的各种信号;凭借其内置的 AIM+ 抗干扰技术,成为工业类高精度 GNSS 定位应用的标杆产品。

  • 小尺寸、大性能:全系统、全频点跟踪所有可见 GNSS 卫星,并支持当前与未来的各类卫星信号。
  • 抗干扰与防欺骗:内置先进的 AIM+ 技术,具备干扰监测、干扰抑制与防欺骗能力,并可通过 RF 频谱监测查看干扰状况,缩短设置时间,确保接收机稳健连续运行。
  • 多径抑制与稳健跟踪:附近大型金属结构反射形成的多路径信号,由 APME+ 系统分离直达信号与反射信号,提高定位精度和观测值质量。
  • 电离层与完好性:IONO+ 提供极先进的电离层闪烁抑制;RAIM+ 接收机自主完好性监测包含观测值生成、质量控制与导航算法各层的故障检测机制,检测到的错误观测值将从解算中剔除。
  • 更新率与精度:数据更新率最高 100 Hz,配合 RTK 改正数据可实现厘米级定位,满足自动化与实时控制对高刷新率、低延迟的需求。
  • 紧凑、超低功耗:模组仅 31×31×4 mm、重量 <7 g,便于集成到跨运车、AGV 等车载设备。
  • 易于集成:支持自动贴装,并提供直观的网页用户界面,便于运行状态监测与配置。

产品详情:Septentrio mosaic-X5 多频多星座 GNSS 模组

2. Septentrio Mosaic-G5 系列(P1 / P3 / P3H / T / P6 / P8)—— 迄今最小尺寸的抗干扰 RTK 模组系列

Septentrio Mosaic-G5 系列 RTK 模组(P3)

图 8|Septentrio Mosaic-G5 系列 RTK 模组(P3)。来源:Septentrio 产品资料。

Mosaic-G5 系列 RTK 模组扩展了以定位定向高性能和高可靠性著称的 mosaic 家族产品,重点面向无人机、机器人以及其他需要更小尺寸 RTK 模组的应用领域。与 mosaic-X5 模组相比,新模组尺寸减小 60%、功耗降低 40%,同时保持 Septentrio 接收机一贯的高性能标准。

  • 超紧凑尺寸:模组仅 22.8 × 16.4 × 2.4 mm、重 2.2 g,为无人机、机器人等对尺寸和功耗敏感的应用提供可靠的高精度定位。
  • 抗干扰、防欺骗与电离层抑制:搭载先进的抗干扰、防欺骗和电离层闪烁抑制技术,即使在电磁干扰、电离层干扰等复杂环境中仍能提升定位可用性。
  • 型号与应用覆盖:三频 mosaic-G5 P1 面向手持平板、机器人、割草机等大批量应用;全频单天线 P3 与「全频主天线 + 三频副天线」的双天线定位定向 P3H 适用于物流无人机、巡检无人机等;P3H 支持小于 10 cm 超短基线双天线定向,可解决罗经仪等超小尺寸设备中地磁传感器易受干扰的难题。
  • 定位性能:RTK 精度 0.6 cm + 0.5 ppm(水平)、1 cm + 1 ppm(垂直),位置更新率最高 20 Hz、时延低于 10 ms;P3H 双天线姿态精度(1 m 基线)航向 0.15°、俯仰/横滚 0.25°。
  • Galileo HAS 支持:在 GSC 官方公布的“支持 Galileo HAS 的接收机”清单中,Mosaic-G5 P3(无人机、机器人)、P3H(无人机、机器人)、T(授时与同步、关键基础设施)、P6(测量测绘与施工、工业自动化、无人机)、P8(APNT、铁路、海事、防务)均在列(HAS 通道 E6B);实测在开阔无遮挡环境下 HAS PPP 定位精度可达 10 cm。
  • 生态兼容:与 mosaic-X5 一脉相承,兼容 PX4、ArduPilot 等主流开源飞控软件,配合 mosaic-go G5 评估套件可实现与飞控硬件的无缝直连,并可借助免费的 RxTools 用户界面完成参数设置与性能评估。

产品详情:Septentrio Mosaic-G5 系列 RTK 模组

3. Septentrio AsteRx 系列与 PolaRx5 系列 —— 工业级接收机与参考站接收机

Septentrio PolaRx5 全系统全频点 GNSS 参考站接收机

图 9|Septentrio PolaRx5 GNSS 参考站接收机。来源:Septentrio 产品资料。

  • AsteRx 系列:Septentrio 面向工业与车辆自动化的高端多星座接收机与 OEM 板卡产品线,其三频引擎可通过两根天线跟踪 GPS、GLONASS、Galileo、北斗、NavIC 与 QZSS 等全部星座信号,提供厘米级(RTK)与分米级(PPP)位置精度以及精确、稳健的航向角计算;内置 AIM+ 抗干扰技术(含陷波滤波器)可抑制从连续窄带信号到复杂宽带与脉冲干扰的多种干扰源,并可与基于 MEMS 的 IMU 集成为 GNSS/INS 方案,用于农业机械、车辆自动化等工业场景。
  • PolaRx5 系列:Septentrio 通用、鲁棒的全系统、全频点 GNSS 参考站接收机,其独特的跟踪设计在持续监测并防止干扰、多路径和其他环境干扰的同时,提供噪声极低的观测值;新一代多频引擎提供 544 个硬件通道,专为地球科学等极苛刻的应用开发,支持 AIM+ 先进抗干扰与 APME+ 多径抑制,功耗不足 2 W,其中 PolaRx5e 具备 IP68 防护等级与大于 24 小时自主运行的内置电池。

产品详情:Septentrio AsteRx 系列Septentrio PolaRx5 系列

小结:以上 Septentrio 模组与接收机产品均具备与本文 PSA 跨运车方案相同的厘米级 RTK、多频多星座、多径抑制、抗干扰/防欺骗与高更新率能力,因此也可以实现上述功能,可作为港口物流及类似场景的备选或补充方案。

附:数据与品牌说明

  • 品牌口径:SCGR = 跨运车 GNSS 接收器;方案基于 Septentrio mosaic-X5 技术;硬件单元品牌为 FemtoTec;方案由 MGB-Tech 开发与交付。
  • 主要来源:MGB-Tech Positioning 官网(mgb-tech.com / pos.mgb-tech.com);Septentrio mosaic-X5 产品资料;原始客户故事 “Robust Positioning PSA Port Logistics”(pos.mgb-tech.com/robust-positioning-psa-port-logistics/)。

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Septentrio全球最大代理商-南京宏成:南京宏成智能科技有限公司长期供应 Septentrio Mosaic-G5 系列(P3 / P3H / T / P6 / P8)、mosaic-X5、PolaRx5 系列与 AsteRx 系列高精度 GNSS 模组、板卡与接收机,并提供选型、集成与技术支持。

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