智能网联汽车导航定位系统

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5.1.1 导航定位的定义
➢激光雷达定位：由陀螺仪、加速度传感器及软件构成，通过 测量运动载体的角速度和加速度数据，并将这些数据对时间进 行积分运算，从而得到运动载体的速度、位置和姿态
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5.1.1 导航定位的定义
➢高精度定位是无人驾驶汽车的核心关键技术，所谓高精度是 指定位精度要达到厘米级，究竟哪种方案是最佳的，有待验证。 期待未来有更好的高精度定位方法。 ➢百度Apollo系统使用了激光雷达、RTK（载波相位差分技术） 与IMU（惯性测量单元）融合的方案，多种传感器融合加上一 个误差状态卡尔曼滤波器使得定位精度可以达到5~10cm，且具 备高可靠性和鲁棒性，市区允许最高时速超过60km/h。
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5.2.1 GPS的组成与原理——特点
➢ （4）观测时间短：20km以内的相对静态定位仅需15~20min； 快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距15km 以内时，流动站观测时间只需1~2min；采取实时动态定位模 式时，每站观测仅需几秒钟
➢ （5）全球统一的三维地心坐标：同时精确测定测站平面位置 和大地高程
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智能网联汽车导航定位系统
➢5.1 导航定位的定义与类型 ➢5.2 全球定位系统 ➢5.3 北斗卫星导航定位系统 ➢5.4 惯性导航系统 ➢5.5 通信基站定位 ➢5.6 高精度地图
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5.2.1 GPS的组成与原理——组成
➢ 卫星：大约有30颗GPS卫星、约2万千米在太空运行 ➢ 控制站：分散在世界各地，用于监视和控制卫星，其主要目的
是让系统保持运行，并验证GPS广播信号的精确度 ➢ 接收器：存在于手机、计算机、汽车、船舶以及许多其他设备
中，GPS接收器应每次至少检测到4颗GPS卫星
➢北斗卫星导航定位系统：目前在汽车领域还没有大面积推广 应用，但在国家制订的智能网联汽车发展规划中，已明确提出 要大力推广北斗卫星导航定位系统在智能网联汽车和无人驾驶 汽车中的应用
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5.1.1 导航定位的定义
➢惯性导航系统：由陀螺仪、加速度传感器及软件构成，通过 测量运动载体的角速度和加速度数据，并将这些数据对时间进 行积分运算，从而得到运动载体的速度、位置和姿态
➢ 相对定位：是指根据车辆的初始位姿，通过惯性导航获得 车辆的加速度和角加速度信息，将其对时间进行积分，得 到相对初始位姿的当前位姿信息
➢ 组合定位：是将绝对定位和相对定位进行结合，以弥补单 一定位方式的不足
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5.1.1 导航定位的定义
➢ L1、L2级，仅需要实现ADAS，导航级精度即可
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5.1 导航定位的定义与类型—定义
➢ 智能网联汽车或无人驾驶汽车的导航定位通过全球定位系 统（GPS）、北斗卫星导航定位系统（BDS）、惯性导航系 统、激光雷达等，获取车辆的位置和航向信息
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5.1.1 导航定位的定义
➢ 绝对定位：是指通过GPS或BDS实现，采用双天线，通过卫 星获得车辆在地球上的绝对位置和航向信息
➢ （2）覆盖范围广：能够覆盖全球98%的范围，可满足位于全 球各地或近地空间的军事用户连续精确地确定三维位置、三维 运动状态和时间的需要
➢ （3）定位精度高：GPS相对定位精度在50km以内可达6~10m ，100~500km可达7~10m，1000km可达9~10m
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5.2.1 GPS的组成与原理——工作原理
➢ GPS定位时要求接收机至少观测到4颗卫星的距离观测值才能 同时确定出用户所在空间位置及接收机时钟差
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5.2.1 GPS的组成与原理——特点
➢ （1）全球全天候定位：因为GPS卫星数目较多，且分布均匀 ，保证了地球上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗 GPS卫星，确保实现全球全天候连续导航定位服务
➢ （6）测站之间无需通视：只要求测站上空开阔，可省去经典 测量中的传算点、过渡点等的测量工作
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➢ L3~L5级，实现自动驾驶，需要厘米级精度导航
➢ 全球定位系统（GPS）
➢ 差分全球定位系统（DGPS）
➢ 北斗卫星导航定位系统（BDS）
➢ 惯性导航系统（INS）
➢ 激光雷达定位
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5.1.1 导航定位的定义
➢全球定位系统（GPS）：一种绝对位姿估计方法；通过GPS来 进行车辆定位；优点在于可全天候连续定位，且适用于全局定 位；缺点在于受环境影响较大，高楼、树木、隧道等都会屏蔽 GPS信号，而且GPS定位精度低，更新周期长，远远不能满足自 动驾驶的需求
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5.1.1 导航定位的定义
➢差分全球定位系统：为了解决GPS的问题，可以通过差分定位 的方法来解决定位问题；基本原理就是车辆在行驶过程中用 GPS作为基准，在GPS更新的时候，通过差分辅助，完成车辆厘 米级的精确定位
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5.1.1 导航定位的定义
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5.2 全球定位系统
➢ 全球定位系统（GPS）是由美国国防部建设的基于卫星的无线 电导航定位系统。它能连续为世界各地的陆海空用户提供精确 的位置、速度和时间信息，最大优势是覆盖全球，全天候工作 ，可以为高动态、高精度平台服务，目前得到普遍应用
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5.1.2 全球导航卫星系统的类型
➢ 美国的全球定位系统（GPS）、中国的北斗卫星导航定位系 统（BDS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）卫星定位系 统以及欧洲空间局的伽利略（GALILEO）卫星定位系统
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5.1.2 全球导航卫星系统的类型