目錄
一、常用的GPS定位方案包括:
二、主流品牌及熱銷型號
三、常用GPS算法及核心邏輯:
一、基礎定位算法
二、高精度算法
三、輔助優化算法
四、信號處理底層算法
四、基本原理(想自己寫算法的琢磨一下原理)
一、常用的GPS定位方案包括:
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單點定位(絕對定位)
- 原理:通過接收4顆以上衛星信號,解算接收機三維坐標,民用精度約5-10米。
- 場景:手機導航、車載導航等民用設備。
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差分定位(DGPS)
- 原理:利用已知坐標的基準站發送誤差修正數據,提升定位精度至0.5-3米。
- 類型:實時差分(RTD)與后處理差分。
- 應用:船舶導航、農業機械。
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實時動態定位(RTK)
- 原理:結合載波相位觀測值與基準站數據,實現厘米級精度(2-5cm)。
- 要求:需保持基準站與移動站實時通信,作用距離<20km。
- 用途:測繪、無人機精準作業。
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輔助GPS(AGPS)
- 特點:通過蜂窩網絡加速衛星數據獲取,縮短首次定位時間至數秒。
- 優勢:室內/弱信號環境仍可定位,手機普遍采用。
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多系統融合定位
- 組合:GPS+北斗+GLONASS+Galileo等,提升衛星可見性與定位可靠性。
- 效果:復雜環境(城市峽谷、林區)定位成功率提升40%以上。
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慣性導航補償(INS/GPS)
- 機制:陀螺儀/加速度計在GPS信號中斷時提供短期位置推算。
- 應用:隧道導航、自動駕駛冗余系統。
二、主流品牌及熱銷型號
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u-blox系列
- 型號:NEO-M8N、ZED-F9P(支持多頻多系統)
- 優勢:工業級穩定性,支持GPS/北斗/GLONASS,NEO-M8N為千元級性價比之王,ZED-F9P厘米級RTK定位。
- 應用:無人機、車載導航、農業機械。
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Quectel(移遠)
- 型號:L86-M33、LC79H(集成4G+GNSS)
- 優勢:低功耗(12mA),L86-M33為經典車載模塊,LC79H適合物聯網追蹤設備。
- 銷量:年出貨超千萬片,電商平臺TOP3。
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SIMCom(芯訊通)
- 型號:SIM68、SIM8800(AGPS+低功耗)
- 特點:成本<50元,支持AGPS快速定位,常用于共享單車、寵物追蹤器。
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消費級高性價比
- 正點原子ATK-1218:百元級,支持北斗+GPS,開源設計,適合學生及開發者。
三、常用GPS算法及核心邏輯:
一、基礎定位算法
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最小二乘法(LS)
- 原理:通過4+顆衛星的偽距方程,解算接收機位置與鐘差,民用單點定位核心算法。
- 缺點:易受多徑/電離層干擾,精度5-10米。
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卡爾曼濾波(KF)
- 作用:融合多時刻觀測數據,動態抑制噪聲,提升移動載體(車/無人機)定位平滑性。
- 增強版:擴展卡爾曼濾波(EKF)解決非線性模型問題。
二、高精度算法
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載波相位差分(RTK)
- 流程:
① 基準站計算載波相位誤差;
② 移動站實時校正,解算整周模糊度;
③ 實現厘米級定位(λ/20精度,λ≈19cm)。 - 難點:模糊度快速固定(LAMBDA算法)。
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精密單點定位(PPP)
- 特點:依賴精密星歷與鐘差修正,無需基準站,收斂后精度2-5cm,但收斂時間>30分鐘。
三、輔助優化算法
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AGPS混合定位
- 邏輯:蜂窩基站位置+衛星星歷預下載,縮短冷啟動時間至3秒(傳統需30秒)。
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多傳感器融合
- 策略:GPS+IMU(慣性導航)+輪速計,通過聯邦濾波實現隧道/室內連續定位。
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多系統加權解算
- 方法:對GPS/北斗/GLONASS觀測值按信噪比(SNR)動態分配權重,提升遮擋環境定位率。
四、信號處理底層算法
- 捕獲:并行頻率搜索(FFT加速)匹配衛星C/A碼。
- 跟蹤:鎖相環(PLL)+延遲鎖定環(DLL)維持信號同步。
四、基本原理(想自己寫算法的琢磨一下原理)
????????????????GPS介紹(一)—基本工作原理 - 知乎