自动驾驶导航的核心在于精准定位,而卫星信号接收与处理技术是实现这一目标的基础。在众多卫星导航系统中,北斗系统以其区域性优势为亚太地区提供了稳定的服务。Septentrio作为专注高精度GNSS技术的企业,其北斗定位模组通过独特的设计解决了自动驾驶在城市复杂环境中的定位难题。
1、自动驾驶对定位技术的特殊需求
自动驾驶车辆需要实时获取厘米级位置信息,同时应对城市峡谷、高架桥等信号遮挡场景。传统单频接收机容易受多路径效应干扰,导致定位漂移。Septentrio模组采用双频北斗信号接收,通过B1I/B2a频段组合有效抑制电离层延迟误差,将水平定位精度控制在2厘米范围内。其内置的干扰检测与抑制系统(IDM)可自动识别并过滤无线通信设备、雷达等外部干扰源。
2、多路径抑制技术的实现原理
建筑物玻璃幕墙反射的卫星信号可能造成定位偏差达数十米。Septentrio的专利技术APME(自适应多路径消除)通过以下方式应对:
-建立信号传播路径模型,区分直达波与反射波
-采用窄相关器技术压缩伪码跟踪环
-实时动态调整接收机天线增益模式
测试数据显示,在30层高楼环绕的十字路口,该技术将多路径误差降低82%。
3、RAIM技术在安全导航中的应用
接收机自主完好性监测(RAIM)是保障自动驾驶安全的关键。当卫星信号出现异常时,系统需在0.5秒内完成故障检测与排除。Septentrio模组通过以下步骤实现:
-同时追踪12颗以上可见卫星
-构建冗余观测方程进行一致性检验
-采用加权最小二乘法定位解算
实际道路测试表明,该系统可识别99.7%的卫星钟跳变和星历错误。
4、微型化设计对移动设备的适配
共享电动滑板车等微型移动设备需要兼顾精度与功耗。Septentrio的mosaic-X5模组采用以下设计:
-16nm工艺芯片将功耗控制在0.8W
-陶瓷天线与接收机一体化封装
-支持-40℃至85℃工业级温宽
该设计使设备在连续工作时长延长至18小时,满足全天候运营需求。
5、V2X场景下的时间同步挑战
车路协同要求所有终端保持微秒级时间同步。北斗三号的星基增强服务(SBAS)配合Septentrio的守时算法可实现:
-利用原子钟信号进行时钟驯服
-在网络中断时维持1微秒/天的漂移率
-通过卡尔曼滤波消除时钟抖动
某智能网联示范区测试显示,该方案使车辆间相对定位误差小于5厘米。
常见问题解析:
Q:为何有时在隧道中仍能定位?
A:这得益于惯性导航单元(IMU)与GNSS的紧耦合技术。当卫星信号丢失时,模组自动切换至6轴MEMS惯性测量,结合轮速脉冲信号实现60秒内的航位推算。
Q:恶劣天气是否影响定位精度?
A:暴雨对北斗B2a频段(1176.45MHz)的衰减约为0.05dB/km,Septentrio通过动态调整载噪比阈值,确保在降雨量50mm/h时仍保持稳定跟踪。
随着自动驾驶向L4级迈进,定位系统正在经历从"可用"到"可信"的转变。Septentrio的技术方案通过芯片级抗干扰设计、多传感器深度融合以及符合ISO26262的功能安全认证,为智能出行提供了基础性支撑。未来,随着北斗全球组网完成与星间链路技术成熟,城市环境下的连续高精度导航将实现更大突破。