为何L5自动驾驶必须是星基增强系统定位？-绵羊汽车生活记录

目前只正在城区或高速公途行驶的L4，无论是Waymo依旧百度，都必需操纵先验（Prior）激光雷达舆图才可杀青厘米级定位，但先验（Prior）激光雷达舆图节制了L4的行驶区域，广泛只可笼盖主城区或高速公途。

目前只正在城区或高速公途行驶的L4，无论是Waymo依旧百度，都必需操纵先验（Prior）激光雷达舆图才可杀青厘米级定位，但先验（Prior）激光雷达舆图节制了L4的行驶区域，广泛只可笼盖主城区或高速公途。自愿驾驶要念吐弃先验激光雷达舆图或其他先验新闻来杀青厘米级定位，进而到达真正的全自愿驾驶，也即是L5阶段，必需用星基加强编制定位。

L4阶段的厘米级定位是仰赖先验新闻的相对定位，全自愿驾驶则该当无需任何先验新闻援助，绝对定位（单点定位）到达厘米级。要杀青厘米级的绝对定位，星基加强编制是必需的。由于只要星基加强编制是单工通信，这就意味着其带宽无穷大，即使是有几十亿用户也不会爆发汇集壅闭，也不会新闻延迟。

古板的GPS定位精度只要3-7米，正在都会道途或峡谷中，精度会进一步降落。RTK GPS只可用于无人驾驶的Demo，无法大领域执行。即使是美国及北约国家，民用编制也不或许用GPS得到亚米级定位。GPS卫星播送的信号蕴涵三种信号分量：载波、测距码和数据码。测距码又分为P码（精码）和C/A码，广泛也会把C/A码叫做民码，P码叫军码。P码会再分为明码和W码，念要破解是完整不或许的。自后正在新一代GPS上老美又提出了特意的M（Military）码，详细细节仍处于高度保密中，只懂得速度为5.115 MHz，码长未知。

巴望GPS是不或许的了，只要CORS，根基上可能把CORS当作地基加强编制。CORS（Continuous Operation Reference Stations）即接连运转参考站编制，为一个或若干个固定的、接连运转的GPS参考站，诈骗当代企图机、数据通讯和互联网（LAN／WAN）技巧构成的汇集，及时地向分别类型、分别需求、分别方针的用户自愿地供应经历考验的分别类型的GPS观测值（载波相位，伪距），各式更改数、状况新闻，以及其他相合GPS效劳项方针编制。CORS分单基站、众基站和汇集CORS三大类。大领域操纵自然须要汇集CORS。汇集CORS主流技巧有四种，分辨是VRS、主辅站技巧（i-MAX）、区域更改参数（FKP）技巧和归纳差错内插法技巧。个中VRS技巧市集拥有率最高，是目前公认的主流，VRS由天宝公司发现，早正在2004年7月，四川省地动局就搭修了VRS汇集，而正在2005年11月，天宝正式将VRS引进中国，中国目前的CORS都是基于VRS技巧。这个中蕴涵了从2006年宇宙各省测绘编制和北斗地基加强编制。南方公司则对VRS举办了鼎新，定名为NRS，本色上依旧VRS。

VRS是虚拟参考站（Virtual Reference Station）的简称。这项技巧是CORS操纵的一种，数据治理中央24小时接二连三地依照各基准站所搜罗的及时观测数据正在区域内举办满堂修模解算，通过创修精准的差错模子（如电离层、对流层、卫星轨道等差错模子），正在搬动站邻近发作一个物理上并不存正在的虚拟参考站（VRS），因为虚拟参考站的地方是通度日动站接纳机（可能是手机，须要装一个App，或者直接用魔盒）的单点定位解来确定，故其与搬动站组成的基线广泛只要几米到十几米，搬动站与虚拟参考站举办载波相位差分更改，实实际时RTK。

VRS最杰出上风是笼盖限度更广：VRS汇集中固定参考站的隔绝增大，站间隔绝可到达70KM，三个站笼盖的面积可能到达2100众平方公里，以北京为例，城区面积为900众平方公里，三个参考站即可笼盖，北京市情积1.68万平方公里，十个参考站即可笼盖。

（1）采用双向通讯，节制了它的同时正在线）虚拟参考基站跟着用户（活动站）的搬动（抢先必然隔绝）要从头初始化，而且是弗成追踪、弗成反复的虚拟的参考基站。

（3）人工的原则了一个参考站站网中参考站的数目，凡是境况下为三个。它们是由参考站软件所断定的，用于企图活动站所须要的更改数。此项牵制节制了编制采用适宜数目的参考站治理占主导身分的大气条目，比方创修大标准情景举动的模子题目。这种牵制也影响到收效的安宁性，并阐扬出对汇集的几何样式及对数据的传输损耗极度敏锐。假设三个站中有一个站不行为这个汇集供应数据，那么汇集软件必需搜求其余一个适宜的参考站，并为用户从头陈设更改企图。正在搜求历程中，没有汇集更改数可能供应给活动站用户，须要长时分恭候。

（5）须要通讯汇集（凡是是蜂窝汇集）援助，没信号的地方或信号差的地方，无法操纵。最致命的是，蜂窝通信是有延迟的，不光有通讯的延迟另有矫正新闻的延迟，总的延迟时分大约正在200毫秒到数秒之间。看待每小时速率为72公里的汽车来说，每秒行驶隔绝为20米，那么100毫秒的延迟即是2米的隔绝，300毫秒即是6米。蜂窝通信的延迟与用户数目成正比，假设某区域卒然巨额减少用户，延迟达几秒以至无法连通也是有或许的。而星基加强编制如下面所要说的QZSS ，一个定位周期是4毫秒，革新频率是250Hz，看待每小时速率为72公里的汽车来说，4毫秒即是8厘米。比地基加强要强太众了。即使是5G期间也难以缩到100毫秒以下。

要真正治理题目，唯有星基加强编制，目前最常睹的有两种，一种是日本的QZSS，另一种是天宝的RTX。两者的道理极端近似，所以咱们首要领会QZSS（准天顶卫星）编制。

早正在1972 年，当时的日本电波讨论所(现为新闻与通讯讨论所) 就提出了准天顶卫星编制的观念，论证了这种编制很适合日本如此地处中纬度、河山局促的国家；1997 年，日本政府揭晓申报，央浼对创修卫星导航定位编制中的三项根基技巧举办自立研发，即星载原子钟的研制、编制时分的管制和卫星的细密定轨。2000年6月，日本笼络邮政省向日本宇宙开拓委员会提交了份题为鼎新日本航天开拓体例，扩展航天诈骗新规模的申报。提出了研制和发射国际互联网卫星的发起。日本宇宙航空讨论开拓机构（JAXA）经历侦察指出QZSS具有极端高的经济价钱和社会价钱，而且JAXA当时就一经探求到了无人驾驶。2002年11月1日正式设置了新卫星贸易公司AdvancedSpace Business Corporation (ASBC)，共有43家企业出资，三菱电机公司、日立制制所和丰田汽车公司等7家企业持股占77%。然则事宜并不顺遂，结尾依旧由日本政府内务省出头接受QZSS项目。日本政府接受后，正在2010年9月11日，发射第一颗卫星Michibiki，2011年6月1日，正式供应导航效劳。2017年6月日，发射第二颗卫星，2017年8月10日，发射第三颗卫星，2017年10月10日，发射第四颗卫星。

依照日本的方针，估计正在2018年11月1日正式进入贸易化运营。正在2022年前再发射3颗卫星，担保日本上空轻易期间都有两颗抢先70度仰角的卫星。北斗（二代）目前只发射了14颗卫星，个中5颗是GEO，也即是地球同步轨道卫星，正在地球赤道上空，正在北半球这5颗GEO都是正在南边的天空上，况且卫星仰角不高都是四五十度，是以，假设南边被遮住的话，收星境况会很差，这也导致了目前北斗定位的安宁性和接连性并不如GPS。当然北斗也有少许好处，例如GEO的电文速度要高于GPS，所以收齐一套完全星历的时分要比GPS疾，所以初度定位时分要比GPS疾。总体上北斗和GPS相当肖似，单点定位精度都正在10m以内。假设仰角不抢先48度，卫星发出的信号因为受地面高层修修物的遮挡，现实只可笼盖都会情积的30%，不光笼盖面积小，且定位精度也低。而“准天顶卫星”的仰角正在70度（东京区域达85度），笼盖率可达100%。