自动驾驶技术的快速发展离不开高精度定位的支持,而北斗卫星导航系统作为中国自主研发的全球卫星导航系统,在自动驾驶领域发挥着重要作用。Septentrio作为全球高精度GNSS技术领导者,深耕卫星导航领域25年,致力于为无人机、测绘、农业、工业自动化等行业提供高可靠、高精度的定位解决方案。其北斗定位模组结合多路径抑制与RAIM完整性监测,适配城市复杂环境中的连续导航、微型移动设备、共享出行与V2X等高精应用,保障城市空间的高效运行。
1.自动驾驶为何需要高精度定位?
自动驾驶车辆需要实时获取自身位置、速度、方向等信息,并将这些数据与高精度地图匹配,才能实现安全可靠的路径规划和决策。普通民用GNSS定位精度通常在米级,而自动驾驶要求厘米级定位,否则可能导致车辆偏离车道或误判障碍物位置。Septentrio的北斗定位模组通过多频段信号接收和先进算法,可将水平定位精度提升至厘米级,垂直精度达到分米级,满足自动驾驶对位置信息的严苛需求。
2.Septentrio北斗定位模组的技术特点
(1)多路径抑制技术:城市环境中高楼、桥梁等建筑物会导致卫星信号反射,产生多路径效应,干扰定位精度。该模组采用专利的APME(AdvancedParallelMulti-pathEstimation)技术,通过实时分析信号特征,有效过滤反射信号干扰。
(2)RAIM完整性监测:通过冗余卫星信号比对,实时检测定位结果的可靠性。若某颗卫星信号异常,系统会自动排除该数据源,避免错误定位导致的安全风险。
(3)多系统兼容性:除北斗外,模组同步支持GPS、GLONASS、Galileo等卫星系统,在卫星信号遮挡区域仍能保持稳定定位。测试数据显示,在典型城市峡谷环境中,其连续定位可用性超过99.7%。
3.复杂环境下的性能表现
自动驾驶常面临高架桥下、隧道出入口、密集楼宇区等挑战性场景。某实地测试案例显示:
-在高架桥阴影区,普通接收器定位偏差可达5米以上,而Septentrio模组通过惯性测量单元(IMU)辅助,将偏差控制在0.3米内;
-在树木遮挡的十字路口,通过视觉-卫星融合定位技术,横向位置误差小于0.2米;
-动态响应方面,车速60公里/小时下,位置更新延迟低于20毫秒。
4.与其他传感器的协同工作
自动驾驶系统通常采用多传感器融合方案。Septentrio模组通过标准接口输出原始观测数据(如载波相位、多普勒频移),可与激光雷达、摄像头等设备数据融合:
(1)与IMU互补:卫星信号中断时,惯性导航提供短期位置推算;
(2)与高精地图匹配:通过将定位信息与地图特征比对,进一步消除系统误差;
(3)V2X通信支持:模组内置的时钟同步功能,使车辆与基础设施的时间基准误差小于50纳秒,确保协同决策的时效性。
5.实际应用中的考量因素
用户在实际部署时需注意:
(1)天线安装位置应远离金属遮挡,建议车身顶部中心区域;
(2)定期检查固件更新,Septentrio每季度发布算法优化版本;
(3)不同气候条件下的性能验证,例如暴雨天气对信号衰减的影响可通过增加滤波时长补偿;
(4)成本方面,该模组价格约为普通车载GNSS接收器的3-5倍,但综合考虑其减少的冗余传感器需求和安全性提升,总体拥有成本更具优势。
6.未来技术演进方向
随着自动驾驶等级提升,对定位系统提出新要求:
(1)深耦合导航:将GNSS原始数据直接注入车辆控制系统,而非仅作为参考输入;
(2)量子惯性导航辅助:解决隧道等全遮挡环境的长期定位问题;
(3)低轨卫星增强:利用新兴星座提升高纬度地区定位稳定性。Septentrio已在这些领域展开预研,其最新测试模组在30秒信号中断情况下,仍能维持厘米级定位。
通过上述分析可以看出,高精度北斗定位模组是自动驾驶系统的关键基础设施之一。Septentrio通过长期技术积累,在复杂环境中实现了稳定可靠的定位性能,为自动驾驶商业化落地提供了重要支撑。随着算法持续优化和硬件迭代,未来定位精度和鲁棒性还将进一步提升。