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大眾GPS系統(tǒng)多少 gps系統(tǒng)的組成

云知道

本節(jié)將介紹自動(dòng)駕駛汽車(chē)的定位技術(shù)包括：GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)），RTK（實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)定位）和慣性導(dǎo)航 。
圖1
定位，是讓自動(dòng)駕駛汽車(chē)找到自身確切位置的方法，這對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)來(lái)說(shuō)非常重要 。當(dāng)你在駕駛一輛車(chē)時(shí)徹底迷路了，你不知道自己在哪兒，而這時(shí)你有一張全球的高精度地圖，定位的任務(wù)就是確定你的車(chē)輛在這張高精度地圖上的位置（見(jiàn)圖1） 。
圖2
在日常生活中，我們一直使用手機(jī) GPS 來(lái)確定自己的位置，但 GPS 1到3米之間的精確度對(duì)自動(dòng)駕駛汽車(chē)來(lái)說(shuō)不夠精確 。而當(dāng)我們被高樓、山脈環(huán)繞，或位于峽谷內(nèi)時(shí)，GPS 的精度可能會(huì)更差，只有10米或50米（見(jiàn)圖2） 。
由于我們無(wú)法完全信任 GPS，因此我們必須找到另一種方法來(lái)更準(zhǔn)確地確定車(chē)輛在地圖上的位置 。最常用的方法是，將車(chē)輛傳感器所看到的內(nèi)容與地圖上所顯示的內(nèi)容進(jìn)行比較，車(chē)輛傳感器可以測(cè)量車(chē)輛與靜態(tài)障礙物（樹(shù)木、電線(xiàn)桿、路標(biāo)和墻壁）之間的距離 。
圖3
我們?cè)谲?chē)輛自身的坐標(biāo)系中測(cè)量這些距離，以及靜態(tài)障礙物的方向 。在車(chē)輛自身的坐標(biāo)系中，汽車(chē)的前進(jìn)方向始終向前，當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)時(shí)，坐標(biāo)系與汽車(chē)一同旋轉(zhuǎn)，以使車(chē)輛的前進(jìn)方向在坐標(biāo)系中繼續(xù)向前 。隨著車(chē)輛的轉(zhuǎn)彎，車(chē)輛自身的坐標(biāo)系必然與地圖坐標(biāo)不一致（見(jiàn)圖3），車(chē)輛的坐標(biāo)和地圖的坐標(biāo)可能都取決于手機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)中的設(shè)置 。
圖4
在地圖上也有可能找到車(chē)輛傳感器所檢測(cè)到的地標(biāo)，為估計(jì)車(chē)輛在地圖上的位置，我們將傳感器的地標(biāo)觀測(cè)值與這些地標(biāo)在地圖上的位置進(jìn)行匹配，地圖自帶坐標(biāo)系，無(wú)人駕駛軟件必須將傳感器的測(cè)量得到的在車(chē)輛坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，轉(zhuǎn)換為地圖坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（見(jiàn)圖4），執(zhí)行這類(lèi)轉(zhuǎn)換是解決定位問(wèn)題的關(guān)鍵步驟 。
總結(jié)：車(chē)輛將其傳感器識(shí)別的地標(biāo)與高精地圖上存在的地標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，為了進(jìn)行該對(duì)比，必須能夠在它自身坐標(biāo)系和地圖坐標(biāo)系之間相互轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) 。而后，系統(tǒng)必須在地圖上以十厘米的精度確定車(chē)輛的精確位置 。
定位提供了許多可供選擇的方法，每種方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn) 。接下來(lái)，我們將探討幾種常見(jiàn)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)定位方法 。
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng) GNSS
如果你迷路了，要如何在高精度地圖上確定自己的位置？
圖5
假如你看到自己離一棵樹(shù)75米遠(yuǎn)，你可能比較清楚自己處在什么位置，但仍然不能確定，因?yàn)槟阒悄芘袛嘧约何挥谝粋€(gè)以樹(shù)為圓心、半徑75米的圓上（見(jiàn)圖5） 。
圖6
然后，你看到一個(gè)離自己64米遠(yuǎn)的房子，于是你知道自己位于兩個(gè)圓的交點(diǎn)處，但不知道自己位于哪個(gè)交點(diǎn)上（見(jiàn)圖6） 。
圖7
現(xiàn)在假設(shè)你看到第三個(gè)路標(biāo)：一個(gè)距離你離你55米遠(yuǎn)的路燈，如果你有一張地圖，里面注明了這些地標(biāo)在世界上的確切位置，那么你就能知道自己相對(duì)于這些路標(biāo)的確切位置，這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為三角測(cè)量（見(jiàn)圖7） 。
我們要在地球表面上進(jìn)行三維定位，使用的是傳送地標(biāo)與我們之間距離的衛(wèi)星，而不是我們可以看到的地標(biāo)，這就是 GPS 工作的原理，那么，我們需要幾顆衛(wèi)星才能確切知道自己的位置？
GPS 即全球定位系統(tǒng)，是一種由美國(guó)政府開(kāi)發(fā)、并在全球范圍運(yùn)營(yíng)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) 。這類(lèi)系統(tǒng)的通用名稱(chēng)為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)或 GNSS，GPS 是使用最廣泛的 GNSS 系統(tǒng) 。起初 GPS 只是用于軍事導(dǎo)航，但現(xiàn)在任何人都可以使用 GPS 接收器，從 GPS 衛(wèi)星收集信號(hào)并使用該系統(tǒng) 。
GPS 由三部分組成：
衛(wèi)星 。在任何特定時(shí)間，大約有30顆 GPS 衛(wèi)星在太空運(yùn)行，他們各自距離地球表面約2萬(wàn)公里 。

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