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GNSS 和 IMU 紧密耦合--为什么重要？
车辆测试正越来越多地从试验场转移到公共道路上。 由于机器人轴需要在密集的城市环境中导航，原始设备制造商和一级供应商需要在城市和乡村道路上验证 ADAS 传感器和系统，因此精确定位已成为开放道路上汽车测试面临的最重要问题之一。
在开阔天空条件下，现代 GNSS 接收机很容易达到厘米级精度。使用基站或类似设备进行校正时尤其如此。但是，当天空部分被遮挡时，就很难保持精确的定位。因此，在开放道路上进行测试时，建筑物、树木、桥梁和其他障碍物都可能成为问题。
多路径
另一个问题，尤其是在城市环境中，是卫星信号容易被建筑物完全阻挡或偏转。反射的 "多路径 "信号会导致伪距计算出现重大误差，从而导致报告的位置出现误差。
解决这个问题的方法之一就是追踪更多的卫星。 最近新增的北斗和伽利略卫星 这意味着能够跟踪这些额外卫星的全球导航卫星系统接收机与只能跟踪全球定位系统和全球轨道导航卫星系统的老式接收机相比具有明显优势。 如果接收机跟踪四颗卫星，而其中一颗通过反射信号可用，接收机就需要使用这个坏信号。因此，它需要计算出一个不正确的位置。或者，接收机可能会放弃该信号，根本无法通过其余三颗卫星计算出位置。
如果接收机能够跟踪包括一个反射信号在内的 10 颗卫星，那么来自其他 9 颗卫星的数据可能足以让接收机意识到第 10 颗卫星的误差并将其丢弃。 此外，即使不存在多路径问题，只要能在任何天空区域跟踪更多卫星，就能在部分天空被遮挡的情况下更容易地保持最低数量（SPS 模式为四颗，RTK 模式为六颗）卫星的可见度。
另一种解决方案？
另一种解决方法是 全球导航卫星系统与 IMU 紧密耦合. 一旦确定了初始位置，IMU 就可以用来约束其他有效的卫星解决方案。这样可以确保尽可能只使用直接信号，而摒弃多路径信号。
紧耦合是如何工作的？
举个例子，想象一下一辆汽车在一幢大型玻璃幕墙建筑前行驶，就能知道它是如何工作的。
在此过程中，跟踪的卫星信号开始被直接接收，位置也就确定了。 通过 IMU 的惯性推算（加上 IMU 漂移产生的一定误差），可以计算出车辆的 "最可能 "位置。 如果信号是通过建筑物的一侧接收到的，那么由于这种 "多路径 "误差而计算出的位置将超出这个 "最可能 "位置，因此可以放弃这个坏信号。
此外，在需要四颗卫星来维持位置固定（至少需要六颗卫星来维持 RTK）的情况下，单颗卫星仍可提供有用的位置数据，从而减少 IMU 漂移。 当只有三颗或更少的卫星可用时，这种 "单卫星辅助 "可用于保持位置，还有助于 "惯性重锁定"，在经过桥梁或隧道等障碍物后，可以更快地获得 RTK 锁定。
这两种紧密耦合模式，我们称之为 gx 和 ix。 在多路径和遮挡天空较为常见的密集城市环境中，gx/ix 紧密耦合比松散耦合系统具有显著优势。
OXTS 最近将其 gx/ix 紧密耦合技术应用于所有四个星座，为您提供最佳解决方案。 为了测试这一点，我们在伦敦市中心进行了一次驾驶。 其中包括隧道和密集的城市峡谷（见下图）。
图 1：一条单车道道路，毗邻 500 米高的建筑物。
图 2：从同一条单行道上俯瞰天空。
在不同位置模式下，对驾驶过程中收集的数据进行了后处理：
- 接收器模式，GNSS 接收器根据可用卫星计算位置（松散耦合）； - 接收器模式，GNSS 接收器根据可用卫星计算位置（松散耦合）。
- 跟踪所有四个星座的 gx/ix 紧耦合模式
- 混合模式，即接收器模式和 gx/ix 结合使用，以提供两者的最佳效果
图 3：靠近小黄瓜大楼的部分
伦敦城是一个由单车道道路组成的密集城市峡谷，四面都是高大的玻璃幕墙建筑，即使是跟踪所有四个星座的 INS（如下图 3 中的绿线所示）也无法保持可靠的位置固定。 在图 1 和图 2 所示的道路上（小黄瓜大楼旁边），松耦合系统经常依赖于 IMU 死计定位，有时由于多径影响，位置会出现大幅跳变。
在混合模式下处理时（如下图红线所示），您可以看到，即使在这一最具挑战性的路段，定位也能保持车道水平精度，计算误差不到一米。 相比之下，接收器模式计算出的误差平均超过 1.5 米（在这一特殊路段甚至更差）。 因此，采用四通道 gx/ix 紧密耦合的混合模式可实现两全其美，即使在最具挑战性的区域也能提供准确的数据。
