Why engineers are looking beyond GNSS for more resilient positioning

GNSS 在定位方面发挥了关键作用，并且对于许多现代测绘和导航应用来说仍然至关重要。但这些应用正变得越来越具挑战性。工程师们正在提出 GNSS 最初并非为解答而生的问题。至少，不是单独解答。.

本文阐述了工程师为何在汽车测试、测绘和自动驾驶系统开发领域，不再仅依赖全球导航卫星系统（GNSS），而是将目光投向实时传感器融合等技术，以实现更具韧性的定位。.

提高定位的标杆

从20世纪50年代利用多普勒效应追踪斯普特尼克号，到美国海军的“中转站”计划，再到GPS、格洛纳斯、伽利略、北斗以及无数其他系统，GNSS的历程是一个由工程成就谱写的引人入胜的故事。如今，, 全球导航卫星系统定位技术在导航、测量、自动驾驶系统、汽车测试以及许多其他领域无处不在。其成就包括全球覆盖、在开放环境中具有高精度（尤其是在 RTK 或 PPP 校正下）、低部署成本以及数十年的可靠性已得到验证。多年来，我们一直在问这个问题： 我在哪里并且GNSS已经有了答案。.

但熟悉GNSS的人会知道，仅依靠GNSS，甚至依靠GNSS和IMU的惯性测量，已经不足以满足客户和利益相关者的需求。.

有什么变化？这个问题本身没有变，但我们提出这个问题的地方却发生了变化。用户已经习惯了在开阔天空中获得精准的位置数据；如今，他们希望在城市中也能获得同样的数据。工程师们希望不仅能在室外，还能在室内；不仅能在地面，还能在地下进行定位测量。无论在何种环境下，定位精度对于自动驾驶、安全以及便利性都至关重要。过去人们曾认为无法获取定位数据的那些环境，如今都成为了关注焦点——随着定位标准的提高，专业人士和消费者都开始拒绝那些关于“何处能可靠获取定位数据”的历史性限制。.

据估计，目前有近15,000颗卫星在地球轨道上运行。但众所周知，这并不意味着GNSS的覆盖范围是万无一失的。要求最严苛的定位应用很少在完全开阔的天空下进行。在某些环境中——例如室内、城市区域或隧道内——GNSS的覆盖范围会受到影响。多径误差（例如信号从建筑物等表面反射）会干扰信号，从而降低位置数据的完整性。此外，恶劣的天气条件，或是欺骗、干扰等恶意行为，都可能导致全球导航卫星系统（GNSS）服务中断。.

GNSS 已经解决了过去的问题。而当今和未来的问题——例如如何在无法使用 GNSS 的环境中进行导航——则需要其他解决方案。.

持续本地

话虽如此，在没有 GNSS 的情况下实现可靠定位并非终极目标。终极目标是在实现这一点的同时，还能在不同环境间无缝过渡，且不出现覆盖范围或精度的下降。.

试想一下，要追踪一位一级方程式赛车手在赛道上的行进轨迹。即使在从露天环境进入桥梁或隧道——这些地方全球导航卫星系统（GNSS）无法有效工作——的过程中，你也需要持续采集数据；同时，你还必须对这些数据抱有绝对的信心，以便后续据此做出关键决策。.

设想一个更贴近实际的例子：一辆为城市数字孪生收集数据的测绘车。它从开阔的乡村出发，驶入高楼林立的密集城区街道，穿过铁路桥下，驶过隧道，最终进入一个有顶棚的装卸区。每次环境转换都会以不同的方式对GNSS构成挑战。当GNSS信号被遮挡或中断时，车辆没有时间停下来切换定位技术；这种切换在实际操作中以及生成的数据集中都必须无缝衔接。.

过去，工程师可能对在户外能正常工作的定位感到满意，从而获得准确的数据 大多数时候. 但正如我们所说，操作预期已经改变，用户希望在任何地方都能进行定位。汽车测试越来越侧重于真实世界数据的收集，以生产更安全的汽车，特别是对于自动驾驶汽车的开发。工程师期望汽车能够进入隧道、穿越城市、进入仓库、通过桥梁、穿过森林——而从不失去对位置和数据质量的信心。因此，信号中断是不可接受的。.

这就是.

传感器融合：从后处理转向实时

工程师正在通过传感器融合来解决 GNSS 的局限性。.

传感器融合的关键在于鲁棒性。当一个传感器性能下降时，其他传感器会介入并填补其空缺，从而使系统能够维持连续、高置信度的定位估计。.

我们的 LiDAR 提升例如，该技术可以识别连续点云中的环境特征，并测量其变化程度以估算动量。从已知起始点（上次已知的 GNSS 位置）开始，LiDAR Boost 即使在 GNSS 完全不可用的情况下也能提供高度精确的位置更新。还有基于视觉的定位系统，它们使用摄像头来实现相同效果。.

传感器融合并非什么新概念；它已经应用多年，但主要应用于后处理阶段。目前的挑战在于实现传感器融合的实时运行。.

为持续本地化注入‘动力’

因此，传感器融合正成为一种标准做法，而不是一种高端功能。系统正在从定制、集成度高的设置成熟为现成的可部署产品。随着技术的成熟，工程师可以在无需从头开始构建定位堆栈的情况下部署这些现成的系统。.

实时传感器融合有两个关键因素：软件和处理能力。与 WayFinder 系列产品一起使用的 LiDAR Boost 是 OXTS 提供 GNSS 导航受限解决方案的方式。它是一种独特的算法，可以将 LiDAR 数据实时转换为里程计更新。.

WayFinder 系列产品通过多种方式实现了这一点：寻路者至尊集成了GNSS/INS和激光雷达，以及运行LiDAR Boost的板载处理能力。. 导航中心包含 LiDAR Boost 和运行它的板载处理能力，同时允许您连接自己的 OXTS GNSS/INS 和 LiDAR，从而在您的设置中提供出色的灵活性。.

目前，WayFinder Family 和 LiDAR Boost 在市场上是独一无二的——我们是唯一能够解决 GNSS 拒绝定位问题的公司。WayFinder Prime 已经对客户产生了巨大的影响，测量与制图和汽车测试, ，使他们能够在无需复杂设置或数据处理工作流程的情况下进行任何地方的测试。.