1、高精度定位一般用在什么場景
通常我們說GPS北斗，基站，WIFI，室內(nèi)定位的定位精度，都是有條件的。
達盟GPS小編這里主要講GPS北斗的高精度定位。
GPS北斗的普通定位精度我們一般說單頻的在5米左右。這個5米的精度也是有條件的，必須在空曠的場景，周圍沒有高樓大樹的遮擋。有高樓大樹的遮擋，普通定位器的精度會在20-50米左右。就算靜止放在一個地方，也會出現(xiàn)漂移，上報的位置也會變化，漂移的距離在幾十米是經(jīng)常的。假設不考慮GPS硬件性能問題，靜漂是因為星歷的變化或者某個強折射信號參與了定位或者天氣原因?qū)е碌?，是GPS定位器定位難題之一，必須使用軟件過濾。運動也會產(chǎn)生漂移（可以稱之為動漂），概率會小很多。
普通精度的GPS定位器在我們?nèi)粘４蟛糠值膱鼍岸际菈蛴玫?，比如手機的定位，車隊管理，貨物跟蹤，人員定位，寵物定位，共享單車定位等等。因為定位在5米，10米，這些東西基本都能找到了。那么高精度定位有什么用呢？
我們這里把定位在1米以內(nèi)，厘米級，毫米級的定位，稱為高精度定位。
自動駕駛精度越高越好，厘米級是必須的，不能因為定位不準跑到其他車道把？
現(xiàn)在很多農(nóng)業(yè)自動化機械，比如耕地，收割，都是需要厘米級定位的，否則耕的路線都不是一條直線，收割也會把莊稼踐踏了，自動化就沒有意義了。
測繪地圖必須要高精度定位，這個大家都理解。
檢測山體滑坡，水壩變現(xiàn)這個都必須是毫米級精度的。
還有一些物品定位擺放，需要高精度定位擺放，會節(jié)省很大空間。
現(xiàn)在流行的無人機編隊表演，也是高精度RTK技術實現(xiàn)的，否則就會撞擊，圖像也無法做到想畫啥就畫啥，參考達盟GPS小編的文章《無人機編隊表演原理|無人機表演失敗原因分析|RTK在無人機表演中的應用》。。。。。。
所以，高精度定位在很多行業(yè)都有著廣泛的剛需。
那么，高精度定位怎么實現(xiàn)呢？
高精度定位，有2種大的類型（單點定位和差分定位），實現(xiàn)的方法有很大分別。下面達盟GPS小編分別介紹一下。
2、單點高精度定位
（1）什么是單點定位
單點定位就是根據(jù)一臺接收機的觀測數(shù)據(jù)來確定接收機位置的方式，就是說不使用網(wǎng)絡進行差分定位。單點定位普通單頻方式精度可達5米左右，雙頻方式精度可達2米左右。多頻單點定位精度可以到1.5米左右。這種精度也是在開闊無遮擋的環(huán)境下才能達到。
（2）單點高精度定位
我們一般把亞米級別的定位成為高精度定位。單點高精度定位就是不使用差分方法的高精度定位。
（3）單點高精度定位的硬件實現(xiàn)
單點高精度定位對設備硬件的要求很高，主要有定位芯片，放大匹配電路（LNA+SAW等），，GPS北斗天線這幾部分。
①?定位芯片與定位模組
定位芯片廠家主要就是ublox，MTK，中科微，泰斗，華大等廠家。GPS北斗定位芯片產(chǎn)品手冊給出的定位精度一般是我們做出整機產(chǎn)品獲得的最佳效果定位效果了。我們來看主流的單頻定位芯片手冊的數(shù)據(jù)：ublox的8030數(shù)據(jù)是CEP（50%的概率） 2米，中科微的AT6558也是2米（CEP）。
基于定位芯片，加上LNA，SAW，匹配電路，做成PCBA，或者加入DR等其他芯片，封裝成模塊，我們就稱之為定位模塊（定位模組）。對整機廠家來說，使用模塊不用調(diào)試定位芯片傳導、匹配等性能，大大節(jié)省了整機廠家的研發(fā)周期（使用模塊成本會比使用芯片高些）。因此很多芯片廠家也出模塊，還有一些專門做模塊的公司，比如移遠，廣和通，SIMCOM等。這些大公司很多都是上市公司，研發(fā)實力雄厚，做的模塊一般經(jīng)過ROSH，CE，F(xiàn)CC等認證，大都是經(jīng)得起市場考驗。比如移遠的GNSS模塊，如下圖。
我們看到雙頻模塊定位精度，可以達到1米（CEP），這些測試數(shù)據(jù)都是在空曠，長時間靜止，使用最佳硬件環(huán)境下測試出來的。一般芯片廠家、模塊廠家都會把數(shù)據(jù)寫的最好看，在最佳硬件和測試環(huán)境下得到的數(shù)據(jù)，我們車載整機廠家做出來，肯定沒有這么好，因為我們的設備一般體積要求要小，天線一般都只能用普通的陶瓷天線，而且是內(nèi)置天線。
②?GPS北斗天線
天線也是定位中重要的一個環(huán)節(jié)。根據(jù)是否需要供電分有源，無源天線。有源天線因為多一級LNA放大所以比無源天線效果更好。根據(jù)頻段不同分單頻/雙頻/多頻天線。根據(jù)極化方向上分又分線性極化（手機上很多用這種），圓形極化（GPS信號是圓形極化的，我們用的陶瓷天線都是圓形極化的）等。還有根據(jù)形態(tài)和行業(yè)分類的比如四臂螺旋式天線（Quadrifilar Helix Antenna ），測量天線，扼流圈天線等。一般測繪用的天線性能是最好的。
下面我們看一下基于多頻多模，測量天線做的GPS北斗定位設備的定位精度如何：
設備是華測的i70II，可以看到，單點定位，多模多頻，用最好的天線，精度也就是在1.5米左右。這基本上是在不使用差分或者其他網(wǎng)絡校正的條件下最好的性能了。
（4）PPP定位技術
對于單點高精度定位，還有一個技術叫PPP，精密單點定位技術（precise point positioning，PPP）采用單臺GNSS接收機，利用國際GNSS服務組織（International GNSS Service，IGS）提供的精密星歷和衛(wèi)星鐘差，基于載波相位觀測值可實現(xiàn)毫米至分米級高精度定位。
PPP一般通過網(wǎng)絡或者衛(wèi)星獲取修正數(shù)據(jù)，單點定位在全球獲得高精度的方法。PPP現(xiàn)在已經(jīng)有很多服務商，基本都需要收費。相對于RTK的OSR（Observation Space Representation觀測域修正），PPP屬于SSR(State Space Representation狀態(tài)域修正）。很多服務商能提供30秒左右的厘米級定位了。比如ublox的PointPerfect服務（PPP-RTK技術）。見下圖：
中國的北斗在幾個GEO衛(wèi)星B2b頻段也播發(fā)PPP-B2b信號了，芯片廠家和芯星通UC9810支持支持 B2b-PPP，水平精度：10 cm，高程精度：20 cm（收斂時間 10 min）。
未來，PPP定位技術會逐步普及，單點厘米級定位會在普通應用場景得到普及。
總體來說，在沒有任何差分和修正數(shù)據(jù)的情況下，雙頻和多頻定位，比單頻定位可以很好地減小電離層誤差，減小多徑誤差，減小復雜環(huán)境下衛(wèi)星數(shù)量少造成的幾何構型誤差，所以在信號比較差的條件下，可以獲得更好的定位效果。
3、差分高精度定位
（1）什么是差分定位
差分定位（DGPS Differential GPS）:一個或多個安裝在已知位置點上的GPS接收機作為基準站接收機，通過基準站接收機對GPS衛(wèi)星信號的測量而計算出差分校正量，然后將差分校正量播發(fā)給位于差分服務范圍內(nèi)的用戶接收機，從而減少甚至消除衛(wèi)星時鐘誤差、星歷誤差、電離層誤差、對流程誤差，以提高用戶接收機的定位精度的方法。
（2）差分定位的分類
① 根據(jù)基站發(fā)送差分校正的目標參量區(qū)分
根據(jù)基站發(fā)送差分校正的目標參量不同，差分GPS可主要分為位置差分（對定位器要求必須跟基站的算法一致，星座一致，所以比較難使用，基本很少用了）、偽距差分（RTD，精度可到亞米級別）、以及載波相位差分（RTK，精度可達毫米，現(xiàn)在是主流）。
RTK和RTD的介紹，詳情可以參考達盟GPS小編的文章《GPS精確定位的RTK與RTD技術比較》。
自己建基站，可以省了給運營差分服務的費用，基站與用戶終端之間的距離越近，定位越準，一般有效范圍是20公里。
為了實現(xiàn)更廣的覆蓋，現(xiàn)在出現(xiàn)了CORS（連續(xù)運行參考站，Continuously Operating Reference Station），CORS建立一個龐大的基準站網(wǎng)絡（目前移動建了4400+基準站，千尋2800+基準站，騰訊2000+基準站），并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸這些基準站的校準信息，用戶只需要登錄帳號（收費）即可獲得這些信息并進行校準。因為有更多的基準站，精度也有所提高，也實現(xiàn)了全國各主要城市的覆蓋。
②?根據(jù)系統(tǒng)所服務的地理方位來分
根據(jù)系統(tǒng)所服務的地理方位來分，差分GPS通常分為局域，區(qū)域和廣域三大類，他們擁有不同長度的基線距離。
上面介紹都是在地面建設基站，屬于局域或者區(qū)域差分。又叫地基增強系統(tǒng)。地基增強的精度雖然很高，但覆蓋范圍卻有一定限制。定位目標必須處在通信信號覆蓋的范圍之內(nèi)，在通信信號難以覆蓋的高空、海上、沙漠和山區(qū)，則形成了大范圍的定位盲區(qū)。因此，星基增強的需求出現(xiàn)了。
把差分數(shù)據(jù)從衛(wèi)星上播發(fā)的系統(tǒng)叫星基增強系統(tǒng)（SBAS，Satellite-Based Augmentation System），一般使用GEO衛(wèi)星發(fā)布，一顆衛(wèi)星理論可以覆蓋地球三分之一的面積。這種精度會差一些，但隨著技術的不斷升級，現(xiàn)在也有能精確到厘米級別的了（厘米級一般收斂的時間都比較長，靜態(tài)20分鐘左右，動態(tài)米級就很快），比如美國StarFire，美國OmniStar，英國Veripos，日本QZSS，中國的千尋位置和中國精度。美國的WAAS，歐洲的EGNOS、日本的MSAS、印度的GAGAN這些SBAS主要是給航空用的，動態(tài)米級。
可以參考達盟GPS小編整理的文章《高精度GPS定位的技術實現(xiàn)方法–地基增強系統(tǒng)與星基增強系統(tǒng)》。
4、測繪級頂配產(chǎn)品的定位精度，手機的定位精度，普通車載定位器的定位精度
下面是司南的T50測繪級別的產(chǎn)品，7星30頻，并行通道1198個，支持RTK，PPP，SBAS，帶慣導，基本是頂配的高精度定位產(chǎn)品了。我們看單點定位精度可以到1米左右，SBAS星基差分精度也可以到1米左右，RTK精度在8mm左右。
這些測繪級的產(chǎn)品（一般價格都是幾萬起步），頂配的芯片，頂配的天線可以做到的精度，比我們車載行業(yè)的GPS北斗產(chǎn)品精度高幾個量級。車載GPS北斗定位器一般要求體積小，天線基本是陶瓷的內(nèi)置天線，定位精度肯定要比測繪級的低很多。手機因為體積限制，GPS北斗天線都是線性極化的，干擾源更多，更難做到高精度定位。
我們現(xiàn)在用手機的定位精度也是5米左右（一般都是單頻多模的），導航基本夠用了。
華為號稱全球首發(fā)，推出了亞米級車道定位手機?，F(xiàn)在已經(jīng)很多款支持的，下邊舉Mate40為例。
華為Mate40支持的頻段算是比較多了（支持蜂窩網(wǎng)絡定位 / WLAN網(wǎng)絡定位/ GPS（L1 + L5 雙頻）/ AGPS / GLONASS / 北斗（B1I + B1C + B2a 三頻）/ 伽利略（E1 + E5a 雙頻）/ QZSS（L1 + L5 雙頻）/ NavIC）,主要集中在L1,L5頻段算雙頻手機吧，但他的米級車道定位也需要用RTK才行。若不用RTK，也只能在3米左右的精度了。這是手機定位現(xiàn)階段定位最好的產(chǎn)品系列了。
一般車載定位器單頻單點定位精度在5米左右，單頻RTK可以到20cm左右的精度。雙頻單點定位精度在2-3米左右，雙頻RTK精度可以到10cm左右。達盟科技針對客戶的需求，也定制過幾款高精度定位產(chǎn)品，可以參考《深圳市達盟科技有限公司》的網(wǎng)站上的高精度定位產(chǎn)品。