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GNSS和PNT的區別是什么?--云帆興燁

發表日期:2024/08/26 瀏覽次數:

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這兩個縮寫詞經常與衛星定位和導航聯系在一起,但它們之間存在一些重要的區別。
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在談論衛星定位與導航時,人們經常將GNSS與PNT互換使用——但其實這兩個術語所代表的含義并不相同。隨著基于位置的技術越來越深入地滲透到生活中,我們有必要了解兩者之間的差異。
什么是GNSS?

首先來說說GNSS。GNSS是全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System)的英文縮寫。在20世紀70年代,美國的全球定位系統(GPS)是唯一的全球導航衛星系統,當時的人們不需要使用任何總括性的術語對其功能進行描述。

但在多年之后的今天,地球軌道上運行的除了GPS系統以外還有其他其他三個GNSS系統:1985年投入運營的俄羅斯GLONASS系統、2014年投入運營的歐洲伽利略系統以及2018年投入運營的中國北斗三號系統??赡苋耘f會有人將任何全球導航衛星系統簡單稱為“GPS”,但現在越來越多的人們已經開始認識到,如果想要提及這種類型的服務,GNSS才是正確的術語。

不同GNSS系統的共性

雖然現存的四個GNSS系統之間存在著差異,但它們具有一些共同特征。

首先,它們所提供的基本服務是相同的。衛星廣播的信號所包含的數據能夠讓接收器計算其位置、使其從一個航路點導航到另一個航路點以及以高精度(通常為+/-10納秒)對事件進行時間戳記。

所有四個GNSS系統都提供免費的民用(消費者及商用)信號,同時也為政府授權的用戶及敏感應用提供加密的高精度信號。無論是智能手機和健身APP還是汽車、火車、輪船、飛機和無人機,嵌入在各種設備中的接收器使用民用信號,而加密信號則用于協調國家行為并保護其關鍵功能領域。

變電站和手機信號塔等靜態基礎設施也利用GNSS信號來提供精確的定時數據,這對于跨能源網格與無線通信網絡的同步操作非常重要。

每個GNSS都擁有一個由24顆以上的衛星所組成的星座,這一星座與其備用衛星都在地球中軌道(MEO)上運行,因此被稱為中軌道衛星。所有這些衛星一起提供全球覆蓋,從而使人們可以通過三邊測量來計算位置。就中國的北斗三號而言,這些MEO衛星還得到地球靜止軌道(GEO)和傾斜地球同步軌道(IGSO)衛星的支持。

什么是PNT?PNT與GNSS有什么區別?

PNT是定位、導航與授時(Positioning, Navigation & Timing)的英文縮寫。這一術語用于描述在所有相關應用中被設計用來實現定位、導航與授時功能的任何技術、服務或系統。

因此,GNSS只是PNT服務的其中一種——當然也可以說是最經典的PNT服務。然而,能夠支持PNT的并不僅僅是GNSS系統。在當今許多PNT系統中,GNSS接收機只是一系列傳感器和服務其中之一,而這些傳感器和服務共同實現了自主駕駛車輛等設備所需的精密、準確、穩健并具彈性的定位服務。

非GNSS的PNT傳感器與服務

能夠補充并增強GNSS的PNT傳感器和服務包括:

1.星基增強系統(SBAS)、地基增強系統(GBAS)和區域導航系統:這是多種利用附加信號、數據與算法來提高GNSS定位準確度和精度的服務,其中包括印度的NavIC和歐洲的EGNOS等區域性衛星導航系統,還包括實時動態(RTK)與精密單點定位(PPP)等地面系統。

2.慣性測量單元(IMU):別稱為航位推算傳感器,包括陀螺儀、加速度計和高度計等。它們提供相對定位服務,使PNT系統能夠在與GNSS等全球定位系統的連接發生斷開時繼續計算位置。然而,這些測量單元會發生漂移,這也就意味著它們需要定期通過精確的全球定位系統進行校準。
3.振蕩器:晶體振蕩器是嵌入式計時組件,可以在一定時間內保持精確時間,但如果無法定期與GNSS等精確時間源進行同步,就會發生漂移。
4.攝像頭:自主駕駛車輛使用攝像頭來檢測障礙物,而PNT系統會把這些數據與其他傳感器的輸入數據相關聯,從而計算其相對于車輛的位置。
5.激光雷達(LiDAR):與攝像頭類似,LiDAR傳感器可以檢測車輛附近的物體,這些數據可用于計算車輛與物體之間的距離以及物體相對于車輛的位置 。
6.Wi-Fi與蜂窩網絡:來自已知Wi-Fi接入點和4G/5G蜂窩網絡塔的無線電信號可用于確定具備一定精度的位置。在GNSS的微弱信號通常無法穿透的室內環境中,Wi-Fi定位服務的作用尤為突出。










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