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本篇基于对《自动驾驶与机器人中的SLAM技术》中的GNSS定位相关基础知识进行总结用于备忘
知识点整理 GNSS(全球卫星导航系统)定位原理 GNSS 通过测量自身与地球周围各卫星的距离来确定自身的位置 , 而与卫星的距离主要是通过测量时间间隔来确定的 GNSS与GPS的关系 GPS(…简介
本篇基于对《自动驾驶与机器人中的SLAM技术》中的GNSS定位相关基础知识进行总结用于备忘
知识点整理 GNSS(全球卫星导航系统)定位原理 GNSS 通过测量自身与地球周围各卫星的距离来确定自身的位置 , 而与卫星的距离主要是通过测量时间间隔来确定的 GNSS与GPS的关系 GPS(全球定位系统)是GNSS的一种由美国开发。此外还有中国的北斗定位系统BDS俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)、欧盟的伽利略系统(GALILEO) 实时动态差分技术(RTK)与GNSS的关系 RTK是矫正卫星信号在传输过程中的定位误差提高定位精度的一种技术。RTK的主要原理通过地面上的一个已知精确位置的基站与车辆通信,校正车辆卫星接收机的信号 差分定位分类 位置差分定位、伪距差分定位、载波相位差分定位(RTK) 位置差分定位原理 最简单的差分方法。首先安装在基准站的GNSS接收机收到四颗卫星的信息解算出自身的三维位置和真实位置相比得到误差。用户机也接收四颗卫星的信息解算位置然后再减去这个误差得到修正后的坐标。 原理就是基站解算出的位置误差和用户机解算出的位置误差相同 伪距差分定位原理 基准站计算它和自身可见卫星的距离1(不含误差或误差比较小)距离1和含有误差的测量值2进行比较并用一个α-β滤波器将此差值滤波得到误差值用户机在解算的位置后减去这个误差得到自身位置这样就能消除公共误差。伪距差分最优能够达到亚米级定位精度。 载波相位差分定位(RTK)原理 当用户距离基准站比较远时上述两种差分技术效果下降。 基准站接收到的卫星信号通过无线通信网实时发给用户,用户接收机将接收到的卫星信号和收到基准站信号实时联合解算求得基准站和流动站间坐标增量 通过两个RTK接收器计算车辆的朝向 通过主副天线的位置矢量相减得到两进而获取车辆角度根天线之间的朝向(主要为航向角yaw) 一般将车辆后侧或者左侧的天线作为主天线 RTK设备的外参 基线两个天线的距离安装偏角两个天线坐标系旋转安装偏移两个天线的位置偏移 常见的坐标系 地理坐标系也称为经纬度坐标系或经纬高坐标系地理坐标系是世界坐标系UTM坐标系使用米制坐标由于地球投影畸变实际UTM坐标和米制坐标之间存在一个0.9996的倍数关系 东北天(X-东Y-北Z-天空)ENU北东地(X-北Y-东Z-地心)NED这是目前惯导厂商普遍使用的坐标系北东地方位角h到东北天方位角h’之间的转换h’-h pi/2 UTM坐标和车辆坐标之间的转换 UTM坐标的一般形式为11U 358657mE 5885532mN 11表示经度区域E表示维度区域358657mE表示东向位置为358657m5885532mN表示北向位置为5885532m UTM坐标为 T W G T_{WG} TWGW表示世界系G表示GNSS系需要将UTM坐标变换为车辆坐标 T W B T_{WB} TWB由UTM坐标到车辆坐标中间经过一个外参变换 T G B T_{GB} TGB则有 T W B T W G ∗ T G B T_{WB} T_{WG} * T_{GB} TWBTWG∗TGB
