天線微抖動可提升衛(wèi)星導航精度

5月15日,記者從國防科技大學獲悉,該校電子科學學院教授王飛雪團隊利用天線抖動增加衛(wèi)星高精度測量中的信息量,研發(fā)了一種消除多徑誤差的新機制,並在全球首次成功以微小抖動消除了多徑誤差,為復雜遮擋環(huán)境下的低成本高精度衛(wèi)星導航創(chuàng)造了更大的可能。該成果日前在線發(fā)表於國際期刊《通訊·工程》。
傳統(tǒng)高精度衛(wèi)星導航主要依賴阻尼環(huán)天線等昂貴的高端監(jiān)測天線,以被動抑制用戶接收到衛(wèi)星直達信號以外的反射信號帶來的多徑誤差。但在城市峽谷、林區(qū)或室內等復雜遮擋環(huán)境中,這類多徑信號干擾依然無法被徹底消除。與此同時,高端監(jiān)測天線等高成本設備也難以大規(guī)模部署。
為破解這一瓶頸問題,王飛雪團隊提出了“用抖動換精度”的創(chuàng)新理念:通過在信號接收端引入可控的線性微抖動,使多徑信號的相位發(fā)生快速變化,讓天線在完成信號測量后的處理階段實現(xiàn)高效平均和誤差抵消。
團隊將各種天線抖動模式統(tǒng)一映射到線性抖動模型中,推導出了最小抖動幅度理論公式,並基於該公式計算,研發(fā)出了一套直線抖動裝置。它可兼容於現(xiàn)有車載天線和手持天線,無需對天線內部結構進行任何改動。團隊通過靜止高精度監(jiān)測天線(成本約5萬元)與抖動普通車載天線(成本約7元)的對比實驗發(fā)現(xiàn),兩者二維定位精度基本相同。
該方法不僅為智慧交通、自動駕駛、無人機巡檢等場景提供了低成本、高可靠的衛(wèi)星定位新解決方案,還研發(fā)出了可靈活安裝於各類現(xiàn)有天線、無需改變接收機硬件的抖動模塊,有望大幅降低使用推廣成本,加速成果的推廣應用。(記者俞慧友 通訊員劉吉洋)
分享讓更多人看到