智驾方案变革之外，高精度GNSS模组全面迭代

作者 | Jone

在时隔4年重磅回归的2024北京车展上，主机厂高管互相登“台”拜访，零部件供应商则纷纷发布新产品。

作为高精度定位龙头企业，导远科技一次展示三款GNSS模组产品， 分别是两款车规级模组（NAV3110、NAV3120），及一款工业级别模组（NAV3310）。三款模组均可支持6大卫星导航系统，包括GPS、中国北斗BDS、格洛纳斯Glonass、伽利略Galileo、准天顶QZSS及印度NAVIC。在频段方面，NAV3110和NAV3310可同时接收L1、L5双频，NAV3120支持包括L1、L2、L5、L6全频。

本次亮相的最新一代GNSS模组NAV3110，满足车规级设计，保证在-40~105℃的环境下稳定工作，具有高性能、低成本、小尺寸和低功耗等优势，适合规模化量产的ADAS、智能驾驶应用。

如何判断GNSS产品是否足够优秀？三个指标很重要：收敛快、抗干扰能力强、精度高。

快速收敛：城市NOA定位的关键

导远科技研发副总裁、GNSS产品线负责人王理砚介绍到，快速收敛到固定解是多频多星座GNSS模组的优势。

城市NOA场景经常会出现隧道、地库、立交桥等遮挡路段，卫星信号在短时间质量减弱或完全丢失。在隧道中，组合导航只能依靠持续工作的惯性测量单元维持高精度定位。在出隧道时，GNSS模组可重新捕获卫星信号，而“收星”的速度，即卫星导航恢复的速度，就是考验GNSS模组性能强弱的重要指标。

“同样的时间、地点，它能够捕获到比别人多的卫星，恢复得就更快，这对于城市NOA所面临的复杂场景尤为重要，可以大大提高定位系统的可用率。以导远NAV3120为例，它拥有1040跟踪通道，固定率可从60%~70%提升到80%~90%左右。” 王理砚说。

同时跟踪多个GNSS星座会增加任何给定时间的可见卫星数量，从而提高定位的鲁棒性。在理想条件下，GNSS模组通常能在大约10秒内收敛至固定解。NAV3120通过优化算法，能使这一时间缩短一半。

在导远最新公布的隧道场景测试视频中，在相同的测试环境和时间下，测试车辆经过长达3000米的隧道时，卫星信号完全丢失。在出隧道后，NAV3120在北京时间15:40:38.5便恢复首次定位，并在不到4秒后收敛到固定解（北京时间15:40:42.1），而对比设备首次定位时间晚了接近8秒，恢复到固定解更是慢了超过9秒（北京时间15:40:51.2）的时间。当时测试车辆的车速约为40km/h，以此推算，在NAV3120恢复固定解后，对比设备还需要汽车继续往前行驶100米左右的距离才实现首次恢复。

而作为一款性能优异的全系统双频点GNSS模组，NAV3110拥有135跟踪通道，较同类型产品高60%，数据更新频率为10HZ（RAW），在灵敏度上的表现值得称赞，其重捕获灵敏度可达到-160dBm。

抗干扰能力：智驾安全的守门员

在实际应用中，卫星信号容易受到外部干扰源的频率干扰，导致GNSS模组定位精度下降或完全失去位置信息。此外，也可能存在遭遇故意篡改的威胁，如伪造的GNSS信号欺骗，导致模组输出错误的坐标，使得终端设备偏离预定轨道。

安全无小事，特别是在汽车领域，不管是在高速公路，还是交通参与者繁多的城市道路，车辆定位偏差甚至出错，都是汽车用户无法接受的，轻则导致自动驾驶系统退出，体验变差，重则有可能产生交通事故。

为了增强应对干扰和欺骗的能力，行业内通常会在干扰信号检测算法、窄带抗干扰单元、加密技术、抗干扰天线等多重保护技术发力，提升GNSS模组的信号接收性能。

导远通过模拟信号干扰环境为GNSS模组搭建真实“战场”。在L1、L2、L5频点同时受干扰的环境中，NAV3120仍然能够持续正常工作，最重要的原因是NAV3120采用多频点窄带宽抗干扰设计，有着优异的抗干扰能力，并在实测中接受考验、持续改进。

多种技术加持，成就高精度定位

多频多星座，提升定位精度

消减GNSS误差，提高定位精度的最佳手段之一便是提升GNSS模组可追踪的卫星系统和频段。

GNSS的误差源非常多样，主要分为3类，包括卫星轨道、卫星钟差等来自卫星本身的误差，电离层延迟、对流程延迟等传播途径的误差，以及接收机与卫星之间可能存在多路径效应的终端设备误差等。

通过增加可跟踪的全球卫星导航系统星座数目，优化卫星的空间几何结构，GNSS模组不仅可以实现快速首次定位，还可以提高定位结果的精度和可靠性。同时，从只能接收卫星 L1 载波信号，到双频甚至全频，GNSS模组接收到的卫星数量增多，可输出高精度的原始观测量，有效抑制多路径效应，从而减小定位误差。

此外，SBAS（Satellite-Based Augmentation System）是一种可以提升卫星导航系统的精度、可靠性和可用性的技术，导远NAV3120、NAV3110同时支持星基增强系统SBAS，获得强大的定位性能。

通过保证相同的测试环境和时间的测试手段，导远对NAV3110进行了道路对比测试，覆盖高架上、城市开阔、居民楼、林荫道和高楼多径等城市综合场景路线。

NAV3110GNSS模组不同测试场景下水平误差结果对比

测试结果显示，在开阔场景下，NAV3110模组的固定率及定位精度与对比设备整体相当，3σ定位精度要略优一些；在高楼多径和树荫遮挡场景，如CBD高楼道路和林荫道路，NAV3110模组的定位精度则明显优于对比设备；而在复杂场景下，如卫星信号遮挡严重的城市峡谷道路，NAV3110模组与对比设备整体表现相当，固定率和定位精度在同一量级，个别场景甚至略胜一筹。

RTK：定位精度全面升级的武器

如果想要进一步提升精度，就需要用到实时载波相位差分技术（RTK）。

RTK是一种GNSS网络载波相位差分定位技术，它通过基准站的引入，同时减少星历数据、卫星钟差、电离层延时、对流层延时引起的定位误差，定位精度通常可达到厘米级。

王理砚说，“导远自研的RTK算法支持通用的网络差分服务，并适配了海内外多家PPP-RTK服务商，率先实现PPP-RTK落地应用。NAV3120、NAV3110内置RTK算法，能够在数秒内实现厘米级定位精度，还支持PPP-RTK。”

组合定位，全场景下的高可用性

伴随智能汽车从高速走向城区的进程，高精度GNSS模组的应用场景变得更加复杂，隧道、立交桥、地下车库等场景出现频率直线上升。

如何在复杂场景维持稳定、可靠的高精度定位结果？行业内通常会采用GNSS模组+ RTK服务 + IMU的组合定位形式，同时结合车辆车速、方向等信息，满足智能驾驶对GNSS系统的高性能要求。

NAV3120可支持内置IMU或外接高性能IMU，以保证在极端恶劣场景和隧道等GNSS弱或无信号情况下的高精度定位能力，可保证汽车在500米的行驶距离内，定位偏差小于1个车位，做到全场景下的高可用性。

NAV3120GNSS模组不同测试场景下水平误差结果对比

此前，焉知分析了NAV3120在不同测试场景下的水平误差结果对比，得出以下结论：

相比业内头部的车规级双频GNSS模组（对比设备A），无论是RMS、1σ及2σ，NAV3120模组的定位性能有比较明显的优势。即使是与业内头部的车规级多频模组（对比设备B）相比，在CBD道路、郊区道路以及城市高架道路环境下，两者的定位误差非常相近，甚至在林荫道路环境下，NAV3120的定位误差还要优于多频模组。

自研MEMS芯片已通过国际客户测试验证

GNSS模组有巨大的市场潜力，据欧盟空间计划局(EUSPA)和欧盟委员会(EC)2024年1月统计及预测，2023年全球GNSS市场规模约2600亿欧元（约2万亿元人民币），预计2033年5900亿欧元（约4.5万亿元人民币亿），CAGR（复合增长率）超8%，保持稳定增长态势。2023年GNSS设备出货量16亿台，预计到2033年达到22亿台。

GNSS模组在乘用车的市场有多大呢？

当前，中国市场L2及以上智能辅助驾驶的搭载率正迅速上升，根据高工智能汽车研究院监测数据显示，2024年1-4月，中国市场（不含进出口）乘用车前装标配L2及以上智能辅助驾驶交付273.47万辆，同比增长38.28%，前装搭载率升至43.49%。

与此同时，汽车赛道面临着激烈的技术、产品和价格竞争，高精度定位作为一个新型传感器，主机厂在选择定点供应商时，除了产品性能之外，量产交付量、产品性价比及售后服务等指标的权重都将同时上升。

值得一提的是，作为定位解决方案领域的“全能玩家”，导远拥有从芯片设计、流片、生产到封装测试的自主研发能力。在北京车展上亮相的最新一代MEMS芯片GST80，是业内首款内置MCU和多种接口的可编程汽车惯性传感器，成为MEMS芯片在传感和运算一体化的重大里程碑。

近日据媒体报道，导远已确定将从2026年开始为某国际一线车企供货约250万套组合导航系统，且公司新一代MEMS芯片也已经经过了国际客户的测试验证。可见，中国智能零部件供应商在全球的影响力已与日俱增，期待供应链出海的更多惊喜。