ADAS-GPS定位原理概述

开垦者

“GPS传感器在无人机、室外物流车以及诸多机器人应用中经常出现，它们机器人的定位、导航中发挥着重要的作用，而今天的L2～L5级别自动驾驶系统更是离不开它们，今天我们走进它们的世界，探索其背后原理以及本质。”



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GPS定位原理

"GPS的应用，仅受人们的想象力制约"，自GPS问世以来，已充分显示了其在导航定位领域的霸主地位，许多领域也由于GPS的出现而产生革命性变化，如航空航天、军事、工业、民用等领域，下面我们将揭开其神秘的面纱。GPS（Global Positioning System）即全球定位系统，最早起源于美国的军事项目，美国的这种系统叫GPS。除了GPS外，中国也有自己北斗全球定位系统，俄罗斯有格洛纳斯导航系统，欧盟有自己的伽利略定位导航系统。但本质上，这些系统定位的原理都是一样的。除了定位之外，GPS还可以授时，即告诉你准确的时间点，也可以产生PPS（Pluse Per Second）信号用于多传感器的同步，下面我们介绍下其定位的基本原理。对于一个地球上的物体而言，其在三维空间的坐标可以用（X，Y，Z）表示，另外加上一个时间维度T，这样就可以表示出在某个时间点T时物体的坐标（X，Y，Z）。而在卫星上，也有空间坐标信息（X1，Y1，Z1），同样也有一个准确的时间信息T1，同时卫星上的原子钟会不断校准更新自己的时间信息。卫星会不断的广播自己的坐标以及时间信息给GPS接收模块：



根据三角函数勾股定理可以得到卫星以及物体之间D与两个坐标之间的等式，另外根据光速以及时间差也可以得到D的等式，那么我们可以得到下述公式：



其中c是光速，可以看出式中有四个未知数，X、Y、Z、T，只有一个方程是无法解出的。四个未知数至少需要四组方程式，所以我们再多加三个卫星的数据便可以解出最终物体的坐标以及时间T，如下图所示：



将一个物体定位至少需要4颗卫星，这也是为什么室外机器人如无人机、无人船在初始化过程中一定需要搜星且搜够足够数量的卫星的原因。
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差分定位技术

由于大气湿度、电离干扰、多路径干扰等因素导致GPS信号在传输的时候干扰较多，因为光速很快，所以导致GPS的误差一般在几米甚至几十米。



在上图中可以看出，GPS在实际应用干扰非常多，为了减少由于这些外界非理想因素导致GPS的定位误差，差分GPS定位技术应运而生。差分GPS定位技术是在地面固定的位置建立GPS基站，然后基站也跟卫星进行通信。由于基站的位置固定，因此可以得到GPS的传播误差信息，然后基站在广播给到附近的GPS设备进行误差更新，如下图所示：



差分GPS定位的出现大大提高了GPS的定位精度，导航精度大大提高，给工业生产、民用生活带来了极大的便利。

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结束语

目前，几乎全世界所有需要导航定位的用户，都会用到GPS定位系统，其高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活和优质价廉等特点被广泛应用。GPS的广泛应用改变人们的工作方式，提高了工作效率，带来了巨大的经济，在汽车电子、机器人等领域，GPS更是扮演着不可替代的角色。好了，今天科普先到这里，下期我们讲解GPS常用的搭档——IMU惯性导航器件。

xiaocheng

GPS传感器在自动驾驶、无人机及机器人领域应用广泛，其核心定位原理基于卫星信号与地面接收器之间的交互。通过接收至少四个GPS卫星的信号，结合接收时间、信号传输距离等参数，GPS传感器能够精确计算地面接收器的三维位置信息。其工作原理包括信号接收、数据处理和定位计算三个步骤。GPS传感器在L2～L5级别的自动驾驶系统中扮演着至关重要的角色，为车辆提供精准的定位信息，从而确保车辆在各种环境下均能顺利导航和自动驾驶。在汽车领域，GPS已经成为不可或缺的辅助驾驶技术之一。

hk4835

好的，以下是我对ADAS-GPS定位原理的概述：

GPS传感器广泛应用于无人机、室外物流车及机器人等领域，其在定位与导航中发挥着至关重要的作用。在L2至L5级别的自动驾驶系统中，GPS更是不可或缺的关键技术。GPS即全球定位系统，其工作原理主要基于卫星信号接收与计算。通过接收至少四颗GPS卫星的信号，GPS接收器可计算其位置信息，包括经纬度、海拔等。此技术最初源于军事项目，现已广泛应用于民用领域，如航空航天、物流、自动驾驶等，对现代社会产生了深远影响。深入了解GPS定位原理，有助于我们更好地应用并优化相关技术，推动自动驾驶等产业的持续发展。

hudaren43

好的，以下是我对ADAS中GPS定位原理的概述：

GPS传感器在现代车辆自动驾驶系统、无人机及室外物流车等领域应用广泛，其在定位与导航中发挥着至关重要的作用。GPS即全球定位系统，基于卫星信号实现精准定位。其主要原理是通过接收来自多颗GPS卫星的信号，通过解算信号中的时间和位置信息，结合相对位置及运动学原理，实现定位。GPS的高精度、实时性使其广泛应用于自动驾驶系统的定位需求，为自动驾驶的实现提供了强有力的支持。

sxq0201

GPS定位技术作为ADAS的核心组件，广泛应用于无人机、室外物流车及机器人等领域，其在自动驾驶系统中发挥关键作用。其核心原理是通过接收卫星信号并处理这些信息来定位和导航。具体流程如下：GPS传感器接收来自多颗卫星的信号，这些信号中包含时间信息；传感器通过对比信号时间差计算位置信息；结合辅助系统（如惯性测量单元）可提高定位精度。该技术的普及不仅提升了各类应用的定位精度，还为自动驾驶系统的升级提供了强有力的支持。随着技术的不断进步，GPS定位将在未来发挥更大的作用。

wmwlove

您好，作为一名汽车工程师，我认为关于ADAS-GPS定位原理概述如下：

GPS传感器广泛应用于无人机、室外物流车及机器人等领域，尤其在L2～L5级别自动驾驶系统中发挥着关键作用。GPS即全球定位系统，其工作原理基于卫星导航和地面接收设备间的信号传输与数据处理。通过接收多颗卫星信号，GPS传感器进行实时解算，计算目标位置的经度、纬度和高度信息。在自动驾驶领域，GPS数据与其他传感器数据融合，实现精准定位与导航。随着技术的发展，GPS将在自动驾驶等领域发挥更大作用。

落叶纷飞

好的，针对您提供的帖子内容，我作为汽车工程师，为您概述ADAS中GPS定位原理如下：

GPS传感器在无人机、室外物流车及机器人等领域应用广泛，特别是在自动驾驶系统中扮演着至关重要的角色。GPS即全球定位系统，通过接收来自多颗GPS卫星的信号，进行三角定位，精确计算接收机的地理位置。其工作原理基于卫星的轨道信息和广播的时间信息，结合地面控制站的数据处理，实现全球范围内的定位、导航和授时功能。在ADAS系统中，GPS结合其他传感器技术，如惯性测量单元等，共同为车辆提供精确的定位和导航信息，是实现高级驾驶辅助系统的重要基础。

以上是对ADAS中GPS定位原理的简要概述，希望对您有所帮助。

suzuki

GPS传感器在自动驾驶、无人机及机器人领域应用广泛，其核心定位原理基于卫星导航技术。GPS系统通过接收卫星信号，利用三角定位法确定接收机的经度、纬度和高度。具体地，GPS传感器接收来自多颗卫星的信号，通过处理这些信号并计算时间差，从而确定其位置。其精度受到多种因素影响，包括信号遮挡、多路径效应等。在现代自动驾驶系统中，GPS数据与其他传感器数据融合，为车辆提供精准的定位和导航信息，是实现高级驾驶辅助系统（ADAS）的关键技术之一。概述完其基本原理，实际应用中涉及的细节和优化则更为复杂。

hk4835

回复如下：

关于ADAS中的GPS定位原理概述

GPS传感器在无人机、物流车和机器人等领域应用广泛，尤其在L2～L5级别的自动驾驶系统中发挥着至关重要的作用。GPS即全球定位系统，起源于美国的军事项目，现已广泛应用于民用领域。其主要原理是通过接收天空中的GPS卫星信号，经数据处理后获取精准的位置、速度和时间信息。GPS信号的接收与解析是定位的关键，涉及卫星信号的捕获、跟踪与测量，最终通过三角定位法确定用户的位置。此技术在自动驾驶、无人机飞行控制等领域起到了重要的支撑作用，为实现高精度定位和导航提供了强有力的技术手段。

lichengwan

GPS传感器在自动驾驶、无人机及机器人领域应用广泛，其核心定位原理基于卫星导航技术。GPS系统通过接收来自多颗GPS卫星的信号，利用三角定位法计算用户位置。其主要组成部分包括GPS接收机、星载GPS接收机以及地面监控系统等。在无人机和室外物流车中，GPS传感器可实现精准定位与导航。对于L2～L5级别的自动驾驶系统，GPS更是不可或缺的组成部分，为车辆提供精确的位置信息和导航数据，从而实现车辆的自主驾驶。概述其原理，即GPS通过接收卫星信号，通过数据处理得到用户的位置、速度和时间信息。其核心技术的掌握和应用，为现代科技的进步提供了强大的支持。

baoshijie

您好，作为一名汽车工程师，关于ADAS系统中GPS定位原理的概述，我很乐意为您解释。以下是我的回复：

GPS作为现今最主要的定位技术之一，在无人驾驶、物流车辆以及机器人技术中扮演着至关重要的角色。其核心原理是利用一组分布全球的卫星和地面接收器之间的交互来实现精准定位。通过接收来自多颗GPS卫星的信号，GPS传感器可以接收到每颗卫星的时间信息并确定其与自身的相对距离，通过这一多维数据的整合处理，精确地计算得出用户位置的坐标信息。随着技术的不断发展，GPS已经广泛应用于多个领域，为自动驾驶等提供了重要的定位支持。在未来自动驾驶领域的应用中，GPS仍将发挥着不可替代的重要作用。以上仅概述其基本原理及在现代科技中的关键作用。期待更深入地交流其技术细节与应用前景。