智能汽車高精度定位解決方案

2023年5月18日—19日由吉利汽車研究院主辦，蓋世汽車承辦的吉利2023智能汽車技術(shù)論壇上，大有時(shí)空聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO李慶建表示，大有時(shí)空擁有三個(gè)核心產(chǎn)品，分別是全球衛(wèi)星定位服務(wù)、智能終端、地圖數(shù)據(jù)與服務(wù)。

同時(shí)他還表示，衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展路線經(jīng)歷了從RTK、PPP、N-RTK，到第四代差分技術(shù)PPP-RTK的發(fā)展歷程，PPP-RTK將成為未來智能汽車的主流。同時(shí)圍繞智能駕駛對(duì)全球服務(wù)、高可用、完好性、OTA、時(shí)空基準(zhǔn)和全域全場(chǎng)景等高精度定位的需求，大有時(shí)空形成智能汽車高精度定位解決方案為用戶提供更高階的智能駕乘體驗(yàn)。

李慶建 | 大有時(shí)空CTO

以下為演講內(nèi)容整理：

大有時(shí)空概覽

大有時(shí)空是由國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新中心孵化設(shè)立的科創(chuàng)企業(yè)，總部在安慶，并且在北京、武漢、成都、廣州卡爾加里等地設(shè)有研發(fā)中心。在測(cè)繪資質(zhì)上，公司已取得互聯(lián)網(wǎng)地圖服務(wù)甲級(jí)測(cè)繪資質(zhì)和8項(xiàng)乙級(jí)測(cè)繪資質(zhì)，正在準(zhǔn)備申請(qǐng)導(dǎo)航電子地圖制作甲級(jí)資質(zhì)，意味大有時(shí)空有能力為智能汽車提供全套的高精度定位解決方案和基于導(dǎo)航電子地圖資質(zhì)的相關(guān)業(yè)務(wù)。

公司目前已達(dá)成三大戰(zhàn)略合作，首先在國際合作上，與?？怂箍岛炗喠巳虻亩ㄎ环?wù)合作戰(zhàn)略協(xié)議，發(fā)布PPP-RTK全球衛(wèi)星定位服務(wù)；其次在成果轉(zhuǎn)化上，與中國科學(xué)院團(tuán)隊(duì)合作轉(zhuǎn)化中國科學(xué)院星地一體定位算法；最后在聯(lián)合研發(fā)上，和武漢大學(xué)共同成立了智能駕駛高精度定位與地圖聯(lián)合技術(shù)中心，為用戶提供精準(zhǔn)導(dǎo)航、安全可靠的位置信息。

大有時(shí)空主要業(yè)務(wù)場(chǎng)景如下：一針對(duì)是智能駕駛乘用車和商用車的量產(chǎn)及解決方案，大有時(shí)空不僅提供全域全球的高精度定位服務(wù)，還提供高精度地圖更新及安全合規(guī)的解決方案，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)地圖更新，賦能車廠建立數(shù)據(jù)中心，幫助車廠訓(xùn)練海量數(shù)據(jù)；二是在低速智能駕駛場(chǎng)景采用重感知、重地圖的模式。比如在港口、園區(qū)、礦山等區(qū)域提供全域高精度定位解決方案和觸發(fā)式高精度地圖的實(shí)時(shí)更新解決方案，助力 L4 級(jí)自動(dòng)駕駛技術(shù)落地。因此大有時(shí)空形成三大核心產(chǎn)品：一是全球衛(wèi)星定位服務(wù)；二是智能終端；三是地圖數(shù)據(jù)與服務(wù)。

智能駕駛高精度定位技術(shù)

衛(wèi)星定位技術(shù)發(fā)展的路徑經(jīng)歷了四代。2000年之前采用單站RTK,不能實(shí)時(shí)覆蓋大面積區(qū)域的動(dòng)態(tài)移動(dòng)目標(biāo)，主要針對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪領(lǐng)域。第二代PPP是衛(wèi)星精密單點(diǎn)定位，最大的問題是收斂時(shí)間過長(zhǎng)，無法適用于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)移動(dòng)目標(biāo)；從2015年起，第三代N-RTK，在單站RTK基礎(chǔ)上構(gòu)建了全國區(qū)域的N-RTK系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)廣域的高精度定位，但虛擬參考站的方式對(duì)周邊基站具有強(qiáng)大的依賴性，任何基站出問題都會(huì)導(dǎo)致該區(qū)域提供的定位服務(wù)可靠性丟失，無法做到可用性更高級(jí)別。第四代PPP-RTK在2020年隨著智能汽車發(fā)展達(dá)到技術(shù)成熟，應(yīng)時(shí)而生。第四代差分技術(shù)PPP-RTK之所以是未來智能汽車的主流，是因?yàn)樗鼜脑砩辖鉀Q了完好性問題，符合汽車功能安全和預(yù)期功能安全。PPP-RTK將衛(wèi)星的軌道、鐘差、星歷、電離層的誤差分別提供給終端，汽車可以擁有每一個(gè)誤差的可靠性、可信度的級(jí)別，適合于長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)移動(dòng)目標(biāo)。

PPP-RTK主要有以下優(yōu)勢(shì)：一是支持功能安全；二是解決了RTK跨格網(wǎng)的跳變問題，PPP-RTK在格網(wǎng)內(nèi)定位性能是一致的，不會(huì)像RTK一樣因終端與參考站的距離增加而降低。三是不因某個(gè)基站的無效，產(chǎn)生精度的下滑。PPP-RTK從觀測(cè)值層面實(shí)現(xiàn)PPP與RTK的“緊組合”。

智能駕駛高精度定位需求與解決方案

智能汽車高精度定位七個(gè)重要的需求痛點(diǎn)：分別是全球服務(wù)、功能安全、OTA、時(shí)空基準(zhǔn)、數(shù)據(jù)閉環(huán)、政策安全插件、全域全場(chǎng)景。

第一個(gè)定位需求是全球定位服務(wù)。大有時(shí)空首次提供全球的PPP-RTK高精度定位服務(wù)，并完成PPP-RTK工程化。由?？怂箍地?fù)責(zé)北美、歐洲的CORS站網(wǎng)建設(shè)和數(shù)據(jù)中心的獨(dú)立運(yùn)維，大有時(shí)空負(fù)責(zé)中國的CORS站網(wǎng)建設(shè)和數(shù)據(jù)中心的獨(dú)立運(yùn)維。三大數(shù)據(jù)中心解算、播發(fā)的數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，賬號(hào)互認(rèn)。為終端用戶提供服務(wù)的時(shí)候做到鑒權(quán)，從而讓每一輛汽車出口到海外，進(jìn)口到國內(nèi)，進(jìn)行高精度定位服務(wù)漫游，覆蓋全球。解決了基站數(shù)據(jù)的安全和汽車出口及進(jìn)口全球漫游的問題。

第二個(gè)定位的需求是高可用。在高可用的定位需求上，建立了分布式雙活的數(shù)據(jù)中心，確保數(shù)據(jù)鏈路的安全，同時(shí)還準(zhǔn)備了異地災(zāi)備和主備鏈路，為每一輛汽車提供可靠的設(shè)備。同時(shí)構(gòu)建了基站的運(yùn)維系統(tǒng)、解算平臺(tái)、播發(fā)平臺(tái)，形成了從基站數(shù)據(jù)到解算中心到播發(fā)全鏈路的自動(dòng)化監(jiān)控和解算的完整運(yùn)維系統(tǒng)，這種自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)可以確保鏈路的高可用和高可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能汽車億級(jí)用戶和百萬并發(fā)的服務(wù)支持。

在完好性上，PPP-RTK使完好性與汽車功能安全完美契合，為智駕而生。GNSS定位服務(wù)在出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)向用戶發(fā)出告警，每一個(gè)信號(hào)的可信度、可靠度，分別傳給每一輛汽車，不因?yàn)槟硞€(gè)信號(hào)的損失而影響整體功能安全。從完好性監(jiān)測(cè)的輸入到形成完好性的模型和算法，再形成終端服務(wù)的產(chǎn)品播發(fā)到每輛汽車上，形成完整的定位服務(wù)完好性的全鏈路解算，為智能汽車提供基于功能安全車規(guī)級(jí)應(yīng)用。

圖源：演講嘉賓材料

在OTA方面，L4級(jí)稱為局部區(qū)域性場(chǎng)景，適用于P-BOX以及M-BOX，這種情況下是屬于基帶射頻以及解算引擎都分別在盒子中。L2++量產(chǎn)乘用車的方案中，車廠采用域控制器集成基帶和射頻，一是讓OTA升級(jí)，二是使感知傳感器與地圖引擎的深度耦合。大有時(shí)空高精度衛(wèi)星定位解算引擎，接入衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)和定位服務(wù)數(shù)據(jù)，通過解算后獲得高精度定位結(jié)果，輸出高精度位置給到車端。大有時(shí)空播發(fā)服務(wù)平臺(tái)通過車端SDK的賬號(hào)鑒權(quán)后播發(fā)衛(wèi)星定位差分服務(wù)，把差分服務(wù)解析后給到SPE引擎，通過終端射頻基帶收到的信息，從而解算出高精度位置信息。

時(shí)空基準(zhǔn)的統(tǒng)一是智能汽車時(shí)空信息應(yīng)用的基礎(chǔ)，時(shí)空基準(zhǔn)痛點(diǎn)是當(dāng)前圖商、定位服務(wù)商、自動(dòng)駕駛方案商、定位終端并沒有形成完整的統(tǒng)一基準(zhǔn)。大有時(shí)空在建基站解算時(shí)與國家基準(zhǔn)站同時(shí)進(jìn)行解算，滿足國家CGS2000的基準(zhǔn)，在此基準(zhǔn)上提供高精度定位服務(wù)，為提供全國一張網(wǎng)，全球統(tǒng)一的五套框架高精度位置服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

在全域全場(chǎng)景的需求上，大有時(shí)空基于高精度特征數(shù)據(jù)、視覺、激光、衛(wèi)慣組合形成了全域全場(chǎng)景的定位解決方案可解決城市高樓的多路徑問題，通過三維地圖的三維信息可以解決部分多路徑問題。在全場(chǎng)景上也實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)外一體化的定位，在隧道、立交橋、城市快速路，形成完整的高精度定位解決方案。大有時(shí)空支持多源融合的定位解決方案，特征地圖結(jié)合矢量地圖加上衛(wèi)慣組合定位，形成多源的融合定位模塊，滿足復(fù)雜場(chǎng)景需求。同時(shí)大有時(shí)空也形成了基于數(shù)據(jù)閉環(huán)的融合定位和地圖的解決方案，第一個(gè)閉環(huán)是基于衛(wèi)星基站而形成的整體定位閉環(huán)，第二個(gè)閉環(huán)是基于高精度地圖眾源眾包閉環(huán)，雙閉環(huán)是未來融合定位和地圖的解決方案。

量產(chǎn)應(yīng)用的合作模式

量產(chǎn)運(yùn)營合作：一是大有時(shí)空定位平臺(tái)直接播發(fā)給車輛高精度定位差分服務(wù)；二是幫助車廠建立自己的播發(fā)服務(wù)器，由車廠向車輛直接播發(fā)衛(wèi)星差分，讓車廠本身的NOA自動(dòng)駕駛系統(tǒng)連接在一起，提供高精度定位服務(wù)。每輛汽車都有訂閱自動(dòng)駕駛的功能，全球高精度定位服務(wù)通過激活車廠NOA自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的訂閱賬號(hào)，并同步信息到大有時(shí)空定位平臺(tái)進(jìn)行用戶鑒權(quán)，完成汽車高精度定位的賬號(hào)系統(tǒng)建立。如果是在海外，會(huì)把鑒權(quán)信息同步到?？怂箍档挠脩艄芾硐到y(tǒng)中，這個(gè)用戶管理系統(tǒng)同時(shí)激活車輛的差分服務(wù)賬號(hào)。這意味著定位服務(wù)賬號(hào)是和每一輛車的NOA功能賬號(hào)同步激活。

大有時(shí)空還可提供高兼容性且靈活配置的車端定位算法和模組解決方案，包括GNSS SPE、衛(wèi)慣SPE、多源融合SPE、GNSS模組、衛(wèi)慣模組等，賦能P-BOX和域控制器等終端合作伙伴，為用戶提供車規(guī)級(jí)全球高精度定位服務(wù)。

（以上內(nèi)容來自大有時(shí)空CTO李慶建于2023年5月18日—19日由吉利汽車研究院主辦，蓋世汽車承辦的吉利2023智能汽車技術(shù)論壇上發(fā)表的《智能汽車高精度定位解決方案》主題演講）