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北斗GPS谁更强?中南大学与北云科技发布高精度测试报告 | 长沙共青团

by 长沙共青团&bynav


|这是最好的时代,也是最具挑战性的时代——这句话用来形容北斗行业最贴切不过。一方面,北斗刚刚完成全球组网,国人对北斗产业发展信心十足,官方宣布“卫星导航与位置服务产业总体产值年均增长20%以上,2020年有望超过4000亿元”;另一方面,面对GPS数十年的经验积累,面对国际巨头的挑战,国内年轻的北斗企业还在砥砺前行。

 

“不久前,北斗全球定位系统组网完成并投入运营,但测绘行业中一部分人对北斗信号的精度与稳定性还心存疑虑,更愿意相信GPS信号。”中南大学研究生院副院长、湖南省测绘学会理事戴吾蛟教授说,“因此我们联合国内高精度定位芯片模组制造商——湖南北云科技有限公司,一起对北斗与GPS的信号质量、RTK定位精度进行了较全面的测试。整个测试耗时3周,选取了6个典型场景,相关的测试数据全部上传到网络可供下载。测试结果显示,在长沙地区,利用北斗信号进行高精度定位的效果优于GPS。”

 

湖南北云科技有限公司CEO向为说,“北斗在长沙地区的高精度定位效果能够优于GPS,一方面是因为北斗拥有更现代化的三频导航信号,另一方面是因为北斗在亚太地区可见卫星达到20多颗,为GPS的两倍。很荣幸北云科技基于自研芯片的北斗高精度定位产品能够参加比测,用客观数据证明了北斗系统在国内的部分性能超过了GPS。”

 

 

科学的对比测试方案

为公平起见,测试设备采用2台湖南北云科技有限公司基于自研芯片生产的C1接收机,以及2台美国某知名品牌的R9接收机。不同品牌的接收机使用各自品牌的基准站数据,通过功分器连接到同一个流动站天线。

 

本项测试使用中南大学研制的GNSS数据处理软件CSUDMS进行后处理解算,采用RMS作为后处理解算精度的评价指标;使用由捷克国家大地测量、地形与地图制图研究所开发的Anubis软件进行观测数据QC检测,采用MP值、DI值、SLPS、O/Slps作为观测数据的评价指标。

 

入门小知识,各项指标含义如下:

(1) MP值 – 伪距多径值,体现板卡的多路径效应抑制能力;用伪距和载波相位观测值加权计算;MP1<50、MP2<75为佳(单位:cm),数值越小,表示板卡的多路径效应抑制能力越强;

(2) DI – 观测数据完整率;用板卡输出的有效观测数据的数量,除以用卫星星历计算的理论观测数据的数量;数值越大,表示板卡输出的观测数据越完整;

(3) SLPS – 周跳数;GNSS载波相位测量值,由于卫星信号的失锁而导致的整周计数的跳变或中断的次数;周跳数越少,表示信号跟踪越稳定;

(4) O/slps – 每周跳观测量;用板卡输出的有效观测数据的数量,除以检测到的周跳数(周跳数为0时,除数取1);O/Slps>200为佳,数值越大,表示信号的周跳数越少;

(5) RMS – 均方根误差;真值与每个测试值的偏差的平方和与测试次数的比值的平方根,体现测试值与测试均值之间的偏差程度,数值越小,精度越高。

 

测试环境

测试结果

 

| 测试结果表明

(点击下载测试报告)

在开阔环境下,BDS信号和GPS信号性能相当。在树荫遮挡、水池多径和各类干扰环境下,北斗的定位精度都明显高于GPS,信号质量指标(抗多径能力、信号稳定跟踪和周跳探测与修复的能力)整体优于GPS。

 

 

北斗广泛用于驾考驾培行业

除了测试数据外,从市场反馈来看,北斗高精度定位的效果也已经超过GPS,国产北斗高精度产品已具有与国外产品一较高下的竞争力,且更具备价格优势。

 

在驾考行业,以北云科技为代表的国产高精度产品已经通过市场公平竞争,取代国外竞品,实现了市场领先地位。

 

▲2018年在谭述森院士等专家领导的见证下,北云科技与驾考驾培行业龙头企业多伦科技签订战略合作协议,全面采用北云科技板卡替代国外进口板卡,北云科技在驾考驾培行业取得市场领先地位。

 

 

北斗助力自动驾驶

▲CIDI希迪智驾的无人扫地车和自动驾驶重卡正在使用北云科技的组合导航产品

知名自动驾驶企业CIDI希迪智驾常务副总经理应龙评价称:“我司致力于打造能落地的智能驾驶商用车及关联技术产品,而组合导航产品是自动驾驶产业链中的重要一环,因此我在几年前就开始布局,与北云科技对接了组合导航项目,见证了他们的快速成长。北云科技的组合导航产品已经应用在我们的无人扫地车、自动驾驶重卡等产品中,性能能够媲美国外十多万的产品。”

 

 

北斗用于地质灾害监测

戴吾蛟教授说,“我的研究方向之一是利用北斗做变形监测应用,很多地质灾害监测点都比较偏远、地势险峻,在产品部署完成后,基本不太可能进行现场维护,因此对产品的可靠性要求较高。本次测试采用的北云科技高精度板卡已在多个地质灾害监测项目中应用,有的项目已经稳定运行近一年时间,板卡的性能与稳定性都非常好,能够媲美国外竞品。经过这次的比测,用数据证明了北斗信号质量在长沙地区优于GPS,国产的北斗产品不弱于美国的GPS产品。

▲地质灾害监测中正在使用北云科技的高精度定位接收机

 

不难预见,自动驾驶、机器人等应用场景的加速发展将为该类产品带来广阔的市场空间。未来,国产北斗高精度定位产品或将成为撬动国际GNSS市场的重要砝码。

 

本次测试相关数据已开放下载:

https://www.bynav.com/cn/resource/bywork/geek-observation/gps-vs-bds.html

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