手機導航會突然迷路，無人機會無故偏航，你可能不知道，這背后的頭號“擾亂者”，離天空的大氣電離層。電離層會折射衛(wèi)星定位信號，造成干擾，導致定位誤差。

在電離層的強應(yīng)對電離層的強干擾，保證高精度定位效果？

電離層對高精度定位的干擾有多大？

你可能還沒有明顯感覺到，隨著第25個太陽活動周期的到來，電離層干擾越來越強。

在測量測繪、智能駕駛、無人機等高精度定位相關(guān)領(lǐng)域，最近不可避免地會遇到類似的問題：“無人機如何無故偏航”，“為什么RTK在某些區(qū)域的開放環(huán)境中，終端也浮動不能固定？”

這是因為受電離層活性加劇的影響，容易出現(xiàn)定位精度不準確甚至無法定位的情況。

電離層變化趨勢圖

眾所周知，影響GNSS定位因素包括衛(wèi)星鐘差、衛(wèi)星軌道誤差、多路徑誤差、電離層誤差、對流層誤差和衛(wèi)星信號接收器誤差。

其中，影響嚴重、難把握的主要障礙之一是電離層。電離層是距地面約60至1000公里的大氣高層，由太陽輻射的電離顆粒組成。GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）衛(wèi)星信號從太空到地球終端“必經(jīng)之路”。

GNSS當衛(wèi)星信號通過電離層時，其傳輸速度和方向會發(fā)生變化，傳輸路徑會輕微彎曲，導致衛(wèi)星信號偏移和延遲，從而影響接收終端的定位精度。

隨著第25個太陽活動周期的到來，電離層變得更加不可預測。太陽活動周期為11年，2019年12月開始加劇，預計2025年7月達到峰值。

太陽活動周期圖

隨著電離層活性的加劇，區(qū)域內(nèi)電離層延遲誤差波動較大，頻率較快，不規(guī)則加劇。僅憑傳統(tǒng)的經(jīng)驗判斷或傳統(tǒng)的偏差糾正算法很難有效地消除電離層誤差的影響，以滿足高精度定位的需要。平躺還是處理它？為整個行業(yè)面臨的問題。

處理電離層干擾的前提：優(yōu)化算法模型

優(yōu)化算法模型，獲得更準確的電離層建模結(jié)果，是應(yīng)對電離層干擾的前提。

自2016年宣布國家北斗地基增強系統(tǒng)正式投入運行以來，千尋位置的算法專家開始與電離層競爭。

國家北斗地基增強系統(tǒng)“一張網(wǎng)”在穩(wěn)定運行的六年里，千尋積累了行業(yè)內(nèi)獨特的多維時空數(shù)據(jù)，涵蓋了不同的地理環(huán)境和大氣環(huán)境，為持續(xù)研究、準確分析和機器學習能力奠定了基礎(chǔ)。

在保證高精度定位高效、安全、準確、穩(wěn)定的前提下，算法專家根據(jù)長周期數(shù)據(jù)積累，分析定位誤差的規(guī)律，構(gòu)建算法模型的變量和常量，嘗試自適應(yīng)、機器學習等方法，不斷學習、培訓和優(yōu)化，形成適應(yīng)包括電離層在內(nèi)的多場景算法模型，確保電離層活躍，仍能獲得準確的電離層建模結(jié)果。

“破題”新思路：云協(xié)作技術(shù)方案

算法專家們并沒有停下來。他們很快發(fā)現(xiàn)，在電離層活躍水平較強的場景中，傳統(tǒng)的建模技術(shù)存在著改進空間小、計算能力成本高的瓶頸。面對升級問題，他們找到了一種新的方法，實現(xiàn)了行業(yè)云（服務(wù)端）端（用戶端）協(xié)作技術(shù)方案，將電離層活躍期間的固定率提高到95%以上，定位精度穩(wěn)定在厘米級。

千尋位置算法專家陳華博士解釋道：“服務(wù)器和用戶端在電離層處理能力上各有優(yōu)缺點。服務(wù)器側(cè)重于大氣誤差，可以通過建模糾正大部分電離層誤差，利用區(qū)域信息判斷電離層的活性，但無法解決電離層建模的殘余誤差。相比之下，雖然用戶端無法判斷電離層的活性，但可以消除電離層活性期間服務(wù)端的殘余建模誤差?！?/span>

云協(xié)作技術(shù)方案創(chuàng)新性地取長補短，通過從服務(wù)端播放質(zhì)量因素信息，“告訴”目前用戶端的電離層活動程度以及是否需要開啟消電離層模式。

經(jīng)過對比測試，在云協(xié)作下，當消電離層模式打開時，RTK設(shè)備的固定率從80%左右提高到95%以上，定位精度從分米級提高到厘米級。在特定的電離層活動期，效果對比較為明顯，RTK設(shè)備從基本無法獲得固定解提升到全過程基本保持穩(wěn)定固定解。

采用云協(xié)同技術(shù)方案前后效果對比

電離層查詢平臺，實現(xiàn)查詢預警

對于極端活動導致無法操作的情況，千尋推出了行業(yè)內(nèi)的電離層查詢平臺，可以實現(xiàn)對電離層活動的感知、預警和查詢，為戶外操作人員提供操作指導。

電離層查詢平臺通過平靜、中、強、超四個層次呈現(xiàn)用戶當前位置的電離層活動程度。并根據(jù)千尋位置對電離層長周期觀測數(shù)據(jù)和實際影響程度，闡述了不同等級對定位精度的影響。例如，當電離層活動等級強、超時，會對定位精度產(chǎn)生很大甚至很大的影響。此時，不建議RTK用戶進行戶外作業(yè)。

千尋位置電離層查詢平臺

千尋位置的算法專家青城博士介紹：“我們希望在全國范圍內(nèi)建立一個精細的電離層電子總含量實時監(jiān)控系統(tǒng)。如果該監(jiān)控系統(tǒng)能在未來發(fā)揮更大的應(yīng)用價值，就像日常天氣廣播一樣?！?/span>

轉(zhuǎn)自千尋位置官網(wǎng)

萊佳德科技提供測繪儀器以舊換新,測繪儀器維修,測繪儀器檢定,全站儀租賃銷售,工程測量業(yè)務(wù)承接。 需要購買全站儀、GPS-RTK、水準儀、經(jīng)緯儀等測繪儀器，或有測繪儀器相關(guān)問題可以聯(lián)系萊佳德科技。

版權(quán)說明｜萊佳德科技南京有限公司尊重原創(chuàng)，圖片和文章的版權(quán)為原作者所有，若有侵權(quán)請聯(lián)系本單位，我們會及時聲明或刪除。