自動(dòng)駕駛定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)之一。

通俗的說(shuō)，無(wú)人駕駛要解決的根本問(wèn)題是：現(xiàn)在在哪兒？將要去哪兒？走哪條道兒？

“現(xiàn)在在哪兒”這個(gè)問(wèn)題就是我們今天要討論的定位技術(shù)。一輛無(wú)人駕駛汽車只有知道了自車所在位置，再結(jié)合周圍環(huán)境信息與目的地信息，才能決策下一步往哪兒走。

目前用于自動(dòng)駕駛的高精度定位技術(shù)不外乎三種：

1.基于電子信號(hào)的定位，例如全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS；

2.航跡推算，一種基于IMU慣性測(cè)量單元的技術(shù)，根據(jù)上一時(shí)刻的位置和方向來(lái)推算當(dāng)前的位置和方向；

3.環(huán)境特征匹配，也就是基于激光雷達(dá)lidar和視覺(jué)傳感器的定位，例如lidar的匹配，需要先建立好點(diǎn)云地圖，然后將lidar實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)與點(diǎn)云匹配，來(lái)確定車輛當(dāng)前的位置信息。

這三種方式各有所長(zhǎng)，今天我們先來(lái)看看GNSS定位技術(shù)。

對(duì)于GNSS大家可能比較陌生，但如果說(shuō)GPS或者北斗（BDS）大家就熟悉了。

GNSS（Global navigation satellite system）就是全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，是個(gè)統(tǒng)稱，包含了美國(guó)的GPS、中國(guó)的BDS、俄羅斯的GLONASS和歐洲的GALILEO等。

原理很容易理解，就是通過(guò)四顆已知位置的衛(wèi)星來(lái)確定地面接收器的位置。我們以GPS為例來(lái)解釋衛(wèi)星定位的原理。

每一顆運(yùn)行在宇宙空間的GPS衛(wèi)星，都在不停地通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)向全世界廣播自己的當(dāng)前位置坐標(biāo)信息。任何一個(gè)GPS接收器都可以通過(guò)天線輕松地接收到這些信息，并且能夠讀懂這些信息，即，四顆衛(wèi)星的空間坐標(biāo)已知。

衛(wèi)星在發(fā)送位置信息的同時(shí)，也會(huì)附加上該數(shù)據(jù)包發(fā)出時(shí)的時(shí)間戳。GPS接收器收到數(shù)據(jù)包后，用當(dāng)前時(shí)間（當(dāng)前時(shí)間當(dāng)然只能由GPS接收器自己來(lái)確定了）減去時(shí)間戳上的時(shí)間，就是數(shù)據(jù)包在空中傳輸所用的時(shí)間了。數(shù)據(jù)包在空中的傳輸時(shí)間，乘上傳輸速度，就可以得到數(shù)據(jù)包在空中傳輸?shù)木嚯x，也就是這顆衛(wèi)星到GPS接收器的距離。即，四顆衛(wèi)星分別到GPS接收器的距離已知。

根據(jù)立體幾何的知識(shí)，就可以求出GPS接收器當(dāng)前的位置信息了。

這種定位方式也叫做單點(diǎn)定位或者[敏感詞]定位。

GPS定位最難解決的問(wèn)題是誤差。導(dǎo)致定位誤差的原因有很多，如電離層導(dǎo)致的，接收設(shè)備導(dǎo)致的，遮擋、多徑效應(yīng)產(chǎn)生的。遮擋是接收不到衛(wèi)星信號(hào)。多徑效應(yīng)是不但接收不到衛(wèi)星直接發(fā)送的信號(hào)，還接收了由高大建筑物反射而來(lái)的信號(hào)，這樣傳播時(shí)間就會(huì)出錯(cuò)，進(jìn)而解算的位置也就會(huì)出錯(cuò)。

為了提高GPS定位的精度，降低誤差，人們通過(guò)增加一個(gè)已知坐標(biāo)的參考GPS接收器來(lái)提高定位精度，這就是差分定位，也叫做相對(duì)定位。

在已知坐標(biāo)點(diǎn)上布設(shè)一個(gè)地基增強(qiáng)站（ground-based augmentation system），俗稱基站，基站也可以接收到衛(wèi)星的信號(hào)，根據(jù)這些信號(hào)算出坐標(biāo)值，然后與已知的坐標(biāo)作比較，得出偏差量。然后將偏差量通過(guò)數(shù)傳鏈路（數(shù)傳鏈路就相當(dāng)于數(shù)據(jù)線，但這根數(shù)據(jù)線是無(wú)線的）或者移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)送給待定位的GPS接收器，待定位GPS接收器根據(jù)接收到的信息進(jìn)行修正，從而提高定位精度。

載波相位差分技術(shù)（Real Time Kinematic，RTK）是一種實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位測(cè)量的差分方法，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)送給無(wú)人車的接收機(jī)，接收機(jī)將本機(jī)和基站的載波相位觀測(cè)值進(jìn)行求差，解算坐標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，接收機(jī)和基站大部分誤差都有時(shí)間和空間的相關(guān)性，所以絕大部分誤差都是可以被抵消或者降低的，在兩者距離不遠(yuǎn)的情況下，載波相位差分可以使定位精度達(dá)到厘米級(jí)。