抗干扰微型高精度大众化GNSS接收模块

　　Septentrio推出其微型Mosaic高精度GNSS接收机模块。这是一种多频段、多星座接收机，采用低功率表面贴装的模块，具有多种接口，专为机器人和自主系统等大众市场应用而设计，能够跟踪支持当前和未来的所有GNSS星座信号。凭借独特的内置AIM +技术可以减轻干扰，Septentrio在大众市场GNSS定位构建模块中提供了性能基准。

 

　　尽管尺寸紧凑（31 x 31 x 4毫米，1.29 x 1.29 x 0.15英寸），体积小，稳定性好。而且Mosaic模块支持来自所有六个GNSS星座、L波段和各种基于卫星的增强系统的30多个信号。作为跟踪所有GNSS卫星的多频段模块，它还旨在支持未来的GNSS信号。它还支持差分改正服务，并使用实时动态（RTK）技术和Septentrio算法，以确保最高的精度和可用性。 Mosaic的表面贴装设计针对自动化装配和易于集成进行了优化，具有完整的文档库和灵活的接口库。Septentrio的产品经理Chris Lowet表示：“新推出的Mosaic模块代表了同类产品中最佳的可靠性和可扩展定位精度，同样具有完好性监测功能。”根据Lowet的说法，该模块提供的RTK定位功耗为0.6-1 W，并且不需要或只需要很少的额外元器件用于模块设计。“这些特性使其成为各种大众市场无人机、自主系统和机器人应用的理想定位基石”。

 

　　Septentrio接收机的Mosaic模块的主要特点是：

 

　　体积小，性能好，采样率可以高达50Hz；

 

　　全视野卫星跟踪：多星座，多频率，一流的可靠和可扩展的定位精度，高精度厘米级定位；

 

　　AIM +独特的干扰监测和缓解系统等多达五种的先进技术；

 

　　业界领先的超低功耗，以市场上任何同类设备的最低功耗提供RTK定位；

 

　　易于集成，针对自动装配进行了优化，带有完整记录的接口，命令和数据信息。随附的RxTools软件允许接收机配置，监控以及数据记录和分析。

 

　　该模块具备五大技术，它们是：

 

　　1. AIM +，是市场上最先进的板载干扰抑制和缓解技术（窄带和宽带，啁啾干扰器）。它可以抑制复杂多变的干扰，从简单的连续窄带信号到最复杂的宽带和脉冲干扰。可以在时域和频域中实时查看RF频谱，保障抗干扰鲁棒性。由于远距离传播的GNSS信号微弱的自然弱点和拥挤的无线电频谱，基于GNSS的服务经常容易受到无意的射频干扰（RFI）的影响，它们也容易受到故意的RFI攻击，或者旨在通过伪造的类似GNSS的信号（称为欺骗），形成破坏接收机工作的攻击，或者故意传输带有噪RF能量（也称为干扰）以遮蔽GNSS信号。为了抵御这些威胁，Mosaic采用了Septentrio的AIM +技术。 AIM +可以抑制最多样化的干扰，从简单的连续窄带信号到复杂的宽带和脉冲干扰。借助集成的频谱分析技术，可以在时域和频域实时查看任何Mosaic模块周围的RF环境。针对GNSS信号威胁的有效干扰对策还需要不断了解不断变化的RF环境。 Mosaic模块通过连续自动监控GNSS频谱来帮助分析这些威胁，以便在需要时检测、表征、记录，并减轻干扰事件的影响。

 

　　2. APME +，是抑制和缓解信号多径效应的技术。在大多数情况下, 信号也会从接收机周围的物体及其表面反射。接收机收到的是直射信号加上一些反射信号的混合物。这种现象被称为多路径。它会导致测量卫星距离 (伪距和载波相) 的米级误差, 并显著降低定位和授时精度。通常情况下, 多路径是GNSS应用中的主要误差源。多径误差倾向于呈现振荡模式，振幅为米级。伪距测量上的APME +多径误差模式。APME +在每个跟踪信道中使用额外的相关器来估计伪距和载波相位测量的多径误差。然后通过减去估计的误差来校正测量值。虽然大多数其他多径缓解技术涉及修改跟踪信道中的相关器，但APME +保持跟踪信道不变。独立于信号的跟踪估计多径误差。实际测量表明，采用和未采用APME +技术时的伪距误差比较表明，APME +将误差降低了2倍以上。所有Septentrio接收机均默认启用APME +。APME +还专门针对短时延多径进行算法调整。

 

　　3.  LOCK +，是一套技术, 可确保在快速信号变化 (如机械振动或冲击、地震或电离层闪烁) 下信号的稳健跟踪。在高动态下, LOCK +有相当大的帮助, 但这是要以稍微增加定位噪声为代价。为了避免在不必要时增加噪声，Septentrio接收机自动检测天线所经受的运动类型，并仅在需要时启用LOCK +，在平稳运动期间或接收器处于静止时, 将噪声保持在尽可能低的水平，也不需要用户有什么操作，完全自动运行。

 

　　4. RAIM+，接收机自主完好性监控技术，它包括接收机在各个级别的故障检测机制, 包括测量、质量控制和导航算法的生成。检测到的故障测量, 通常是由高多径或扰动电离层引起的, 将从所得解中加以消弭。RAIM+是通过仔细评估所有观测结果和误差来源的统计特性而成为可能的。这些统计特性适应动态和环境, 特别是车辆速度、多径强度、大气条件、信号强度等。接收机通过几次统计测试来检查测量的内部一致性。如果出现问题, 将引发警报, 接收机将尝试修复解决方案或切换到另一个定位模式。

 

　　5. IONO +，是提供电离层闪烁监测，采取相应对策，改进接收机工作性能。GNSS信号在地球大气层，特别是电离层中遭遇折射和衍射。电离层中，由于大气与来自太阳的高能粒子相互作用，使得大气分子与原子成为带电或电离粒子。当电离层存在不均匀性时, 就会出现卫星信号的闪烁问题，导致导航卫星信号的相位和振幅闪烁，或者说是起伏波动。闪烁事件在磁赤道周边地区最为频繁和强烈, 在两极也是最常见，但程度较低的。与其他自然现象类似, 闪烁事件与它们的外观形态通常是不可预知的。所谓电离层闪烁事件, 会降低卫星信号的质量。在标准的GNSS接收机中, 轻度闪烁可将定位精度降低数米。更严重的闪烁会导致发生相位周跳, 或者在最极端的情况下, 导致信号完全失锁。Septentrio接收机配备了Iono +技术, 能够在发生闪烁事件时，使得接收机可以继续跟踪信号。它还能够识别闪烁事件, 并限制它们可能对定位精度产生的任何不利影响。