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公路场景下的卫星定位市场有多大?

来源:千寻位置    发表于:2019-05-14 13:36:26

汽车已经成为除了居住空间、工作空间之外的“第三空间”。正因如此,与汽车紧密联结的公路,成为人们进行科技创新的又一领地。作为一个能为汽车提供绝对位置的技术,GNSS(全球导航卫星系统)技术在公路场景下的的应用被业内看好,2018年10月,欧洲全球卫星导航系统管理局(GSA)就发布了《GNSS在公路用户中的需求报告》,详细地讨论了这一问题。

以下为报告的节译以及结合中国市场的思考。

GNSS应用随汽车工业演化,服务可用性>99.5%

GNSS技术在公路领域有着重要的角色,最初GNSS被用来提供最基本的、包含交通信息的行车导航。同时GNSS还被测绘人员大量使用于公路基础设施的建设与维护。那个时候,信号覆盖率、可用性以及精确率是主要性能指标。

随着GNSS开始在公路收费、寻找被盗车辆、智能车险以及车队管理方面发挥作用,GNSS应用集中到了ADAS服务,协作智能交通系统(ITS)以及无人驾驶方面。

这一阶段,GNSS在公路领域的应用与汽车工业演化相关,可以分为安全强相关应用、支付强相关、监管强相关、智能移动四类,这些应用领域对GNSS的高精度、可靠性、可鉴权性以及完好性提出了更高的要求:

安全、支付、监管 ...GNSS与公路有多少种可能?

前文已述,GNSS在公路领域的应用主要分为安全强相关应用、支付强相关应用、监管强相关应用以及智能移动应用等四类,下面,我们就每类应用的特点做具体说明。

1、安全强相关应用

典型的安全强相关应用包括前方碰撞预警,360度全视角行人、自行车、摩托车骑手保护、车速限制、车道偏离警告等。这类应用被定义为,一旦定位失效会造成公路使用者严重的人身伤害的应用。有效性、完好性、 精准度、 GNSS灵敏度以及抗干扰性是这一类应用最重要的性能指标。

目前的安全强相关应用需要结合实际情况,比如前方车辆排队信息预警,公路障碍物预警,以及道路施工预警等等。在这些应用中,GNSS已经被当作是RDS-TMC(Radio Data System – Traffic Message Channel)位置表以及手机中使用的TPEG(Transport Protocol Experts Group)的补充,这些应用的要求不是那么严格。但是随着未来更多的安全强相关应用被V2X通信支持,这些要求将变得越来越严格。比如,红灯违章预警以及360度全视角预警需要水平定位精度达到1米以内。

很多的安全强相关应用,必须要经过车规级的认证。比如当一辆车为了防止碰撞而自动紧急制动,系统必须将一条完好性的信息发送给V2X的安全应用。在这一类应用,有效性是一个主要的性能指标,车载定位系统通过采用多星座接收机,多传感器融合以及地图匹配的方式来实现这一目标。同时,网络安全方面的威胁促使在这一应用中必须采纳具备鉴权能力的信号。

2、支付强相关应用

典型的支付相关应用包括对公路使用的收费、按里程收费的车险、按使用次数收费的车险以及路边停车收费等等。

在这一应用中,账单主要是基于车载GNSS设备提供的位置和时间信息核算,不同服务对于精度的要求各有不同。比如,相对于按使用次数收费的车险,按公路使用里程收费的车险,对精度要求要高的多。

目前GNSS提供的里程并没有成为一个法定的收费计量办法,如计算高速路使用距离,以及计算出租车行驶距离等,但是一旦使用GNSS来计算里程获得法定地位,它将大大减少里程计算的成本。

精确度、在城市中的可用性以及鉴权性是GNSS在公路支付领域最重要的性能指标。同时,应对网络安全方面的威胁也会影响到GNSS在支付领域应用的可靠性。

3、监管强相关应用

典型的监管应用包括eCall(车载紧急呼叫系统)、数字转速表、 危险材料跟踪以及牲畜追踪。数字转速表和泛欧eCall系统的实施极大的促进了GNSS在公路领域的装机量。同时危险材料跟踪以及相应的虚拟围栏的应用是另外一个催化剂。地理围栏还可以用来向高污染车辆收费,以限制它们进入低污染区域。

对于监管强相关应用,可用性、精确度、鉴权性以及抗干扰性是重要的性能指标。

ecall系统工作示意

4、智能移动应用

智能移动应用是一个很广泛的概念,包括给专业人士、车辆管理人员以及驾驶员使用的一系列应用。它们又可以分为:

a. 智能移动交通和生产率管理:帮助交通公司来追踪货物和车队情况。

b.用户安全和舒适度相关的智能移动应用:除了基本的路线指引,还包括道路交通信息、车速限制警告、旅途时间预测。更复杂的应用包括车道级导航、电子地平线以及绿灯优化速度推荐系统等也即将投入市场。

c.数字基础设施相关的智能移动应用:无人驾驶需要更加精细的地图, 不仅仅是高精度地图,还需要有和道路使用者以及道路风险相关的动态信息。

d.电动汽车相关的智能移动应用:根据旅程和充电桩信息而定制的路线和车况优化应用。

e. 智能移动服务应用:针对车辆乘客的服务,如公交车、Uber、滴滴等。

GNSS公路应用,值得中国市场思考

从《GNSS在公路用户中的需求报告》可以看出,目前GNSS在公路领域的应用中,对定位精度的要求不算苛刻,但随着ADAS、V2X以及自动驾驶的发展,这一要求会持续提高。

将GNSS用于车险和道路收费是一个全新的应用领域,目前在欧洲,GNSS的定位和授时,并没有在道路支付上取得法定的地位。但是不排除未来欧盟委员会可能会授予GNSS在法定计量上的法律地位。

在很多紧急安全相关的应用领域,如碰撞规避、车道保持、自动刹车等,鉴权性和抗干扰性和定位精度有着同等重要的地位。欧州主要通过Galileo的新信号来提供上述功能,而中国市场也可培养厂商提供这两项服务,这将丰富中国在智能驾驶领域的解决方案的数量和质量。