高精度定位 六分科技  发表于北京 

近日,一则“太阳表面惊现巨大黑子”的消息冲上热搜,一时间众说纷纭,引起公众的广泛关注与担忧。 图片 太阳黑子,即太阳表面的暗黑斑块,它其实是太阳表面在内部核聚变推动下产生的磁场旋涡,由于黑子所在区域温度比周围环境要低,所以显得较暗。太阳黑子的爆发是太阳活动的标志。

当太阳黑子爆发时,大量带电粒子会向外发射,进入到地球大气层和电离层,导致电离层中的电子含量剧烈变化。异常增强的电离层扰动,会直接影响到GNSS高精度定位的定位精度。

据悉,今年以来,太阳黑子频繁活动,在刚过去不久的7月份已爆发1个X级耀斑、50个M级耀斑和276个C级耀斑。一轮又一轮的太阳活动,释放出强大的电磁辐射,抛射出大量的带电粒子,穿越茫茫太空袭击地球电离层。 由于太阳黑子活动与地球电离层密度的密切关系,频繁爆发的太阳黑子也导致了地球电离层的过度活跃。

电离层,是地球大气高度范围约为60~1000公里的一个受到太阳高能辐射以及宇宙线激励而电离的大气高层,也是地球的外壳,在这一层中存在大量的带电粒子,可以阻挡和吸收一定的太阳射线和宇宙射线,避免过多射线对地球表面的侵蚀。

然而保护地球的电离层,实则是阻碍卫星传播的捣蛋鬼。 以卫星信号为例,GNSS卫星信号要从2万公里外的太空向地面播发,必然会穿越电离层。由于电离层内含有非常复杂的带电电子,会对卫星信号产生折射、衍射、散射等效应,导致信号传输路径和传播速度发生改变,从而产生传播误差,直接影响到卫星信号的完整性。

太阳黑子关联到太阳活动,电离层跟太阳活动密切相关,当爆发强烈太阳活动时,会引起电离层的异常扰动。而电离层的异常,又会让卫星信号在传输过程中发生剧烈变化。 难以捉摸的电离层误差 已知GNSS高精度定位的主要误差来源为三类: GNSS误差来源

与卫误差,即卫星轨道误差、卫星原子钟误差,相对应效应。与传播途径相关误差,即电离层折射、对流层折射、建筑物/平静的水面等反射的多路径效应。与接收机设备相关误差,接收机天线、接收机钟差、接收机噪音。

这其中,难以琢磨,影响严重的就是电离层误差。电离层活动剧烈时,会引起周跳、信号丢失等情况,还会导致定位解算失败、误差变大。 由于电离层的变化与太阳活动强度密切相关,太阳活动大大增加了电离层活跃的无规律。

因此,通过建模电离层延迟造成的定位误差成为了行业难题。 随着第25个太阳活动周期峰值(预计在2025年)的临近,电离层干扰变得愈加强烈。 解难题,有高招

俗话说,打铁还需自身硬!为进一步满足垂直行业客户对高精度定位服务的需求,充分保障服务的稳定性针对不规律电离层活跃对卫星高精度定位的影响,六分科技研发团队潜心钻研、静心攻关,不断优化高精度定位算法,卫星定位的抗干扰性能,提升信号传输的精度和可靠性。 通过长期海量积累大数据,基于云端一体的数据协同,六分科技定制抗电离层干扰算法,包括针对电离层暴、电离层闪烁、电离层扰动等进行动态优化,保证卫星信号持续稳定跟踪,实现增强抗电离层干扰的能力,在电离层活跃期间提升终端定位效果。 同时在电离层异常活跃状态下,通过对异常卫星探测、识别、剔除的手段,提升卫星信号观测数据的质量和精度,辅助电离层算法模型计算出更准确的电离层数值,进一步电离层误差。 除此之外,六分科技还在不断进行服务端及终端高精度定位算法的迭代升级,通过持续大规模路测,收集海量真实数据,反复运算分析,迭代算法模型,提升定位精度;同时定制专门针对复杂场景的算法方案;研发的高可靠定位解决方案,为厘米级定位提供高精度、高性能的算法保障。 太阳活动的频繁爆发启示我们,未来科技的发展,需要在不断保护卫星系统的安全和稳定性的同时,顺应太阳活动的变化,不断攀登科技高峰。 面对变幻莫测的太阳活动,以及用户定位需求的不断变化,六分科技致力于一方面劳抓基础设施建设,进一步提升基础设施的服务能力,另一方面通过软件层面的优化来获得服务性能的提升,以技术革新高精度定位技术的发展,为客户提供更高可靠的位置服务解决方案。

转载自六分科技公众号