从慕尼黑卫星导航国际峰会看技术热点

今年四月中旬，在欧洲一年一度的慕尼黑卫星导航峰会如期召开，我们可以看到当前卫星导航发展中的某些技术热点。峰会针对高精度、完好性和认证服务进行了尖锐的辩论，探讨了GNSS性能与安全性之间的平衡问题。

慕尼黑峰会最热门的话题之一就是，GNSS在自动化和无人驾驶系统这样的新兴领域的作用。罗伯特博世有限公司项目总监Michael Baus介绍了他的公司采用精密单点定位（PPP）新方法进行自动化公路运输。“我们新的车辆运动和定位传感器（VMPS）将在2020年上路，并将成为首批使用校正数据进行高度自动化驾驶的GNSS惯性定位系统”。

“VMPS将是使用多频率、多星座GNSS系统，以及我们先进的融合和完好性算法，输出安全的位置、速度、姿态和时间。该系统将使用车轮旋转传感器以及安全的汽车级惯性传感器来弥补GNSS中断”。“我们正在与Trimble合作进行安全和精密定位，并与u-blox合作进行汽车安全定位，还与三菱电子和Geo ++一起，我们是卫星定位改正数据（Sapcorda）合资企业的利益相关者，其目标是在全球范围内提供安全和精密改正数据”。由此可见，对于航空等用户而言，星基增强系统是其真正的归宿，利用的是改进的PPP融合算法，接收精密星历和精密时钟改正数据，以及来自于各种各样的星基增强信号，包括来自与海事卫星的增强信号，确保能够完成全球性服务。其中，利用ubloxM8芯片的单频接收机的具有完好性的精度达到40-50厘米，而多星座、多频NovAtel接收机具有完好性的精度达到5厘米左右。

慕尼黑峰会就伽利略商用服务是不是免费，展开了攻防双方的辩论。以欧洲委员会而言，欧盟继续在慕尼黑捍卫其最近决定免费提供高精度GNSS服务，该服务最初被视为伽利略收费商业服务（CS）的一个组成部分。在产业方面，一些公司已经开发并提供高精度的定位服务，但有些公司想了解该委员会的举措是否会削弱他们自己的业务。其中，海克斯康定位智能公司总裁迈克尔 里特是其中最为直言不讳的人物之一。他对新伽利略服务中“高精度”实际意味着什么表示了一些疑惑。认为精度和收敛时间之间的关系令人三思。

里特指出，现有的欧洲PPP和RTK改正网络和服务，已经为现有的勘测、测绘、农业和海上市场服务，并且海克斯康定位智能公司已经提供了三十年的改正服务。他表示，“行业已经在努力解决GNSS改正服务的下一个挑战，但是，免费服务的提供将消除或严重削弱行业依赖的收入来源，以再投资于自主未来的研究和创新”。“现实是我们能够达到我们需要的那种功能安全性和完好性的唯一方式，即需要认证服务。我们更喜欢EC和GSA将使用这些资金来加速伽利略认证服务”。

作为回应，欧盟委员会伽利略商业服务经理费尔南德斯表示：“我们认为，从长远来看，高精度正在变得更便宜，并最终获得免费。”因此，委员会希望能够走在这一不可避免的浪潮面前。“有人问伽利略如何高精度会影响行业。但我们提出的是不能与端到端保证服务相媲美的。我们打算提供的信号保持在信号级别。这只涉及提供更好的卫星信息，更好的大气信息，这是卫星导航提供商在过去十年中一直在做的事情”。

费尔南德斯提醒与会者，即使在公众可以使用的GNSS开放服务中，稳定性趋势也在增加，然后他说：“业界正在建立伙伴关系，并且正在发展新的商业模式”。“我们的看法是，许多公司已经准备好将高精度与其他服务集成在一起，所以仍然有创新空间”。

慕尼黑峰会还有一个重要话题，是关于认证服务的问题，包括GNSS系统性认证服务，还有增强的改正信息的认证服务。对于伽利略计划，有三种不同级别的认证。一种是开放服务的认证，实际上是导航电文的认证，它将提供基本的认证级别和一些反欺骗保护。“这个信号将在E1频率上传播，并可用于单频用户。它针对消费者用户，免费提供，已经原型化并经过测试”。强大而安全的有限访问伽利略公共监管服务（PRS），将提供更高级别的授权验证。在这两者之间将是“新”伽利略商业服务，包括一个数据认证信号，该数据认证信号将由E6C的扩展代码加密和E6B / E1B中的一些辅助数据（包括OSNMA）进行访问控制并收取费用。值得注意的是，即使在由一个GNSS星座提供的服务中，Galileo也会有多种认证选项可供选择，最终用户可以选择确定自己的漏洞和安全需求。

关于增强的改正数据的认证，海克斯康定位智能公司创新部门副总裁桑迪 肯尼迪说，她认为，在精度和安全性方面，军事类GNSS要求进入商业领域。“所有已建立的GNSS应用的风险都在增加，而且随着自动驾驶汽车和经过验证的金融交易位置等新应用的迅速发展，基于伪距的定位远不能满足性能诉求。现在的改正数据源与真正的GNSS信号一样重要”。肯尼迪说，我们根本无法抵御各种攻击，而这些攻击将会发展。因此，随着新信息的出现，GNSS提供商需要保持警惕，积极主动并迅速反应。

对最终用户而言，她说：“那么，你想要一辆跑车还是一辆装甲车？决定购买跑车的人重视某些事情；他们想要引擎，他们想要速度，还是可操作性。有人拥有装甲车，它仍然是一辆车，但他们重视安全。他们可能在驾驶性能方面有所提高，但是安全是他们的首要任务。“”

她建议，这与GNSS接收机一样。“哪些参数对于特定用户最重要，他们为什么选择其中一个？我们听说有一个非常快速的首次定位时间，当你开车离开停车场，并立即想要解决方案时，那么你可以得到它，但是你必须等待一段时间才能得到一个认证或者验证的解决方案。 用户最终是不得不选择他们愿意接受的漏洞级别？ “这真的取决于你对风险的看法，和你是否能够负担得起”。