我公司(北京恒星科通)最新開發(fā)研究了一款基于調(diào)頻廣播發(fā)射機作為北斗差分信息發(fā)布基站的廣播式FM-RTK系統(tǒng),采用 IBOC帶內(nèi)同播技術(shù),利用現(xiàn)有的大功率調(diào)頻廣播發(fā)射機副信道(SCA輔助信道)將北斗差分信號以廣播的方式發(fā)射出去,北斗接收終端在接收北斗衛(wèi)星信號的同時,可以接收通過廣播發(fā)射機發(fā)射出來的Dadio-RTK差分信息,從而實現(xiàn)高精度定位。
系統(tǒng)工作原理:FM調(diào)頻播送體聲頻道的帶寬為200KHz左右,而主載波音頻只占150Kz(±75KHz滿頻偏),殘余的信道則是閑置不用的,不用這一部叫作副載波(SCA)。FM-SCA調(diào)頻可尋址廣播就是采用主載波傳輸音頻廣播信號,而應(yīng)用副載波(SCA)來傳輸編碼節(jié)制數(shù)據(jù)信號,這樣一臺發(fā)射機,一個頻率即可實現(xiàn)音頻信號與編碼信號同時傳輸,既節(jié)儉頻率資源,又可實現(xiàn)增值服務(wù)。
本系統(tǒng)優(yōu)點:
1.臺站覆蓋基礎(chǔ)好,信道資源豐富
全國已經(jīng)建成了中省市縣四級廣播電視覆蓋體系,調(diào)頻廣播已經(jīng)在全國建立了近3000個發(fā)射臺,近20000臺發(fā)射機,在我國每個行政區(qū)域廣泛存在,覆蓋了全國約97%的人群,是人們非常熟悉的大眾媒介,具有泛在性和普適性。采用調(diào)頻發(fā)射臺站作為北斗查分信息基站,可與發(fā)射臺站共享原有的機房、發(fā)射機、饋線、天線、鐵塔和供電設(shè)施。可以不用單獨建立差分信息發(fā)射臺站。一般每個臺站都有5-10臺發(fā)射機占用5-10個頻率同時發(fā)射,具有豐富的信道與頻率資源。
2.成本低廉,不受終端用戶數(shù)量限制
本方案采用的是廣播方式發(fā)布RTK差分信息,只要能夠接收到FM廣播信號,就可以接收到RTK差分信息,一個用戶與1000萬個用戶成本相同,邊際成本為零,支持大眾用戶免費使用,一座差分站可以實現(xiàn)一座城市的差分信息覆蓋。
3.覆蓋面積大,建站迅速
廣播電臺的調(diào)頻發(fā)射機,一般都在1-10KW的發(fā)射功率,覆蓋半徑都在20-60KM,采用FM數(shù)模同播技術(shù)發(fā)射RTK信息,可與FM同等半徑覆蓋,只需要在現(xiàn)有發(fā)射機激勵器增加一臺差分信息播發(fā)服務(wù)器,無需改造臺站,就可以迅速搭建一套北斗差分站,建站成本低廉、周期短。
4、保密特點:通過調(diào)頻廣播發(fā)射機伴隨發(fā)射北斗RTK差分信號,可實現(xiàn)等同于調(diào)頻廣播信號半徑的RTK差分信號覆蓋,另外北斗終端不需要向中心上報自己的位置信息(有別于千尋的網(wǎng)絡(luò)RTK系統(tǒng)),也就不存在自身位置信息泄密問題。
?應(yīng)用前景:可實現(xiàn)動態(tài)厘米級定位,靜態(tài)毫米級定位,無需依靠電信運營商的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高精度定位。廣播方式的RTK差分信息發(fā)送,終端用戶數(shù)量不受限制。
可用于軍事用途高精度定位,自動駕駛系統(tǒng)中的車道級導(dǎo)航,地址災(zāi)害監(jiān)測、公路橋梁、高鐵路基沉降監(jiān)測、城市公交車、特種車量車道級導(dǎo)航、智慧農(nóng)業(yè)無人駕駛播種與收割、植保無人機噴灑農(nóng)藥等用途。
(SCA信號在調(diào)頻廣播中的頻譜圖)
采用本技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)RTK互為補充,實現(xiàn)北斗大面積推廣應(yīng)用的
項目進展:目前系統(tǒng)原理驗證已經(jīng)做完,2022年7月底已經(jīng)完成了原理樣機的聯(lián)調(diào)測試,實現(xiàn)了10-15Kps差分信息的發(fā)布。
存在的問題解決辦法:目前模擬的收音芯片存在SCA數(shù)字信號分離度差、靈敏度低等缺點,我公司將采用FPGA平臺自主開發(fā)集成化芯片來解決上述問題,最終實現(xiàn)單芯片解決方案,采用自主研發(fā)的一顆芯片即可實現(xiàn)FM信號接收解調(diào)、差分信息解調(diào)解碼。
(RTK信號空間測試頻譜圖)
審核編輯 黃宇
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