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专题
2021/5/10 16:20

5G网络辅助的GNSS定位性能分析

邮电设计技术  张建国,韩春娜,周鹏云

本文版权为《邮电设计技术》所有,如需转载请联系《邮电设计技术》编辑部

摘要:首先介绍了5G网络辅助的GNSS定位原理,包括基于UE的GNSS定位和UE辅助的GNSS定位,5G网络的低时延特性使得UE辅助的GNSS定位方法可能用于高速移动的UE。然后分析了UE辅助的GNSS定位精度,当UE移动速度为200km/h时,对于eMBB TDD SCS=30kHz、eMBB FDD SCS=15kHz和uRLLC,由于网络时延造成的GNSS定位误差分别是0.71m、0.86m和0.33m。最后分析了UEGNSS接收机上报的原始测量数据的影响因素和大小,对于BDS和GPS,一次上报的测量数据分别是4238bit和5650bit,一次同时上报BDS和GPS的测量数据是9888bit。

关键词:5G;GNSS;UE辅助;定位精度;无线网络负荷

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2021.04.005

引言

全球定位导航系统(GNSS——Global Navigation Satellite System)是一种利用卫星进行导航、定位、测量的空间无线定位系统,其基本原理是测量出已知位置的卫星到 GNSS 接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据计算出 UE 的具体位置。目前在轨运行的GNSS 系统包括美国的 GPS 系统、中国的北斗系统(BDS——BeiDou Navigation Satellite System)、俄罗斯的GLONASS以及欧盟的伽利略系统Gallileo。

GNSS定位方法存在2个部分误差。第1部分是系统性的误差,如卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等,这类误差对每一个 GNSS 接收机都是公有的,利用差分技术,可以消除系统性误差,根据差分基准站发送的信息方式不同,差分定位分为位置差分、伪距差分和实时动态(RTK——Real - time kinematic)载波相位差分。第2部分是随机发生的误差,如接收机的内部噪声、通道延迟、多径效应等,这部分误差无法系统性消除。

5G网络具有大带宽、低时延的特性,当GNSS通过5G网络与GNSS接收机交互信息后,5G网络可以辅助GNSS接收机减少初始化时间、增加接收机灵敏度、减少功耗和提高定位精度。

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