C-V2X聯(lián)合RTK技術(shù)的場景仿真方案

《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和 2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出:

積極穩(wěn)妥發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)”。車聯(lián)網(wǎng)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智慧交通、智慧城市建設(shè)緊密相關(guān)。如今，伴隨蜂窩車聯(lián)網(wǎng)(CellularV2X，C-V2X)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入新階段，規(guī)模應(yīng)用與商業(yè)部署將成為行業(yè)主旋律，賦能我國汽車產(chǎn)業(yè)從新能源汽車的上半場轉(zhuǎn)移到智能網(wǎng)聯(lián)汽車的下半場，并從全球競爭中勝出。

伴隨著我們車輛網(wǎng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展，C-V2X場景測試也在如火如荼的進(jìn)行中，但是我相信做過c-V2X場景測試的小伙伴一定遇到過一個(gè)很頭痛的問題:傳統(tǒng)的GNSS定位精度無法滿足C-V2X場景中厘米級(jí)導(dǎo)航定位的需求，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的GNSS 定位誤差在實(shí)際生活中可能要超過半米，甚至是1米，這樣導(dǎo)致的最直接的結(jié)果就是在場景里因?yàn)槎ㄎ徽`差太大導(dǎo)致算法無法驗(yàn)證，無法進(jìn)一步后續(xù)的測試，行業(yè)迫切需要引入高精定位技術(shù)。

那么問題來了?

在C-V2X的場景仿真測試中，我們?nèi)绾蝸硪敫呔ㄎ患夹g(shù)呢?首先我們先來了解一下高精定位技術(shù)RIK。

什么是RTK?

RTK（Real?Time?Kinematic）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測量技術(shù)，是以載波相位觀測為根據(jù)的實(shí)時(shí)差分GPS（RTDGPS）技術(shù)，它是測量技術(shù)發(fā)展里程中的一個(gè)突破，它由基準(zhǔn)站接收機(jī)、數(shù)據(jù)鏈、流動(dòng)站接收機(jī)三部分組成。在基準(zhǔn)站上安置1臺(tái)接收機(jī)為參考站，對衛(wèi)星進(jìn)行連續(xù)觀測，并將其觀測數(shù)據(jù)和測站信息，通過無線電傳輸設(shè)備，實(shí)時(shí)地發(fā)送給流動(dòng)站，流動(dòng)站GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí)，通過無線接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理，實(shí)時(shí)解算出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)及其精度（即基準(zhǔn)站和流動(dòng)站坐標(biāo)差△X、△Y、△H，加上基準(zhǔn)坐標(biāo)得到的每個(gè)點(diǎn)的WGS－84坐標(biāo)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)得出流動(dòng)站每個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)X、Y和海拔高H）。

從RTK 的工作原理介紹，我們可以看到RTK 定位是需要無線通訊技術(shù)參與進(jìn)來的，通過LTE/5G 或Wifi 執(zhí)行從基站到流動(dòng)站的數(shù)據(jù)傳輸。一種常用的方法是“通過Internet協(xié)議的RTCM 網(wǎng)絡(luò)傳輸”（NTRIP）。因此，基站通過NTRIP服務(wù)器將其數(shù)據(jù)提供給所謂的NTRIP Caster。流動(dòng)站獲取RTK GNSS 定位所需的數(shù)據(jù)是通過NTRIP 客戶端從NTRIP Caster 收集的。

在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動(dòng)站。流動(dòng)站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，同時(shí)給出厘米級(jí)定位結(jié)果，歷時(shí)不足一秒鐘。流動(dòng)站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；可在固定點(diǎn)上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動(dòng)態(tài)作業(yè)，也可在動(dòng)態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動(dòng)態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。

既然RTK是這么強(qiáng)大的一種定位技術(shù)，那我們何不把它融入到C-V2X 場景仿真測試中呢？羅德與施瓦茨公司就是世界上兼具蜂窩網(wǎng)絡(luò)仿真和衛(wèi)星定位仿真能力為一體的少數(shù)幾家公司之一，接下來小伙伴跟隨我一起看看羅德與施瓦茨是如何把這兩大武功派系融為一體的吧。

RTK如向助力V2X?

眾所周知，羅德與施瓦茨在蜂窩通訊仿真領(lǐng)域一直是行業(yè)翹楚，在衛(wèi)星仿真測試產(chǎn)品上也處于業(yè)界領(lǐng)先地位，自家兩大拳頭產(chǎn)品 C-V2X 加持 RTK 高精定位方案正是羅德與施瓦茨產(chǎn)品強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的優(yōu)秀結(jié)晶，也預(yù)示這該解決方案可以完美解決行業(yè)痛點(diǎn)問題，同時(shí)也是作為行業(yè)頭部企業(yè)一種責(zé)無旁貸的義務(wù)。

首先我們來看一下該方案的邏輯示意圖， 讓各位小伙伴先有一個(gè)大概的印象。

▲仿真系統(tǒng)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)組成

從上圖可以看出， 整個(gè)仿真系統(tǒng)需要用到兩臺(tái)綜測儀CMW500，一臺(tái)衛(wèi)星信號(hào)仿真器SMBV100B 以及C-V2X場景測試需要的軟件。因此羅德與施瓦茨的V2X聯(lián)合RTK仿真有三臺(tái)儀表組成, 這三臺(tái)儀表的分工如下：一臺(tái)CMW500 或者CMX500仿真4G 或者5G 基站， 另外一臺(tái)CMW500仿真 C-V2X信號(hào)， SMBV100B仿真衛(wèi)星信號(hào)和RTK仿真。所有這些儀表和場景軟件PC都通過網(wǎng)線連接到同一個(gè)路由器上， 所有設(shè)備的IP 地址均在同一個(gè)網(wǎng)段。

系統(tǒng)工作原理如下：

SMBV100B產(chǎn)生 GNSS 信號(hào)和RTK仿真，提供NTRIP 數(shù)據(jù)仿真。

被測設(shè)備首先通過GNSS天線和SMBV100B進(jìn)行時(shí)間同步。之后被測設(shè)備開始進(jìn)入到PC5 工作模式。

被測設(shè)備通過UU口接入到CMW500 或者CMX500， 同時(shí)獲取CMW500或者CMX500分配的IP地址，被測設(shè)備通過這個(gè)IP 地址去訪問SMBV100B產(chǎn)生的RTCM3.3 差分?jǐn)?shù)據(jù)，進(jìn)行RTK 定位。

場景軟件開始運(yùn)行， 控制CMW500 C-V2X 產(chǎn)生PC5 信號(hào)， 與被測件進(jìn)行PC5消息通訊。

運(yùn)行相關(guān)的需要車道級(jí)導(dǎo)航或者高精定位的場景，驗(yàn)證場景的算法和決策可以進(jìn)行厘米級(jí)的定位測試需求。

測試界面：

下圖是SMBV100B仿真的NTRIP server 和差分?jǐn)?shù)據(jù)：

▲NTRIP 服務(wù)器仿真示意圖

下圖是CMW500 的DAU 功能給TBOX 提供的可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的IP 地址。

▲基站仿真示意圖

下圖表示 TBOX 通過這個(gè)IP 地址連接到SMBV100B仿真的NTRIP server獲取差分?jǐn)?shù)據(jù)，成功進(jìn)行RTK高精定位。

▲RTK定位成功示意圖

下圖表示TBOX 已經(jīng)和一輛由第二臺(tái)CMW500 仿真的支持V2X 功能的車輛進(jìn)行通訊成功！

▲場景仿真示意圖

這個(gè)方案，首先利用了羅德與施瓦茨綜測儀的單臺(tái)儀表可以全覆蓋的能力，不僅僅可以覆蓋GSM, WCDMA, LTE,還可以覆蓋 C-C2X技術(shù)。

其次， 充分利用了內(nèi)置數(shù)據(jù)處理單元的優(yōu)勢，通過被測件注冊到CMW500從而獲取可以接入到SMBV100B的IP地址， 進(jìn)而獲取RTCM差分?jǐn)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)RTK 高精定位。

各位小伙伴看到這里，是不是有種似曾相識(shí)的感覺？對，其實(shí)這一步是仿真了目前國內(nèi)的千尋的工作模式，我們的技術(shù)無時(shí)無刻不在??！

最后， CMW500 C-V2X仿真是提供一個(gè)API接口給到V2X上層仿真軟件，這個(gè)接口可以對接任何V2X場景軟件，包括但是不限于Vector，Prescan，VTD, Carmaker等等任何場景軟件。

結(jié)語

各位小伙伴， 想想這么強(qiáng)大的V2X加上RTK聯(lián)合仿真測試解決方案， 您不動(dòng)心嗎？

好了，今天關(guān)于C-V2X聯(lián)合RTK技術(shù)的場景仿真方案介紹， 就給各位小伙伴介紹到這兒， 對方案感興趣的小伙伴歡迎訂閱下載轉(zhuǎn)發(fā)， 好的東西記得分享哦！

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測試測量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全，致力于打造一個(gè)更加安全、互聯(lián)的世界。成立90 年來，羅德與施瓦茨作為全球科技集團(tuán)，通過發(fā)展尖端技術(shù)，不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶，助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑，作為一家私有企業(yè)，公司在全球范圍內(nèi)獨(dú)立、長期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。