一文看懂GNSS保護級別

在關(guān)鍵應(yīng)用中，必須始終能確保GNSS接收機的可信度。保護級別信息由GNSS接收機實時計算，能夠量化定位信息的可靠性、提高數(shù)據(jù)質(zhì)量并保護人員和資產(chǎn)的安全。

GNSS接收機的保護級別表示特定置信度下的最大可能定位誤差。例如，如果某個GNSS接收機在95%的置信度下保護級別為1米，那么所報告的定位距離真實定位超過1米的可能性只有5%。與GNSS接收機定位信息的精度一樣，保護級別會不斷波動，GNSS的所有誤差來源都會影響到保護級別。

保護級別可持續(xù)提供GNSS接收機預(yù)期誤差上限，讓應(yīng)用能根據(jù)所接收到信息的質(zhì)量調(diào)整其運行方式，并舍棄不可靠的數(shù)值。

上圖是一個保護級別應(yīng)用實例。黑色表示自動割草機的真實定位，灰色表示測得的定位。接收機不斷計算定位精度估計值（position accuracy estimate），用虛線圓點表示。保護級別（Protection Level）則以報告位置周圍的虛線圓形表示，提供定位精度估計值，界定了GNSS接收機真實定位的置信度較高的區(qū)域。

機器人導(dǎo)航

在機器人導(dǎo)航中，保護級別有助于確保設(shè)備（例如自動割草機）不超出地理圍欄（并且遠離鄰居的花壇）。

如果保護級別過大，機器人就會考慮到定位估計值質(zhì)量不佳的問題，調(diào)整自身的行為，從而降低速度或者向后移動到“安全”位置。

如果無法計算保護級別值，則設(shè)備可以停下來，等待各類環(huán)境誤差來源（比如射頻干擾、不利的大氣條件等）消失或恢復(fù)正常，直至獲得有效的保護級別值。

無人機和UAV

對于無人機和其他UAV（無人駕駛飛行器），保護級別可用來確定GNSS定位的可靠性，確定其是否足以支持著陸等精細操作，并嚴格規(guī)避禁飛區(qū)。

如果保護級別超過閾值，無人機可能會返回到先前的已知位置。只有在保護級別值低于閾值時，無人機才會著陸，并在需要時原地盤旋，直至保護級別表明定位估計值的質(zhì)量得到改善。

汽車、電動踏板車

汽車、電動踏板車和其他互聯(lián)交通出行解決方案可借助保護級別功能，評估其向服務(wù)器報告的重要定位數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

例如，處于停放狀態(tài)的車輛僅在保護級別低于既定限制時才報告其定位，讓工作人員和客戶更輕松找到這些車輛。

從基本保護級別到功能安全性

對保護級別的要求因具體應(yīng)用而異，很大程度上要取決于GNSS接收機的預(yù)期可靠性，及其位置估計值的關(guān)鍵程度。

對于特定資產(chǎn)追蹤解決方案來說，精度為2米、在95%的置信度下保護級別為3.5米的GNSS接收機或許就能很好地滿足其需求。而另一方面，自動駕駛汽車可能有著嚴格得多的要求，保護級別的置信度需要達到99.9999%。

基本保護級別可為許多消費和工業(yè)應(yīng)用增添價值，但關(guān)鍵的汽車級應(yīng)用則對保護級別有著更為嚴格的要求，以實現(xiàn)ISO 26262標準中定義的“功能安全性”要求。