单频段和双频段GNSS接收器如何选择-电子发烧友网

如今，需要低于十米定位精度的应用可以在单频或双频技术之间进行选择。虽然这个决定看起来像抛硬币一样简单，但远非如此。设计师必须仔细权衡他们的选择，因为它会对最终用户的应用程序产生重大影响。功耗、成本、所需精度和使用应用程序的环境是设计人员在选择其中一个之前应该考虑的关键因素。

单频段和双频段GNSS接收器之间的主要区别在于它们用于接收数据的频段。单波段GNSS接收机依赖于单个频段，通常是L1频段。相比之下，双频接收机利用两个频段，通常是L1和L2或L1和L5。

这种根本差异会影响定位精度，特别是在多路径环境中，因为它们可能是城市区域或树木覆盖的地区。因此，两者之间的选择取决于应用程序的具体目的和要求。

以下三种场景更详细地了解了如何选择哪种类型的GNSS接收器。

场景 1

开阔的室外环境

假设您的终端用户应用程序是要求对人或物的跟踪，这是一种典型的消费级无人机，所有这些类似应用通常都需要低于十米的定位精度。在这种情况下，设备通常由电池供电，并且应该消耗最少的电力来持续相当长的时间，而期间不需要给它们充电。

由于L1单频接收机使用了常见的RF组件、简单的天线设计以及与双频接收机相比更低的功耗，因此价格更为实惠，它们是主要在开阔室外条件下或高电能限制下运行的上述应用的最佳选择。

在开阔的室外环境中，这些应用程序的操作方式与双频接收器的操作方式相似。例如，如果一家公司正在追踪一辆在高速公路上行驶的卡车或出租车，单频接收器可能是合适的选择。这同样适用于无人机捕捉采矿或建筑区域的图像。

单频接收机的主要缺点是容易受到多径效应（multipath effects）的影响。在受这些条件影响的环境中，单频接收器的定位精度将受到影响。这就是双频技术可以发挥作用的地方。

场景 2

城市区域

移动和可穿戴设备有一个共同点：就是在城市地区都需要很好的性能表现，因为大型建筑物、隧道、桥梁和其他障碍物（如树木）可以反射卫星信号。在这种环境下，单频段接收机的表现可能不够好。所以，您需要一个L1/L5双频GNSS接收器，即使在这种环境中也能提供良好的定位精度。

想象一下，在芝加哥这样的城市的街道上，骑着租来的踏板车旅行，那里的摩天大楼整天都在反射卫星信号。您正前往目的地，需要将滑板车放在专用停车区才能锁定。如果GNSS的报告位置与实际位置相差太大，您将无法做到这一点。这就是为什么用于这些应用的GNSS接收器需要在提供米级定位的同时能适应多径效应的原因。

但不要急于断定双频比单频技术更好，因为双频接收机也存在一些缺点——更准确地说，是第二个缺点。它们比单频接收器消耗更多的功率，这可能会给电池供电的设备带来挑战，比如物理上受限于在设计中包含大电池的可穿戴设备。另一个需要注意的重要因素是，截至到目前，GPS L5信号尚未完全运行。

场景 3

高级定位的应用

一些高端后装远程信息处理应用不仅要求良好的定位精度，还要求高级定位，例如当车辆进入有顶棚盖的停车区时。在这种情况下，可以将GNSS技术与航位推算相结合。这种组合提供了进一步的优势，包括在GNSS中断的情况下继续导航，这通常发生在隧道或地下停车场。

选择单频或双频GNSS取决于使用场景

在单频和双频段GNSS接收器之间进行选择需要仔细考虑您的应用的特定需求，包括必要的定位精度、功耗要求、预算以及工作环境是城市还是农村。下表整理并汇集了单频和双频接收机为每个提到的场景所提供的功能。