● 文 |中國(guó)國(guó)防科技信息中心 王歡 趙利平 席歡

GNSS交通安全和法律責(zé)任關(guān)鍵解決方案
——《GNSS用戶(hù)技術(shù)報(bào)告》簡(jiǎn)介之三

● 文 |中國(guó)國(guó)防科技信息中心 王歡 趙利平 席歡

自1981年第一臺(tái)GPS接收機(jī)TI-4100問(wèn)世以來(lái)，到現(xiàn)在GNSS芯片已廣泛集成到眾多智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備中，GNSS接收機(jī)的尺寸、重量、功耗、成本、性能等不斷演化。近年來(lái)，多GNSS星座的建設(shè)以及新服務(wù)的涌現(xiàn)，促進(jìn)了GNSS用戶(hù)技術(shù)蓬勃發(fā)展。本文根據(jù)歐洲全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)管理局（GSA）2016年10月5日發(fā)布的第一版《GNSS用戶(hù)技術(shù)報(bào)告》，梳理總結(jié)了GNSS用戶(hù)技術(shù)的交通安全、法律責(zé)任關(guān)鍵解決方案。

GNSS；接收機(jī)；安全關(guān)鍵；法律責(zé)任關(guān)鍵

一、GNSS用戶(hù)技術(shù)的主要特征和關(guān)鍵性能參數(shù)

本節(jié)主要介紹GNSS接收機(jī)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，用于滿(mǎn)足航空、海運(yùn)、鐵路和公路運(yùn)輸中日益增長(zhǎng)的交通安全關(guān)鍵和法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用需求。但是需要注意的是，并非所有的交通應(yīng)用都?xì)w入安全關(guān)鍵或法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用。例如，車(chē)載導(dǎo)航設(shè)備（PNDs）歸入“大眾市場(chǎng)”部分，而車(chē)隊(duì)管理則歸入“高精度授時(shí)和資產(chǎn)管理”部分。另外，在交通之外的其他應(yīng)用領(lǐng)域也有一些關(guān)鍵性應(yīng)用，但在本報(bào)告中并未進(jìn)行考慮。關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的授時(shí)和同步是一個(gè)例外，將在“高精度授時(shí)和資產(chǎn)管理”部分進(jìn)行專(zhuān)題討論。

在道路收費(fèi)等法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用以及自動(dòng)汽車(chē)等安全關(guān)鍵應(yīng)用中將GNSS作為位置傳感器是一個(gè)很明顯的應(yīng)用趨勢(shì)。伴隨著這一應(yīng)用趨勢(shì)，公路設(shè)備將逐漸與航空、鐵路和航運(yùn)設(shè)備同步發(fā)展。本節(jié)還包括車(chē)載導(dǎo)航和工廠前裝的GNSS接收機(jī)，盡管它們目前主要用于車(chē)輛信息娛樂(lè)系統(tǒng)。從相對(duì)簡(jiǎn)單的“定位”到最復(fù)雜的“控制”（如自動(dòng)駕駛汽車(chē)），其關(guān)鍵性等級(jí)越來(lái)越高，因此這些應(yīng)用通常受到監(jiān)管。對(duì)于新興應(yīng)用，可能將受到監(jiān)管或標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)/性能要求的制約。

本節(jié)中，所有應(yīng)用需要滿(mǎn)足高級(jí)別的信任和彈性要求。具體性能參數(shù)有：

完好性：完好性的缺失可能導(dǎo)致安全關(guān)鍵應(yīng)用的災(zāi)難性事件，例如航空應(yīng)用中出現(xiàn)空中碰撞。它還可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的收費(fèi)/罰款，從而危害到法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用的全面推廣。

連續(xù)性：結(jié)合完好性，在安全關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)程序連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。對(duì)于法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用也至關(guān)重要，因?yàn)椴贿B續(xù)可能導(dǎo)致某些應(yīng)用癱瘓（例如道路收費(fèi)或保險(xiǎn)）。

強(qiáng)健性：容易受到干擾或無(wú)法檢測(cè)到欺騙信號(hào)可能導(dǎo)致事故發(fā)生，或?qū)е履承?yīng)用不可用。

可用性：鑒于所支持的應(yīng)用需要全年、全天候運(yùn)行，因此定位技術(shù)的支持至關(guān)重要。

精度：某些應(yīng)用可能需要較高的精度才能發(fā)揮作用。

總而言之，除個(gè)人汽車(chē)導(dǎo)航外，所有這些應(yīng)用均需具備以下關(guān)鍵參數(shù)：完好性、連續(xù)性、強(qiáng)健性、可用性和精度。此外，一些特定的應(yīng)用/操作可能還需要滿(mǎn)足準(zhǔn)確性要求。

信號(hào)驗(yàn)證是一個(gè)重要特征，在某些情況下是檢驗(yàn)強(qiáng)健性的基礎(chǔ)。然而，本報(bào)告將其作為“信號(hào)屬性”，而不是用戶(hù)的“關(guān)鍵性能參數(shù)”。

二、GNSS應(yīng)用行業(yè)規(guī)劃

（一）監(jiān)管環(huán)境

成熟的安全關(guān)鍵應(yīng)用需要特別注意監(jiān)管問(wèn)題，新興應(yīng)用成熟以后也必須關(guān)注。法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用可能不需要像生命安全應(yīng)用那樣嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，但也只有當(dāng)特定法律程序到位時(shí)才成為可能。這種對(duì)監(jiān)管的高度依賴(lài)使得該應(yīng)用領(lǐng)域接收機(jī)應(yīng)用產(chǎn)生很多后果，包括提高開(kāi)發(fā)、認(rèn)證成本，增加壽命周期并帶來(lái)相應(yīng)的技術(shù)淘汰問(wèn)題，減緩采用新信號(hào)和新服務(wù)的速度。

道路部門(mén)目前較少關(guān)注與定位有關(guān)的規(guī)章制度，不過(guò)隨著諸如道路收費(fèi)等法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用、自動(dòng)駕駛汽車(chē)等安全關(guān)鍵應(yīng)用不斷引入，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章可能將陸續(xù)出臺(tái)。

（二）新興應(yīng)用正在不斷涌現(xiàn)

盡管當(dāng)前與安全相關(guān)的GNSS市場(chǎng)處于成熟和穩(wěn)定狀態(tài)，但新的應(yīng)用或使用案例也正在被提出。這將對(duì)公共安全產(chǎn)生潛在影響，雖然目前尚未完全進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管。究其原因，要么尚在開(kāi)發(fā)階段，要么僅僅因?yàn)閯?chuàng)新的速度遠(yuǎn)比監(jiān)管來(lái)的快。

最值得注意的是，無(wú)人平臺(tái)自動(dòng)化的趨勢(shì)（無(wú)人機(jī)、無(wú)人車(chē)輛和無(wú)人駕駛汽車(chē)）正在撼動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)，不僅是因?yàn)檫@將成為創(chuàng)新的主要來(lái)源，也因?yàn)檫@種來(lái)自外部的創(chuàng)新具有顛覆性，遠(yuǎn)比行業(yè)內(nèi)部的增量式發(fā)展來(lái)得迅猛。

（三）接收機(jī)行業(yè)

歷史上，每一種關(guān)鍵市場(chǎng)如航空、海運(yùn)和鐵路等，均由一個(gè)主要的擁有領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)的獨(dú)立專(zhuān)業(yè)制造商控制GNSS技術(shù)。另外，一些集成商雖然不能控制自身產(chǎn)品中的GNSS芯片或模塊，但也可能占據(jù)重要市場(chǎng)份額，如在航空電子領(lǐng)域占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的佳明公司。與一級(jí)供應(yīng)商向“傳統(tǒng)的”汽車(chē)制造商交付車(chē)載導(dǎo)航或信息娛樂(lè)系統(tǒng)不同，汽車(chē)部門(mén)主要從大型芯片制造商獲取GNSS技術(shù)（這一點(diǎn)與消費(fèi)部門(mén)非常相似）。

與此同時(shí)，來(lái)自IT行業(yè)的新興企業(yè)，最顯著的是谷歌和蘋(píng)果公司，正在采取顛覆性戰(zhàn)略，直接瞄準(zhǔn)未來(lái)無(wú)人駕駛領(lǐng)域作為其提供服務(wù)的新平臺(tái)（繼家用電腦、移動(dòng)電話和平板電腦之后）。無(wú)人駕駛車(chē)輛若要成為現(xiàn)實(shí)，需要一套完整的導(dǎo)航方案，能夠很好地解決高完好性，GNSS薄弱地區(qū)（如城市峽谷、隧道等），動(dòng)態(tài)變化的遮擋環(huán)境、路徑/車(chē)道保持的特殊精度要求，其他附加條件（如標(biāo)志、照明系統(tǒng)）等各種挑戰(zhàn)。

因此，控制系統(tǒng)必須緊密耦合各種獨(dú)立的傳感器和使用復(fù)雜的數(shù)據(jù)融合算法，這也導(dǎo)致責(zé)任明確問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜。全自動(dòng)控制（自動(dòng)駕駛汽車(chē)）系統(tǒng)正在研發(fā)中，創(chuàng)新的速度很快，但是相應(yīng)的法律和基礎(chǔ)設(shè)施還未完善。GNSS只是這些未來(lái)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，當(dāng)前使用的接收機(jī)和大眾市場(chǎng)汽車(chē)應(yīng)用的接收機(jī)類(lèi)型相同。面對(duì)定位強(qiáng)健性、準(zhǔn)確性要求更高的應(yīng)用需求，雙頻接收機(jī)將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，可能還要求具備某種完好性或認(rèn)證功能。

三、雙頻接收機(jī)將顯著提升精度和完好性

1. 采用多星座方式

是否采用多星座技術(shù)在不同細(xì)分市場(chǎng)差異很大。諸如航空領(lǐng)域，由于需要遵守相關(guān)規(guī)定，但現(xiàn)有規(guī)定往往只支持GPS星座，這就意味著采用其他星座將沒(méi)有可行性。即使有關(guān)監(jiān)管現(xiàn)狀發(fā)生改變，但由于產(chǎn)品生命周期很長(zhǎng)且改造成本高，仍舊很難在短時(shí)間內(nèi)快速提升多星座產(chǎn)品的使用率。

而在海運(yùn)、公路和鐵路領(lǐng)域，多星座技術(shù)的采用率均相對(duì)較高。例如，全球市場(chǎng)約60%的設(shè)備支持GLONASS。這和俄羅斯政府決定推廣GLONASS在一些領(lǐng)域（車(chē)載導(dǎo)航市場(chǎng)、航空、綜合訓(xùn)練保護(hù)系統(tǒng)）的使用有直接關(guān)系。

隨著Galileo和北斗等新興GNSS系統(tǒng)接近完成，必然出臺(tái)相似的政策來(lái)促進(jìn)系統(tǒng)的快速采用。與此同時(shí)，一些歐盟立法如智能行車(chē)記錄儀或自動(dòng)呼叫系統(tǒng)（eCall）已經(jīng)完善，這無(wú)疑將促進(jìn)包括E-GNSS在內(nèi)的多星座接收機(jī)的使用。

2. 采用多頻段方式

所有接收機(jī)均支持L1頻率，僅有一小部分接收機(jī)支持L2、L5或L6頻率。這是因?yàn)樵诮煌I(lǐng)域占主導(dǎo)地位的是成熟的航空和海運(yùn)市場(chǎng)，目前由于監(jiān)管問(wèn)題僅支持L1頻率。但也面臨一個(gè)重要問(wèn)題，即GNSS信號(hào)對(duì)干擾/欺騙的脆弱性問(wèn)題，而使用雙頻將減輕這種風(fēng)險(xiǎn)。

此外，預(yù)計(jì)雙頻接收機(jī)很快將滲透到汽車(chē)領(lǐng)域，并且將越來(lái)越多地用于更先進(jìn)、自動(dòng)化的全自動(dòng)駕駛車(chē)輛。鑒于此，雙頻將成為提高精度和完好性的一個(gè)關(guān)鍵因素。

由于不止一個(gè)GNSS星座提供L5/E5信號(hào)，未來(lái)當(dāng)必要的標(biāo)準(zhǔn)完善后，交通領(lǐng)域細(xì)分市場(chǎng)有望采用L1/ E1+L5/E5雙頻接收機(jī)。因此，預(yù)期未來(lái)五年內(nèi)，L1/E1+L5/E5雙頻接收機(jī)的數(shù)量將顯著提高。

四、典型先進(jìn)接收機(jī)的規(guī)格和分析說(shuō)明

航空、海運(yùn)和鐵路市場(chǎng)對(duì)于以下關(guān)鍵問(wèn)題分別確定了一套自己的標(biāo)準(zhǔn)：使用哪個(gè)星座的哪些信號(hào)；精度、完好性、可用性和連續(xù)性要求；定位輸出格式和接口細(xì)節(jié)；外觀和裝配；功率和環(huán)境要求等。由于完好性和連續(xù)性對(duì)于這些應(yīng)用至關(guān)重要，需要按照適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)規(guī)定具體的方法。外觀和裝配通?？赏ㄟ^(guò)傳統(tǒng)外部天線（帶有中高增益前置放大器，可以補(bǔ)償電纜損耗）和內(nèi)部接收機(jī)配置最大程度地滿(mǎn)足。這些接收機(jī)大多具備“全視圖”能力，即單頻、單星座及星基增強(qiáng)系統(tǒng)能力。由于海運(yùn)監(jiān)管包括所有的GNSS星座，一些雙星座接收機(jī)相應(yīng)的將擁有更多信道。海運(yùn)的另一個(gè)特征是增加了一部?jī)?nèi)部無(wú)線電信標(biāo)接收機(jī)（雙中頻信道），專(zhuān)門(mén)用于接收國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)（IALA）差分GNSS系統(tǒng)的信號(hào)。

自動(dòng)接收機(jī)和大眾市場(chǎng)的芯片或模組非常相似，但不受功耗方面的約束。另一方面，自動(dòng)接收機(jī)需要滿(mǎn)足自動(dòng)駕駛汽車(chē)的性能要求，如關(guān)注溫度范圍或溫度變化等。在公路收費(fèi)、智能計(jì)速器或按行駛里程繳納保險(xiǎn)等應(yīng)用中，這些接收機(jī)通常集成到專(zhuān)門(mén)的車(chē)載單元（OBUs）。需要注意的是，當(dāng)需要采取任何額外的手段來(lái)確保定位系統(tǒng)滿(mǎn)足安全或法律責(zé)任關(guān)鍵功能時(shí)，主要是在車(chē)載單元級(jí)實(shí)現(xiàn)，對(duì)GNSS芯片級(jí)沒(méi)有影響。這種情形未來(lái)隨著經(jīng)過(guò)認(rèn)證的GNSS信號(hào)的采用將可能改變，因?yàn)檎J(rèn)證信號(hào)要求在GNSS芯片級(jí)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)處理。GNSS接收機(jī)同樣適用于相對(duì)簡(jiǎn)單的車(chē)載導(dǎo)航和信息娛樂(lè)系統(tǒng)，不過(guò)這些不是安全或法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用。

隨著汽車(chē)內(nèi)逐步引入與GNSS相關(guān)的功能，未來(lái)在一輛汽車(chē)內(nèi)部使用多部GNSS接收機(jī)將成為一種趨勢(shì)。不過(guò)，也可能采用一種更一體化的方法，利用一部具備強(qiáng)健性和準(zhǔn)確性的GNSS接收機(jī)作為“位置引擎”，通過(guò)適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)總線，驅(qū)動(dòng)多種應(yīng)用共同工作。這種GNSS接收機(jī)也有望與慣性傳感器和數(shù)字制圖緊密集成，提供一種高性能的定位子系統(tǒng)。

五、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

1.車(chē)聯(lián)網(wǎng)將推動(dòng)高級(jí)主動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的實(shí)施

互聯(lián)汽車(chē)通過(guò)使用車(chē)載傳感器與互聯(lián)網(wǎng)連接，能夠優(yōu)化操作和維護(hù)，為乘客提供便利、舒適和具有娛樂(lè)設(shè)施的乘車(chē)環(huán)境?；ヂ?lián)汽車(chē)通常包括導(dǎo)航、汽車(chē)系統(tǒng)診斷和預(yù)測(cè)、手勢(shì)控制、語(yǔ)音指令、停車(chē)輔助、安全和安保、車(chē)隊(duì)管理、車(chē)輛跟蹤、道路救援、WiFi熱點(diǎn)等特征。車(chē)輛還可以與其他家庭和辦公設(shè)備互聯(lián)互通，通過(guò)車(chē)和車(chē)（V2V）以及車(chē)和基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）之間的交互獲得最新交通信息，優(yōu)化路線，避免交通事故［V2V和V2I通常合稱(chēng)為協(xié)同式環(huán)境感知系統(tǒng)（V2X）］。

總之，ADAS對(duì)汽車(chē)行駛過(guò)程中的可靠性、準(zhǔn)確性和安全性同步提出要求。車(chē)輛和基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的絕對(duì)和相對(duì)定位，是實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)和全自動(dòng)駕駛汽車(chē)的關(guān)鍵。而V2X測(cè)距功能和GNSS的融合將能夠提供ADAS所需的精度和強(qiáng)健性。

V2X技術(shù)有望很快部署。在美國(guó)，國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）已經(jīng)要求新的輕型汽車(chē)在2020年左右開(kāi)始分階段實(shí)施，2025年左右完成。關(guān)于售后車(chē)輛設(shè)備的相干規(guī)定也有望隨后推出。在歐洲，2016年4月，《阿姆斯特丹宣言》確定了歐洲在自動(dòng)駕駛汽車(chē)領(lǐng)域的合作框架，包括制定一份研究和創(chuàng)新共享戰(zhàn)略，發(fā)展協(xié)同式智能交通系統(tǒng)以及建立適合歐盟的監(jiān)管框架。

2. 自動(dòng)化技術(shù)將刺激定位技術(shù)的研發(fā)

所有類(lèi)型的交通工具都呈現(xiàn)出向自動(dòng)或機(jī)器人車(chē)輛/飛行器發(fā)展的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)甚至已經(jīng)延伸到一些專(zhuān)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)可能是這些概念中最具挑戰(zhàn)性的，同時(shí)也是研究和創(chuàng)新成就大量涌現(xiàn)的集結(jié)地，參與其中的既有傳統(tǒng)汽車(chē)廠商也有IT行業(yè)。

實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛還有很多障礙，多數(shù)直接與定位系統(tǒng)相關(guān)，包括定位精度必須提高到分米級(jí)；必須確保在城市峽谷中具備更好的連續(xù)性；需要更高的可靠性，甚至是采用信號(hào)認(rèn)證，以防止惡意攻擊或促進(jìn)法律責(zé)任機(jī)制的建立。為了提升自動(dòng)化水平，GNSS接收機(jī)很快將從當(dāng)前的多星座、單頻演變?yōu)槎嘈亲㈦p頻，催生新的“雙頻、大眾市場(chǎng)”GNSS接收機(jī)。

新興的安全關(guān)鍵應(yīng)用需要提供準(zhǔn)確、可靠的定位信息，最常見(jiàn)的方法仍然是使用多個(gè)數(shù)據(jù)來(lái)源，其中部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源可能相當(dāng)昂貴，例如先進(jìn)的雷達(dá)傳感器、攝像頭、基礎(chǔ)設(shè)施/傳感器、差分技術(shù)等。

在研的ESCAPE項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)一個(gè)通用的解決方案來(lái)滿(mǎn)足高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、基于V2X的防撞系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛汽車(chē)、危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)榷喾N安全關(guān)鍵應(yīng)用的需求。E-GNSS引擎將為這種一體化定位系統(tǒng)提供增強(qiáng)的強(qiáng)健性、完好性和精度，其目標(biāo)是重復(fù)進(jìn)行位置計(jì)算，將結(jié)果提供給上述安全關(guān)鍵應(yīng)用，以及一組車(chē)載應(yīng)用，為用戶(hù)提供舒適的乘車(chē)環(huán)境。E-GNSS引擎包括GNSS芯片組/接收機(jī)和額外的軟、硬件部分以及車(chē)輛標(biāo)準(zhǔn)接口，以形成滿(mǎn)足安全關(guān)鍵應(yīng)用的準(zhǔn)確而可靠的最終位置計(jì)算結(jié)果。

3. 高完好性和認(rèn)證將用于法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用

在法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用（例如監(jiān)控）中使用的接收機(jī)可能會(huì)受到監(jiān)管，雖然其嚴(yán)格程度不及安全關(guān)鍵應(yīng)用。與替代技術(shù)相比，其可靠性主要受經(jīng)濟(jì)和法律利益以及GNSS應(yīng)用的成本效益驅(qū)動(dòng)。

法律責(zé)任關(guān)鍵應(yīng)用市場(chǎng)比安全關(guān)鍵應(yīng)用市場(chǎng)更加龐大和多樣化，因此通過(guò)不同技術(shù)手段和創(chuàng)新輔助服務(wù)形成了多種產(chǎn)品。與安全關(guān)鍵應(yīng)用相比，其接收機(jī)易于安裝和更換。但也應(yīng)指出，諸如車(chē)輛遠(yuǎn)程控制保險(xiǎn)使用的設(shè)備目前僅支持GNSS設(shè)備，沒(méi)有特別關(guān)注潛在的脆弱性問(wèn)題。這將提高風(fēng)險(xiǎn)，比如在涉及支付的應(yīng)用（例如道路用戶(hù)收費(fèi)）中廣泛使用GNSS技術(shù)，可能發(fā)生用戶(hù)不當(dāng)收費(fèi)索賠，甚至試圖通過(guò)基于GNSS車(chē)載單元的“自欺騙”逃避付費(fèi)。因此，用戶(hù)和服務(wù)商必須足夠信任定位系統(tǒng)，才能對(duì)其在支付系統(tǒng)中的使用達(dá)成一致。在應(yīng)用和車(chē)載單元一級(jí)，這意味著定位可用性、完好性和對(duì)故意干擾或欺騙的強(qiáng)健性是關(guān)鍵的性能參數(shù)。

目前并沒(méi)有同時(shí)滿(mǎn)足這些要求的統(tǒng)一策略。系統(tǒng)集成商往往在車(chē)載單元一級(jí)采用多種手段來(lái)應(yīng)對(duì)。然而，現(xiàn)代多星座GNSS接收機(jī)的潛在能力，如完好性和信號(hào)認(rèn)證距離使用還有差距，需要足夠的接收機(jī)/芯片可用才行。Galileo系統(tǒng)將提供信號(hào)認(rèn)證能力，目前正通過(guò)歐盟的“利用商業(yè)服務(wù)進(jìn)行的認(rèn)證和精確定位實(shí)驗(yàn)（AALECS）”項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，該項(xiàng)目將為“基于認(rèn)證的”GNSS引擎的廣泛開(kāi)發(fā)和操作使用奠定基礎(chǔ)。由于這種認(rèn)證能力是新引入的，目前還沒(méi)有兼容的GNSS接收機(jī)/引擎，歐洲GNSS管理局的基礎(chǔ)項(xiàng)目“開(kāi)放服務(wù)認(rèn)證用戶(hù)終端”正在著力解決該問(wèn)題。

4. 基于性能的導(dǎo)航驅(qū)動(dòng)GNSS在航空領(lǐng)域的應(yīng)用

GNSS應(yīng)用的擴(kuò)展越來(lái)越集中在要求更高的領(lǐng)域：

①?gòu)膫鹘y(tǒng)的GNSS導(dǎo)航解決方案過(guò)渡到所有飛行階段；

②隨著多頻和多星座導(dǎo)航能力（GNSS授時(shí)基準(zhǔn)、ADS-Out定位源等）的使用，預(yù)計(jì)將出現(xiàn)新的先進(jìn)通信、導(dǎo)航和監(jiān)視（CNS）應(yīng)用。目前正在開(kāi)發(fā)一種新的操作概念，以充分利用這種新型GNSS想定；

③基于Galileo的多星座環(huán)境增加了GNSS系統(tǒng)的強(qiáng)健性和安全性，將滿(mǎn)足國(guó)際民用航空組織（ICAO）全球空中導(dǎo)航計(jì)劃的主要目標(biāo)之一；

④使用其他星座將顯著改善地基增強(qiáng)系統(tǒng)（GBAS）II類(lèi)和III類(lèi)的可用性；

⑤Galileo實(shí)現(xiàn)的高級(jí)接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)（ARAIM）功能將增強(qiáng)機(jī)載自主完好性監(jiān)測(cè)能力。

綜上所述，航空市場(chǎng)尤其受到監(jiān)管的制約。鑒于星基增強(qiáng)系統(tǒng)互操作性工作組最近決定采用L5頻率傳輸信號(hào)，預(yù)計(jì)未來(lái)市場(chǎng)將過(guò)渡到支持雙頻接收機(jī)。此外，在未來(lái)五年內(nèi)，預(yù)計(jì)多頻段和多星座接收機(jī)使用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范將最終確定，為主流航空領(lǐng)域逐漸增加更多接收機(jī)奠定基礎(chǔ)。

然而，一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)只有在技術(shù)和操作兩方面經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證后才能被采用。只有標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以后接收機(jī)制造商才能確定并認(rèn)證產(chǎn)品。歐洲GNSS管理局的航空雙頻多星座（DFMC）星基增強(qiáng)系統(tǒng)接收機(jī)原型機(jī)項(xiàng)目針對(duì)E1/E5接收機(jī)開(kāi)展早期研發(fā)，并允許在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施前開(kāi)始工作，從而加快整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化和采用流程。

5. 安全性、可靠性和準(zhǔn)確性要求將推動(dòng)商業(yè)無(wú)人機(jī)采用多頻模式

盡管無(wú)人機(jī)的商業(yè)和專(zhuān)業(yè)使用吸引了很多人的關(guān)注，但是在規(guī)范框架到位之前，無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)潛力將受影響。然而，毫無(wú)疑問(wèn)的是，對(duì)于非視距操作，需要定位系統(tǒng)具備和其他生命安全應(yīng)用相同級(jí)別的可用性、完好性、連續(xù)性和強(qiáng)健性性能。

GNSS是商業(yè)無(wú)人機(jī)的骨干，其能夠告知操作人員無(wú)人機(jī)的位置，實(shí)現(xiàn)安全導(dǎo)航。關(guān)于無(wú)人機(jī)的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用，裝備在農(nóng)業(yè)和測(cè)量領(lǐng)域的GNSS接收機(jī)大約有70%支持多頻（L1+L2）和多星座模式。為了滿(mǎn)足高精度和高可靠性需求，多星座接收機(jī)的必要性取決于正在部署的應(yīng)用類(lèi)型。盡管取決于電池的使用壽命，但多星座接收機(jī)使用數(shù)量增加極有可能發(fā)生。大約50%的GNSS接收機(jī)同時(shí)具備星基增強(qiáng)系統(tǒng)能力。相反，慣性測(cè)量單元由于技術(shù)復(fù)雜且昂貴應(yīng)用并不廣泛，但隨著基于GNSS的解決方案不斷進(jìn)步并降低價(jià)格，慣性測(cè)量單元的使用也可能增加。那些對(duì)精度要求不高的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用，例如包裹遞送和視頻記錄等，并不需要雙頻接收機(jī)。然而，安全性、可靠性和抗干擾要求的增加，將促進(jìn)雙頻多星座方案的實(shí)施，如在常規(guī)航空領(lǐng)域（有人駕駛飛機(jī)）。非專(zhuān)業(yè)無(wú)人機(jī)通常配備入門(mén)級(jí)GNSS接收機(jī)，滿(mǎn)足用戶(hù)需求（攝影地理標(biāo)記/返航功能）。

6. 虛擬應(yīng)答器將在海運(yùn)中使用

歐洲正在著力解決不同成員國(guó)之間鐵路信號(hào)不統(tǒng)一的問(wèn)題。歐洲鐵路交通管理系統(tǒng)（ERTMS）通過(guò)應(yīng)答器提供定位信息，該物理設(shè)備安裝在鐵軌上，能夠?yàn)榱熊?chē)上的歐洲安全計(jì)算機(jī)（EVC）提供精確定位信息。

海運(yùn)方面，所有單一GNSS星座的海上標(biāo)準(zhǔn)均已完成制定，且“多系統(tǒng)船載導(dǎo)航接收機(jī)性能標(biāo)準(zhǔn)”也已于2015年采用。海運(yùn)界正在推廣“彈性PNT”概念，就GNSS技術(shù)而言，與使用多個(gè)GNSS星座、星基增強(qiáng)系統(tǒng)和多個(gè)頻率是一致的。海運(yùn)和航空領(lǐng)域之間很多技術(shù)是可以融合的。無(wú)人船將在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)，自主船舶將成為海上運(yùn)輸可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵一步。歐盟實(shí)施的“借助智能網(wǎng)絡(luò)的海上無(wú)人駕駛導(dǎo)航（MUNIN）”項(xiàng)目將研究自動(dòng)和無(wú)人船只的可行性問(wèn)題，旨在通過(guò)改裝現(xiàn)有船只開(kāi)發(fā)各個(gè)組件。

最后，由于港口及港口周邊擁堵增加，以及船只規(guī)模不斷增加，預(yù)計(jì)GNSS技術(shù)在港口的使用將快速增長(zhǎng)。兩個(gè)比船只導(dǎo)航要求更嚴(yán)格的重要應(yīng)用是：①便攜式引導(dǎo)單元（PPU）：用于進(jìn)港的GNSS專(zhuān)用導(dǎo)航輔助設(shè)備;②港口自動(dòng)化：用于跟蹤集裝箱和其他貨物。