隨著科學技術的發展，環保化、智能化的機器人割草機逐步出現在大眾的視野。由于其安全、無噪音、智能化程度高等優點更是成為了割草機市場的新寵。

導航定位是割草機實現自主作業的關鍵一環。司南導航GNSS高精度衛星定位技術為割草機的自動化和智能化作業提供解決方案。

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研發背景

對當前整個割草機行業而言，痛點已經非常明顯：傳統割草機的導航信息主要是依靠視覺、聲學等傳感器提供，通常是通過埋設電纜、利用電渦流傳感器的方式確定工作區域并進行導航。然而這些導航方式或多或少存在一些缺點,例如,在割草機工作前,需要事先進行電纜等設備的鋪設作為前提,且不同的地塊對于電纜的需求也不同,這是一份較為復雜的前期工作,利用電纜圍出工作區域和障礙物范圍,極大程度上造成人力和資本的浪費。

基于此，司南設計采用K8系列高精度模塊應用于割草機上，以此改善以往割草機在應用限制和精度方面的問題，使割草機在空曠場景達到厘米級的軌跡行駛，通過司南LAI低功耗抗多徑、Quantum RTK秒固定、PPP、RTK-KEEP斷鏈維持等技術在樹下、房角等在遮擋區域也能達到理想的使用效果。

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解決方案簡介

上海司南衛星導航技術股份有限公司基于K8系列北斗/GNSS高精度模塊，利用GNSS衛星（中國北斗、美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟Galileo等多星系統）的定位數據輔助割草機進行現場作業，在作業過程中實時提供精準的位置信息，從而實現控制割草機按照設計路徑行駛，為割草機的自動化作業提供位置等信息的支持。

系統組成示意圖

割草機高精度定位系統主要包括基準站系統和車載兩部分。其中：

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基準站部分

基準站主要由北斗/GNSS高精度模塊和通訊部分組成，基準站為車載部分提供差分數據，從而實現車載端厘米級的定位。

通訊部分可參考下表:

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車載端部分

車載端部分指在割草機車上安裝的部分，主要包括北斗/GNSS天線，北斗/GNSS高精度模塊，無線數傳模塊、無線電接收天線。車載部分獲取基準站的差分數據，有三種方案推薦：

（1）建立單基準站，基準站+車載端：“1+1”的模式，如上面介紹的基準站，可以通過無線數傳模塊獲取差分數據。

適用于：工作范圍在10公里以內的應用場景。

（2）通過獲取當地的CORS(或者地基增強網)數據，這樣要求車載部分可以通過GPRS/4G方式登陸CORS中心獲取差分數據，這種方式需要GPRS/4G移動網絡通信費以及CORS差分數據服務費。

適用于：當地CORS服務比較穩定、差分數據服務費較低、工作范圍比較大的應用場景。

（3）自建CORS網，可以根據自身需求，在不同的地方搭建基準站；只需要GPRS/4G移動網絡通信費和后續的基站維護費用。

適用于：當地CORS服務不穩定、差分數據服務費較貴、用戶工作覆蓋范圍比較大的應用場景。

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產品及技術特點

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產品特點

K803 GNSS高精度定位模塊

??30×30 mm

??全系統全頻點定位

??GNSS+INS組合導航

??先進的干擾抑制技術

??Quantum-RTK技術

??功耗1.0W

W803 GNSS高精度通導一體模塊

??40×40 mm

??全系統全頻點定位

??通導一體，支持4G Cat.1

??內置藍牙BLE4.2

??OPEN CPU

??功耗1.4W

U70 數傳模塊

??30×30 mm

??LoRa協議

??低功耗：0.2w接收

??發射功率：2w，10km

??高速率傳輸，18000bps

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技術特點

LAI低功耗抗干擾

LAI是我們先進的抗窄帶和抗連續波干擾的專利技術，干信比可達50dB，開啟功耗僅需0.1W。LAI技術可以通過簡單的設置快速檢測并消除干擾來減少故障時間確保安全運行。同時，該技術還可以輸出干擾源的頻譜圖，用于判斷干擾類型和可能干擾源。

Quantum RTK秒固定

Quantum RTK 算法擁有完善的周跳探測與修復技術，充分利用全系統全頻點的優勢，通過多頻組合、模型和參數估計等方法完全消除電離層、對流層、 多徑等誤差，實現定位定向秒固定。大大縮短RTK的初始化時間，提高了RTK的可靠性和精度。同時擁有超長基線解算能力，擴大了作業范圍。

RTK-KEEP斷鏈維持

RTK-KEEP斷鏈維持技術在基站數據中斷后通過模型和參數估計消除衛星軌道、鐘差、電離層、對流層等影響定位精度的誤差，可維持厘米級定位精度超過十分鐘以上，大大提高RTK的可用性。

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解決方案優勢

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平行高效切割

可實現高精度導航，智能割草機位置精度可達厘米級，可確保作業機器均勻（避免反復）切割草坪。

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安全可靠運行

該套解決方案在墻角、樹下等衛星信號減弱甚至丟失的場景，依然能夠進行安全有效運行，可用性好，可靠性高。

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抗干擾-多場景可用

抗干擾能力強，能夠實現復雜環境下連續有效的精準定位，滿足多種場景下的應用。

??上海司南衛星導航技術股份有限公司是一家集研發、生產、銷售、服務為一體的高新技術企業，致力為全球用戶提供自主知識產權的北斗高精度GNSS板卡、接收機和全方位、多領域的行業應用解決方案。自成立以來公司獲得20多項榮譽證書，兩次承研北斗二代重大專項“多模多頻高精度OEM板”，參與國家863項目“基于相位的實時分米級北斗定位數據處理系統技術”，主導的“基于北斗高精度導航定位的閱兵車輛訓練考核系統”在2015年國家九三大閱兵中大放異彩。

??司南導航秉承“知行合一、止于至善”的企業理念，集中國高精度GNSS技術之大成，擁有一支多年專業從事高精度GNSS核心技術的本土研發團隊，主要技術骨干40余人次獲得省部級及以上科技進步獎。在行業領軍人物王永泉博士的帶領下，公司打破了國外多項技術壁壘，突破了高精度GNSS核心算法、芯片、板卡、接收機、應用及產業化等關鍵技術瓶頸，擁有專利和軟件著作權30余項，數次填補了國內外GNSS在高精度領域的空白。2014年司南導航正式發布第一代高精度GNSS基帶芯片，為中國北斗高精度GNSS板卡及接收機形成自主品牌和北斗產業化應用奠定核心基礎。

??司南導航緊跟全球四大衛星導航系統兼容互用趨勢，靈活滿足不同行業的差異化需求，全面布局高精度GNSS生態圈，產品應用涵蓋測繪地理信息、地基增強、智能交通、精準農業、機械控制、安全工程、工業測量等多個高精度領域，銷售網絡覆蓋了亞太、歐洲、拉美、北美等全球六十多個國家與地區，在第29次南極科考、國家級北斗地基增強主框架網、中撾兩國政府合作項目之東盟首座北斗CORS站、國家“西電東送”骨干工程溪洛渡水電站等重大工程建設中均發揮了重大作用。

??2015年司南導航正式入駐建筑總面積26000平方米的司南北斗產業園，作為我國主要的北斗高精度GNSS板卡研發、生產和應用中心，將成為帶動上海、輻射全國、影響世界的北斗產業化基地。