自动驾驶定位技术是实现自动驾驶的关键技术之一。

通俗的说，无人驾驶要解决的根本问题是：现在在哪儿？将要去哪儿？走哪条道儿？

“现在在哪儿”这个问题就是我们今天要讨论的定位技术。一辆无人驾驶汽车只有知道了自车所在位置，再结合周围环境信息与目的地信息，才能决策下一步往哪儿走。

目前用于自动驾驶的高精度定位技术不外乎三种：

1.基于电子信号的定位，例如全球卫星导航系统GNSS；

2.航迹推算，一种基于IMU惯性测量单元的技术，根据上一时刻的位置和方向来推算当前的位置和方向；

3.环境特征匹配，也就是基于激光雷达lidar和视觉传感器的定位，例如lidar的匹配，需要先建立好点云地图，然后将lidar实时采集的数据与点云匹配，来确定车辆当前的位置信息。

这三种方式各有所长，今天我们先来看看GNSS定位技术。

对于GNSS大家可能比较陌生，但如果说GPS或者北斗（BDS）大家就熟悉了。

GNSS（Global navigation satellite system）就是全球导航卫星系统，是个统称，包含了美国的GPS、中国的BDS、俄罗斯的GLONASS和欧洲的GALILEO等。

原理很容易理解，就是通过四颗已知位置的卫星来确定地面接收器的位置。我们以GPS为例来解释卫星定位的原理。

每一颗运行在宇宙空间的GPS卫星，都在不停地通过卫星信号向全世界广播自己的当前位置坐标信息。任何一个GPS接收器都可以通过天线轻松地接收到这些信息，并且能够读懂这些信息，即，四颗卫星的空间坐标已知。

卫星在发送位置信息的同时，也会附加上该数据包发出时的时间戳。GPS接收器收到数据包后，用当前时间（当前时间当然只能由GPS接收器自己来确定了）减去时间戳上的时间，就是数据包在空中传输所用的时间了。数据包在空中的传输时间，乘上传输速度，就可以得到数据包在空中传输的距离，也就是这颗卫星到GPS接收器的距离。即，四颗卫星分别到GPS接收器的距离已知。

根据立体几何的知识，就可以求出GPS接收器当前的位置信息了。

这种定位方式也叫做单点定位或者[敏感词]定位。

GPS定位最难解决的问题是误差。导致定位误差的原因有很多，如电离层导致的，接收设备导致的，遮挡、多径效应产生的。遮挡是接收不到卫星信号。多径效应是不但接收不到卫星直接发送的信号，还接收了由高大建筑物反射而来的信号，这样传播时间就会出错，进而解算的位置也就会出错。

为了提高GPS定位的精度，降低误差，人们通过增加一个已知坐标的参考GPS接收器来提高定位精度，这就是差分定位，也叫做相对定位。

在已知坐标点上布设一个地基增强站（ground-based augmentation system），俗称基站，基站也可以接收到卫星的信号，根据这些信号算出坐标值，然后与已知的坐标作比较，得出偏差量。然后将偏差量通过数传链路（数传链路就相当于数据线，但这根数据线是无线的）或者移动通信网络实时发送给待定位的GPS接收器，待定位GPS接收器根据接收到的信息进行修正，从而提高定位精度。

载波相位差分技术（Real Time Kinematic，RTK）是一种实时处理两个测站载波相位测量的差分方法，简单的说，就是将基准站采集的载波相位发送给无人车的接收机，接收机将本机和基站的载波相位观测值进行求差，解算坐标。一般来说，接收机和基站大部分误差都有时间和空间的相关性，所以绝大部分误差都是可以被抵消或者降低的，在两者距离不远的情况下，载波相位差分可以使定位精度达到厘米级。