LOCATA技术概要

一、GNSS可能存在的问题
1、天基的GNSS卫星信号极其微弱，易受干扰，甚至存在人为欺骗
2、来自GNSS卫星的信号从来无法保证任何地方都能收到，易受阻挡，在室内更是束手无策
3、GNSS系统作为国家战略最初用于军事目的，民用的GNSS信号缺乏加密或授权，无安全保证，也无法进行基于安全目的的迅速升级
4、GNSS系统建设与维护成本非常高，只有实力强大的国家才能实施这样的计划。也就是说，对于大部分国家来说，其独立性大大受到限制并为他国所控制
5、为了解决室内外一体化定位问题，GNSS技术试图与其他室内定位技术融合，但由于技术体制不同，兼容性差或成本高
    LOCATA的创立者充分地认识到上述所有的问题必须得到圆满地解决，经过20年孜孜不倦努力，成功地创造了世界首个成熟可用的类GNSS高精度无线定位系统---LOCATA地基卫星精密导航定位系统，开创了后GNSS卫星定位系统的全新时代---GNSS 2.0时代。
二、LOCATA的核心技术
    P（定位）N（导航）T（授时）是GNSS系统所具有三项基本功能，LOCATA同样是要提供高精度的定位、导航和授时，并解决GNSS中存在的种种缺憾。目前，LOCATA地基卫星精密导航定位系统已获得200多项专利技术，其核心技术包括地基卫星组网技术、全新的抗多路径效应技术CBF和高精度的时间同步技术TimeLoc。
1、LOCATA地基卫星组网技术
    LOCATA地基卫星组网技术（其网络也称之为LocataNet）可以帮助任何国家、机构、项目建立自主、独立的类GNSS无线定位系统，其显著特点如下：

在GNSS卫星信号无法覆盖的区域确保高精度的PNT
由于未受电离层、对流层等影响和采用高精度的时间同步技术，其精度优于测量型GNSS
因地基架设，灵活方便、重复性高，这是天基卫星所无法企及的
应用范围广，大到方圆几千平方公里，小到室内乃至地下空间
本地化运营控制，并可快速地调节不同的频率和信号编码机制，以及根据需要进行加密和授权，可确保使用国家或部门的主权与信息安全
可通过调节发射的信号强度和图形结构，以确保应用的指标性能
采用类GNSS技术，其基站相当于一个卫星星座（只是卫星轨道是地基的，而不是传统意义的天基），对于天基GNSS是一个有效的补充和独立的备份。LOCATA地基卫星系统可以独立组网运营，也可通过与GNSS卫星的时间同步实现与GNSS的联合组网

图2、LOCATA组网模式

目前，LOCATA的芯片化正在推进中，这将大大地降低其发射、接收设备的成本，最终将广泛地应用于对价格敏感的大众消费市场，包括移动电话和各种个人终端设备。

2、全新的抗多路径效应技术CBF
对于无线定位来说，另一个极端困难、到目前为止尚无有效解决的问题是多路径效应。LOCATA发明了一种全新的基于相关器波束成型专利（Correlator Beam Forming，CBF）技术，并设计了VRay天线技术，有效地抑制多路径效应。CBF技术的要点如下：

CBF技术通过迅速获取无线电信号在不同传播路径上的变化量，并用来分析处理，消除多路径的影响
基于CBF的VRay天线不仅仅适用于LOCATA本身，还能改进GNSS在困难环境中的性能，包括提升CORS的整体性能，谁率先掌握CBF对GNSS CORS的应用，将是一项革命性的进步
随着VRay天线技术改进标志着未来具有LOCATA引擎的大众消费移动终端在GNSS信号不佳的情况下获得高精度的位置服务

图3、CBF示意图

图4、VRay天线

3、时间同步技术TimeLoc
高精度的时间同步技术是所有现代数字技术的最重要技术，GNSS系统也是如此。因为GNSS时钟具有纳秒级精度的时间同步、可通过无线方式方便发布，并具有可加载的终端数量无限以及成本相对低廉等优点。为此，GNSS时间被广泛使用，可以说无处不在，包括：移动电话、银行与金融系统（含ATM机）、互联网、股票交易以及国家电网等等。与此同时，世界对于GNSS时间的依赖性也就非常强。
依赖性越强，也越容易受到伤害，这就出现了一个非常严肃的问题。而在GNSS时钟出现问题时的真正时间备份和同步技术应该是完全独立于GNSS时钟或任何复杂的原子钟。LOCATA的TimeLoc时间同步技术为高精度的时间同步备份提供了一种理想的方案，可以实现城市、机场、金融系统、国家电网、军事基地等重要区域大范围纳秒级的时间同步和小于1ppb的频率稳定度。
三、LOCATA的产品
1、LocataLite地基卫星基站

由发射与接收器、天线、供电系统组成

每个LocataLite基站可以发射4个调制于2.4GHz ISM频段的类GNSS码信号（因为2.4GHZ是免费和开放频率段。从技术层面来说，任何频率、功率都可以用于LOCATA，只是影响发射距离、发射范围等技术指标，不影响精度指标）

通过LocataLite基站信号时间同步精度达到10^-11

图5、LocataLite基站的发射与接收机

图6、LocataLite基站天线

2、LocataRover流动站

LocataRover流动站可连接VRay天线（用于多路径严重的环境）或GNSS兼容天线（可兼容接收GPS, GLONASS, BeiDou, Galileo信号）接收来自LocataLite以及GNSS的信号
动态PPP精密单点定位精度优于2cm，静态PPP精密单点定位精度优于3mm

图7、LocataRover流动站
四、LOCATA技术的应用
经过20年的发展，LOCATA技术已通过其合作伙伴在矿山机械施工、机场盲降、港口集装箱引导、无人驾驶汽车测试场、大坝与桥梁变形监测、仓储物流、军事等领域得到了广泛的应用，形成了具有独特优势的解决方案。

图8、LOCATA的应用

五、LOCATA合作机制
据LOCATA CEO介绍并强调，LOCATA公司是一家没有任何政府和军方背景的私营企业，不受制于任何国家或机构，以此保持其独立性与竞争优势。LOCATA的基本市场策略是采用类似电脑的“INTEL INSIDE”模式通过优质的行业技术集成商（LTI）推广到终端用户。基于此，LOCATA向集成商进行技术完全交底，包括诸如ICD文档等，正如目前许多企业都能生产GNSS的芯片和接收机一样。事实上，上面谈到的诸多案例都是通过与集成商合作完成。目前，LOCATA全球合作伙伴如下图所示，都是重要行业的优秀代表，并在不断增加中。

图9、Locata全球合作伙伴

2014年，北京数联空间科技股份有限公司与LOCATA公司签订战略合作协议，旨在共同寻求在中国市场的行业优质合作伙伴。近年来，LOCATA的认知度越来越高，行业应用也越来越成熟，其独特优势逐渐显现。2018年4月LOCATA CEO Nunzio Gambale再次来中国进行了为期一周的访问，与意向合作伙伴进行了深入的交流，取得丰硕的成果，LOCATA的中国市场也正式实质性启动。当前，LOCATA与中国的合作将主要集中在如下几个方面次第展开：

无人驾驶汽车测试场
无人值守集装箱港口信息化管理
施工机械自动定位系统
区域重要领域时间基准备份系统
各种高精度定位定向和抗干扰系统示范项目
移动通讯高精度增值服务示范项目
基于LOCATA CBF技术的GNSS CORS网精度改进研究
北斗/GNSS+LOCATA芯片联合研制
...

详情敬请垂询！

图10、LOCATA合作

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