“在城市峡谷或室内弱信号环境下，我们该如何提升 GNSS天线的搜星效率?”

为应对高楼遮挡、多径干扰和信号衰减等挑战，可以从天线硬件、接收机算法、辅助数据与安装布置四个维度入手，协同提升搜星速度与解算可靠性。

一、天线硬件优化

高增益宽频天线

选用具有宽带(L1/L2/L5 多频段)接收能力的高增益天线，可在信号较弱时捕获更多载波。

采用环形极化设计，如平面螺旋(spiral)或面状衰减环(choke ring)，提高对多径信号的抑制。

内置低噪声放大器(LNA)

天线前端集成高性能 LNA，将噪声系数降低至 0.5 dB 以下，放大微弱信号，提升信噪比(SNR)。

在长距离布线场合，优先将 LNA 安装于天线与同轴线缆之间的最前端，减少线缆衰减对 SNR 的二次损失。

多天线阵列

采用两路或多路天线阵列，通过波束形成(Beamforming)技术增强来自天空开阔区域的信号接收，同时抑制来自建筑物墙面反射的多径干扰。

二、接收机与搜星算法

扩展整周载波积分

在弱信号环境下，延长单次观测的载波积分时间(从常规 1 ms 延长至 20–100 ms)可显著提升微弱卫星信号的检出概率。

但需兼顾动态场景下多普勒漂移的影响，结合多普勒估计算法进行补偿。

动态多普勒预测

利用惯性测量单元(IMU)或车载CAN总线速度信息预估载波多普勒范围，缩小搜索窗口，加快粗搜(acquisition)速度。

A-GNSS 辅助数据

借助蜂窝网络、Wi-Fi 或蓝牙获取辅助星历(Assisted Ephemeris)和时钟偏差，提前锁定卫星与码相位，加速搜星。

多频联合解算

同时开启 L1/L2/L5 频段并行搜星，利用频段间差分信息抑制电离层误差与多径，提高单次搜星的可靠性。

三、辅助定位手段

惯导融合(GNSS+INS)

在信号完全丢失时，由高精度惯性导航系统短时接管，利用零速更新与状态预测继续输出平滑轨迹，待信号恢复后快速重捕星。

多传感器融合

将 GNSS 与视觉里程计(VO)、毫米波雷达等数据融合，利用 SLAM(即时定位与地图构建)技术在城市峡谷中保持位置连续性。

地面基站差分(RTK/PPK)

在部署条件允许时，靠近工况区域布设小型基站或便携式参考站，缩短基线长度、提高差分可靠性，减少搜星对遥远主站的依赖。

四、安装与现场布置

优化天线视野

将天线安装于尽可能无遮挡、远离墙角和金属反射面的地方;在室内可放置于窗边、天窗或室外阳台。

对于汽车或无人车应用，可选择车顶或车窗支架，以最大化天空可见角度。

抗多径装置

在天线下方安装消波器(radome)或防多径衰减环，减少地面与墙体反射的二次干扰。

线缆与接口维护

使用低损耗射频线缆，并保持接头紧固、防水防氧化。衰减增大也会减弱弱信号放大效果。

五、后处理与质量控制

弱信号观测筛选

在后处理时设定较低的 SNR 阈值(例如 25 dB-Hz)并结合平滑滤波，保留更多边缘卫星观测进行加权解算。

多路径分析

利用后处理软件的多路径拟合功能，剔除或减小路径延迟偏移对相位观测的影响，提高最终定位精度。

通过软硬件协同优化——选用高增益宽带天线与低噪放大器、采高清搜星与多频并行算法、配合 A-GNSS 辅助和惯导融合，以及合理的现场安装与后处理策略，能够有效提升城市峡谷或室内极弱环境下的 GNSS 搜星效率，保障定位快速可靠。