全球導航衛星系統

GNSS 是「全球導航衛星系統」的簡稱，它讓戶外機器人能夠回答「我在地球上的哪裡」這個問題。機器人上的一根小天線，會聆聽來自天上一群衛星廣播的無線電訊號。每顆衛星本質上就是一只飛行中的時鐘，不斷播報精確的時間和自身的位置。透過測量每個訊號到達所用的時間，機器人就能同時算出自己到好幾顆衛星的距離，而這些「距離球面」相交的地方，就是它在地球上的位置。由美國營運的 GPS 是其中最有名的系統；歐洲的伽利略、俄羅斯的格洛納斯、中國的北斗也都是同類系統，現代接收機通常把它們融合在一起使用，這也是我們說 GNSS 而不只說 GPS 的原因。

GNSS 非常方便，只要頭頂天空開闊、幾乎到處都能用，而且無需在本地架設任何設備，但它並不像初學者想像的那麼精確。普通接收機的精度通常在幾公尺左右，對於送貨無人機找到正確的街道已經夠用，但對於必須精確到公分才能對接的機器人來說就不夠了。在室內、樹蔭下或高樓之間，訊號被遮擋或來回反射，精度還會大幅下降。為了讓它更精準，機器人會用一種叫 RTK（即時動態定位）的技巧：讓第二台接收機固定在一個已知的位置上，測出當前衛星訊號的誤差，再把修正量用無線電發給移動中的機器人，從而把精度壓到一兩公分。由於 GNSS 訊號可能中斷或跳變，機器人幾乎從不單獨依賴它，而是把它與輪子的運動和慣性感測器融合起來，這樣即使在天空視野不佳時導航也能保持平穩。