全球导航卫星系统

GNSS 是“全球导航卫星系统”的简称，它让户外机器人能够回答“我在地球上的哪里”这个问题。机器人上的一根小天线，会聆听来自天上一群卫星广播的无线电信号。每颗卫星本质上就是一只飞行中的时钟，不断播报精确的时间和自身的位置。通过测量每个信号到达所用的时间，机器人就能同时算出自己到好几颗卫星的距离，而这些“距离球面”相交的地方，就是它在地球上的位置。由美国运营的 GPS 是其中最有名的系统；欧洲的伽利略、俄罗斯的格洛纳斯、中国的北斗也都是同类系统，现代接收机通常把它们融合在一起使用，这也是我们说 GNSS 而不只说 GPS 的原因。

GNSS 非常方便，只要头顶天空开阔、几乎到处都能用，而且无需在本地架设任何设备，但它并不像初学者想象的那么精确。普通接收机的精度通常在几米左右，对于送货无人机找到正确的街道已经够用，但对于必须精确到厘米才能对接的机器人来说就不够了。在室内、树荫下或高楼之间，信号被遮挡或来回反射，精度还会大幅下降。为了让它更精准，机器人会用一种叫 RTK（实时动态定位）的技巧：让第二台接收机固定在一个已知的位置上，测出当前卫星信号的误差，再把修正量用无线电发给移动中的机器人，从而把精度压到一两厘米。由于 GNSS 信号可能中断或跳变，机器人几乎从不单独依赖它，而是把它与轮子的运动和惯性传感器融合起来，这样即使在天空视野不佳时导航也能保持平稳。