AGNSS仅仅只是加快首次定位时间吗--AGNSS原理

1. 概述

        辅助全球导航卫星系统（Assisted GNSS，简称AGNSS）是一种通过额外数据支持提高GNSS接收机性能的技术。AGNSS的一个广为人知的功能是加速首次定位时间（Time to First Fix，TTFF）。然而，AGNSS的作用远不仅于此，其在定位精度、信号接收能力以及功耗管理等方面也具有显著优势。

2. AGNSS的工作原理

        GNSS定位分为两个阶段，一个是捕获卫星信号，另外一个是跟踪卫星信号，当然这两个阶段是可以同时存在的但跟踪前必须要捕获到卫星信号，耗时较为多的是在捕获阶段，AGNSS加速了捕获卫星信号阶段。与定位卫星通信与常见的WIFI、蓝牙等通信不太一样，定位卫星相对于定位终端并非相对静止（或者低速运动），他们之间存在高速的运动，此相对的高速运动会使得通信信号产生多普勒频移现象，不同的相对速度会产生不同的多普勒频移量，若要正常通信就需要估计实际的多普勒频移量，此特性对于通信系统是极为不友好的，这对于接收端就需要遍历所有的频率范围才能捕获到卫星信号。

        对信号频率的搜索是捕获信号阶段主要的任务，除此之外定位卫星采用了码分多址还需要对码的初相位进行搜索，以及对不同卫星进行搜索，捕获阶段本质上需要一个三维搜索：频率、初相位、卫星，这也是捕获阶段耗时较长的原因。

        AGNSS本质上就是通过一些已知信息来降低捕获阶段三维搜索范围降低捕获时间，比如已知了卫星与终端的相对速度就可以直接估算信号多普勒平移量，使其搜索范围极小，在比如已知了终端上方卫星，就可以优先搜索此卫星信号。

        AGNSS包含三个维度的辅助，分别是星历辅助、时间辅助和位置辅助，最大可能使用这三个辅助才更有效的提高首次定位时间。

3. AGNSS的作用

1. 加快首次定位时间：AGNSS最主要的作用是加快了首次启动定位时间。AGNSS的核心优势之一是通过快速提供星历和历书数据，使接收机无需长时间等待卫星信号的传输完成，TTFF可以从数十秒缩短至几秒。
2. 降低功耗：对于非连续定位应用场景，由于首次定位时间减小，减少接收机工作时间，从而降低设备功耗。
3. 提升弱信号环境下的性能：在高楼林立的城市、室内或其他弱信号环境下，直接接收卫星信号可能受阻，使得捕获卫星较为困难（一般GNSS接收机捕获灵敏度要远远低于其跟踪灵敏度），捕获卫星数据量少参与定位的卫星就少，定位精度大概率都不太好，使用AGNSS后捕获的卫星数量明显增加，参与定位的卫星也增加，使得定位精度大范围改善。

4. 总结

        虽然加快首次定位时间是AGNSS的一大特点，但它的作用远不止于此，AGNSS在提升定位精度、弱信号环境中的性能、降低功耗以及支持多场景应用方面都有重要作用。