一句话答案：eVTOL 导航选型的关键不是「精度几个厘米」，而是在 GNSS 可能被遮挡、被干扰、被欺骗的现实城市环境里，还能不能给出可信的位置。工程上可行的组合是：多星座多频 GNSS + 航空级 MEMS/光纤 IMU 紧组合 + 视觉或激光辅助 + RAIM 类完好性监测。只做单频 GNSS 加低端 IMU 的方案，在楼宇之间会飘到十几米，进近段直接失效。
一、痛点：定位精度标称很好看，飞起来不是那么回事
导航设备的规格书上，「水平精度 1.5 m（RMS）」这类指标通常在开阔天空、静态、后处理条件下测得。真正的低空运行环境是：
- 多路径：玻璃幕墙与水面反射，伪距误差成倍放大，城市峡谷里水平误差常见 5–15 m；
- 信号遮挡：起降点常在楼顶或山谷，可见卫星数骤降到 4–6 颗，几何精度因子（GDOP）变差；
- 人为干扰与欺骗：重大活动周边的压制干扰、以及成本已降到几百元的 GNSS 欺骗器，会让接收机输出「看起来正常但完全错误」的位置；
- 惯导漂移：低成本 MEMS 在 GNSS 失锁 60 s 后位置漂移可达数十米，而一次进近恰好可能持续这么久。
这四个问题里，最危险的是「欺骗」而不是「丢失」——丢失时系统知道自己不知道，欺骗时系统自信地给出错位置。所以选型时必须问一句：这套导航有没有能力识别「自己在被欺骗」。
二、依据：导航要满足哪些硬约束
- 性能要求：按运行场景（视距/超视距、人口密集区/隔离空域）确定所需的精度、完好性、连续性与可用性（RNAV 的 RNV 思路）。载人场景通常要求水平 3 m 级、完好性风险 10⁻⁷/飞行小时量级。
- 机载设备标准：GNSS 接收机可参照航空惯用的 TSO 类设备标准思路选型，重点看抗干扰、抗欺骗与动态性能，而不只看通道数。
- 环境：DO-160 对应章节的振动、温度、雷电感应瞬态与射频敏感度；安装在电机舱附近时，EMC 裕度必须额外留足。
- 系统安全：ARP4754A/4761 框架下做导航功能的 FHA，明确「错误位置」与「无位置」两类失效的影响等级——前者往往更严重。
提醒：具体精度与完好性门限必须由运行场景与局方要求共同确定，不要直接套用汽车或测绘行业的指标。
三、架构：三层递进，任何一层失效都有兜底
| 层级 | 组成 | 作用 | 失效后的兜底 |
|---|---|---|---|
| L1 卫星层 | 多星座（BDS/GPS/GLONASS/Galileo）多频接收机、抗干扰天线 | 提供绝对位置基准 | 降级到 L2 惯导递推 |
| L2 惯性层 | 航空级 MEMS 或光纤 IMU、气压高度、磁罗盘 | 短时高更新率位置与姿态 | 降级到 L3 相对定位 |
| L3 相对层 | 视觉/激光雷达、起降点标识、UWB 或 RTK 基准站 | 进近与起降段的厘米级相对位置 | 转人工/遥控接管或复飞 |
| 监测层 | RAIM/故障检测与排除、欺骗检测、完好性告警 | 判断「结果可不可信」 | 触发降级或告警，禁止盲信 |
这张表的设计原则是：每一层都能独立支撑一段飞行，层与层之间的切换要有时限定义。工程上常见的错误是三层都装了，但切换逻辑没写，结果 GNSS 一断系统就悬停不动。
四、选型参数表
| 参数 | 为什么关键 | 建议阈值 |
|---|---|---|
| 星座与频点 | 决定可见卫星数与抗多路径能力 | ≥3 星座、双频（含 L5/E5） |
| 更新率 | 高速机动与悬停稳定 | GNSS ≥10 Hz，IMU ≥200 Hz |
| IMU 零偏稳定性 | 失锁后的漂移速度 | ≤1 °/h（或等效），失锁 60 s 漂移 ≤10 m |
| 抗干扰能力 | 城市与敏感区域运行 | 干信比 ≥40 dB 仍可捕获 |
| 欺骗检测 | 防止「自信地错」 | 具备信号功率/一致性/时钟异常检测 |
| 完好性监测 | 适航与安全评估要求 | RAIM 可用性 ≥99.9%，告警时延 ≤2 s |
| 环境适应性 | 装机位置 | DO-160 对应类别，-40℃ 冷启动 |
| 数据接口 | 与飞控融合 | 原始观测输出 + 标准位置输出双通道 |
谈判要点：要求供应商提供「原始观测数据」接口。只给融合后位置输出的设备，后面想自己优化算法或做完整性监测都做不了。
五、实施里程碑：12 周
| 阶段 | 周期 | 交付物 | 放行条件 |
|---|---|---|---|
| 场景建模 | 第 1–2 周 | 运行场景与失效影响清单 | 明确精度/完好性门限 |
| 设备比选 | 第 3–5 周 | ≥3 家方案 + 抗干扰实测数据 | 双频多星座 + 欺骗检测齐备 |
| 静态与车载测试 | 第 6–8 周 | 城市峡谷/林荫/高架三类场景数据 | 水平误差满足门限 |
| 飞行验证 | 第 9–11 周 | ≥15 架次数据，含 GNSS 失锁注入 | 失锁 60 s 漂移达标 |
| 符合性归档 | 第 12 周 | 符合性矩阵与试验报告 | 可提交局方审查 |
六、验收与 SLA
- 场景化验收：不接受单一场景数据，至少覆盖开阔、城市峡谷、山区/林荫三类；
- 故障注入：GNSS 全失、单星座失、欺骗注入、IMU 单轴失效四类必须逐项验证；
- 一致性：同批设备静态零偏离散 ≤10%；
- SLA：AOG 件 24 h 发出；算法问题 5 个工作日内给出参数调整或固件；
- 数据义务：交付接口协议、误差模型参数、日志格式，支持运营方自建监控。
七、预算构成
| 科目 | 占比 | 说明 |
|---|---|---|
| GNSS 接收机与天线 | 25%–32% | 抗干扰天线与多频板卡是溢价点 |
| IMU | 28%–38% | 零偏稳定性直接决定价格档位 |
| 视觉/激光辅助 | 12%–20% | 起降段相对定位 |
| 融合算法与标定 | 10%–15% | 含场地标定与参数整定 |
| 试验与符合性 | 8%–12% | 多场景飞行验证 |
八、常见问题
Q1：RTK 能不能解决城市定位问题？
只能解决一部分。RTK 需要基准站与稳定数据链，城市里基准站覆盖和链路稳定性都不保证，而且 RTK 同样会被欺骗和多路径影响。RTK 适合起降点固定、有自建基准站的场景，不能作为全航程唯一方案。
Q2：MEMS IMU 够用还是要上光纤？
看失锁容忍时间。失锁 30 s 以内、且有视觉辅助的，航空级 MEMS 足够；要求失锁 2 min 以上仍保持米级精度的，通常要光纤或更高等级 IMU，成本和体积都上一个台阶。先定容忍时间再定器件。
Q3：怎么判断设备有没有抗欺骗能力？
看三点：是否输出信号功率与载噪比异常告警、是否做多星座一致性交叉校验、是否支持加密授信信号（如 OS-NMA 类服务）。只做「位置跳变检测」的，对慢速牵引式欺骗基本无效。
Q4：导航和飞控的融合放在哪一侧？
建议放在飞控侧，导航设备只提供干净的原始观测与状态。理由是融合逻辑与飞行控制律强耦合，放在飞控里便于统一做余度表决与故障隔离；放在导航盒子里会导致两套系统对「当前位置」的理解不一致。
九、下一步
- 要选型：提交项目需求，注明运行场景与失锁容忍时间；
- 要看整体架构：eVTOL 航电架构把导航放在五个子系统的关系里讲；
- 要看预算：三类单机经济模型含航电摊销口径。
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