面对Android智能终端的多模GNSS实时非差精密定位---阅读

2.面对Android智能终端的多模GNSS实时非差精密定位

导航定位与授时

前期准备:

  1. 介绍如何从Android智能终端中获取GNSS原始观测值;
  2. 智能终端GNSS原始数据特性分析
  1. C/N0
  2. 伪距残差特性(指出伪距残差与C/N0的相关性比卫星高度角强))
  3. 载波相位测量性能Android系统在给出载波相位观测量AccumlatedDeltaRangeMeters的同时,给出其状态标记AccumlatedDeltaRangeState以告诉用户是否发生了周跳或相位重置等。另外,由于智能终端内置GNSS芯片的连续工作将会增加耗电量缩短续航时间,生产商在Android系统里普遍采用一种名叫Duty Cycle(称为工作周期或者占空比)的技术来降低GNSS芯片功耗。Duty Cycle机制即为在一个时间周期(1s)内,对GNSS信号的跟踪只开启一小段时间,然后随即关闭。Duty Cycle机制的存在直接影响GNSS芯片对载波相位测量的连续性,这将在很大程度上限制基于载波相位的RTKPPP高精度定位的应用实现。)

        介绍了各个卫星在观测时段中的周跳比:发生周跳的历元个数与实际的观测值历元总数的比值。

        结果是:车载动态环境下Nex9对GPS信号的跟踪发生载波相位周跳的比例平均为15.9%,部分GPS卫星的周跳比可达20%~30%;而其对GLONASS信号的跟踪发生载波相位周跳的比例平均为24.4%,部分GLONASS卫星的周跳比可达30%~50%,明显要高于GPS卫星。

        所以智能终端GNSS模块对卫星信号的跟踪易发生失锁,载波相位观测值有较多周跳。

实时非差精密单点定位数据准备和处理流程

观测数据:空旷环境下静态和市区车载环境下智能终端GNSS数据(GPS+GLONASS)

广播星历:NTRIP协议获取(RTCM电文) RTCM3EPH-MGEX数据流

实时精密卫星轨道、钟差、电离层:NTRIP协议获取(RTCM电文)中科院自主计算

处理策略:非差、实时PPP、静态、动态、实时SPP

处理结果:基于Android终端GNSS原始数据的静态SPP定位水平精度可达1.2m左右,静态PPP定位水平精度可达亚米级;静态PPP经过约8min的收敛,其定位误差将稳定地收敛至1m以内,并且随着观测时间的累积定位误差亦能收敛至0.2m左右;动态PPP水平精度约为1.3m。高程方向静态PPP

经约15min的收敛能到1m以内;动态PPP的垂直精度比水平精度高,原因是车辆行驶过程中高程方向的运动变化平缓,对其使用运动学模型进行约束的效果较水平方向约束效果要好。

思考

观测值进行组合了吗?

为什么要用GPS+GLONASS呢?

采用的是单频还是双频呢?

这里所说的运动学模型是什么?在杨元喜院士的《自适应动态导航定位》中应该可以看到,开学去看,没拿书。


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