长距离GNSS网络差分定位系统服务性能评估_罗力

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Android智能手机GNSS数据质量综合评估及定位精度分析

doi:10.3969/j.issn.1003-3106.2023.05.003引用格式:林楠,王乐,李孟园,等.Android智能手机GNSS数据质量综合评估及定位精度分析[J].无线电工程,2023,53 (5):1015-1023.[LIN Nan,WANG Le,LI Mengyuan,et prehensive Analysis of GNSS Data Quality and Positioning Accuracy of Android Smartphone[J].Radio Engineering,2023,53(5):1015-1023.]Android智能手机GNSS数据质量综合评估及定位精度分析林㊀楠,王㊀乐∗,李孟园,黄观文(长安大学地质工程与测绘学院,陕西西安710054)摘㊀要:随着全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的发展,智能终端在导航定位和位置服务中的应用日趋广泛,但是针对其GNSS原始观测数据的综合研究分析不足㊂选取具有代表性的智能手机,从数据完整率㊁周跳比㊁信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)㊁多路径误差㊁卫星可见数和伪距单点定位等方面,综合评估智能手机的GNSS数据质量及定位精度㊂研究结果表明,智能手机的锁星能力及GNSS数据质量水平存在一定差异,其BDS数据完整率最高为94.73%,GLONASS最低为81.14%;大部分周跳比相对测量型接收机略差,个别相差较大;SNR均值最大值为35.19dB-Hz,同一频点SNR均值的差值最大为14.85dB-Hz;L5频点的多路径误差均值最小为0.72m㊂智能手机观测数据质量整体低于测量型接收机,并非双频手机的所有数据质量优于单频手机,L5/E5信号的多路径抑制功能并非对所有的智能手机都适用㊂双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应,提升定位精度㊂关键词:Android智能手机;原始观测;数据质量评估;多频点;定位精度中图分类号:VN967.1文献标志码:A开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1003-3106(2023)05-1015-09Comprehensive Analysis of GNSS Data Quality and PositioningAccuracy of Android SmartphoneLIN Nan,WANG Le∗,LI Mengyuan,HUANG Guanwen(College Geological Engineering and Geomatics,Chang an University,Xi an710054,China) Abstract:With the development of the Global Navigation Satellite System(GNSS),intelligent terminals are widely used in navigation,positioning and location services.However,the comprehensive analysis of GNSS raw observation data is rare.GNSS data quality and positioning accuracy of representative smartphones are comprehensively analyzed and evaluated from the aspects of data integrity rate,cycle slip rate,Signal to Noise Ratio(SNR),multipath error,satellite visible number and single point positioning.The results show that there are some differences in the satellite locking capability and GNSS data quality of smartphones.The data integrity rate of BDS is the highest94.73%,while the data integrity rate of GLONASS system is the lowest81.14%.Most of smartphones cycle slip rate is slightly lower than geodetic receiver,and the difference of individual smartphone is large.The maximum SNR of smartphone is35.19dB-Hz.The maximum difference of SNR at the same frequency point is14.85dB-Hz.The minimum multipath error of L5frequency point is0.72m.The quality of observation data of smartphone is generally lower than that of geodetic receiver. Not all of the data quality of dual-frequency phones is better than single-frequency.L5/E5signal multipath rejection feature does not apply to all smartphones.Dual-frequency signal can be more effectively against multipath effect than single-frequency signal,and improve positioning accuracy.Keywords:Android smartphone;raw observation;quality assessment;multiple frequency point;positioning accuracy收稿日期:2022-12-16基金项目:国家重大科研仪器研制项目(42127802);长安大学实验教学改革研究项目(20211815);陕西省重点研发计划(2022ZDLSF07-12, 2021LLRH-06)Foundation Item:National Major Scientific Research Instrument Development Project(42127802);Experimental Teaching Reform Research Project of Chang an University(20211815);Key R&D Program of Shaanxi Province(2022ZDLSF07-12,2021LLRH-06)0㊀引言随着社会经济的发展,智能手机逐步成为人们生活中的必需品,且基本都内嵌了全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)模块,已经成为人们日常生活中提供导航定位服务的重要载体[1]㊂随着智能手机GNSS模块定位精度的提高,衍生出越来越多的应用,领域逐渐扩展到移动互联㊁行人导航和精准营销等㊂人们对智能手机GNSS模块定位精度的要求越来越高,对位置服务的需求也越来越大㊂2016年5月,谷歌公司发布Android Nougat7.0操作系统后,智能手机开始能支持输出GNSS原始观测数据(包括伪距㊁载波和多普勒频移等),这将有利于对原始观测数据进行分析,给基于大众智能终端的GNSS导航定位技术研究提供了新的机遇和挑战[2-4]㊂智能手机GNSS观测数据质量直接影响其服务性能,因此有必要对GNSS原始观测数据做全面深入的分析研究㊂Banville等[5]首次对来自智能手机的真实原始GNSS观测值的质量进行了分析,结果表明伪距观测噪声较大,且只能提供米级精度㊂Robustelli 等[6]㊁Guo等[7]发现小米Mi8智能手机的伪距噪声和C/N0值之间具有强相关性㊂Zhang等[8]的实验表明,Nexus9设备GPS信号的载噪比较测量型接收机低约10dB-Hz㊂Håkansson等[9]发现置于不同多路径环境下的Nexus9的伪距具有系统性偏差㊂李敏等[10]发现华为P40手机具有较好的北斗三号信号捕获能力㊂总的来说,现有研究对智能手机数据质量评估不够全面,进行同步观测的手机型号有限㊂本文将实现对多款主流的Android智能手机进行GNSS原始观测数据质量综合评估㊁对比分析和定位性能分析㊂1㊀智能手机GNSS观测数据获取自2016年谷歌发布Android N操作系统,用户可通过安卓系统各个应用程序开发接口(Applica-tion Programming Interface,API)获取GNSS原始观测数据的相关字段及参数,进而通过计算得出伪距观测值㊁载波观测值和多普勒观测值等㊂其中GNSS Measurement类的字段为芯片组输出信息,包括芯片组计算出的卫星信号发射时刻㊁载波相位累积变化量㊁伪距瞬时变化率等信息㊂GNSS Clock类的字段则主要用来计算GPS钟面时㊂常用字段㊁所属类别及其含义如表1所示㊂表1㊀Android GNSS原始观测数据部分相关字段Tab.1㊀Related fields in GNSS raw observation data section of Android 字段名所属类别含义及单位Bias Nanos GNSS Clock时钟亚纳秒偏差/nsTime Nanos GNSS Clock手机内部硬件钟/ns DriftNanosPerSecond GNSS Clock手机钟漂/(ns/s)LeapSecond GNSS Clock与时钟相关的跳秒/sSvid GNSS Measurement卫星ID CarrierFrequencyHz GNSS Measurement载波频率/Hz SnrInDb GNSS Measurement信噪比/dB PseudorangeRateMetersPerSecond GNSS Measurement伪距速率/(m/s) ReceivedSvTimeNano GNSS Measurement卫星信号接收时刻/s AccumulatedDeltaRangeMeters GNSS Measurement载波相位观测值/m㊀㊀手机接收到卫星信号时间㊁伪距观测值和多普勒观测值等均无法直接获取,下面给出具体的计算公式:安卓智能手机接收到卫星信号时间:㊀t Rx=TimeNanos+TimeOffsetNanos-FullBiasNanos-BiasNanos㊂(1)多普勒观测值:D=-PseudorangeRateMetersPerSecondˑCarrierFrequencyHz/c0,(2)式中:c0为光在真空中的传播速度㊂伪距观测值:ρSR=c0㊃(t Rx-t Tx)㊃10-9,(3)式中:t Rx为智能手机接收到信号的时间,t Tx为卫星发射信号的时间,可直接获得㊂目前有许多Android应用软件可以访问API,获取GNSS原始观测数据㊂Google公司发布的GNSS Logger应用程序起初只能输出日志文件(txt格式),最新发布的版本虽支持观测值文件的输出,但得到的结果较少,有较大局限性㊂Rinex ON软件支持多系统观测值文件及导航电文输出,但Rinex ON1.3版本软件无法在搭载了Android11的智能手机上运行㊂而Geo++RINEX Logger软件支持手机GNSS 测量数据以RINEX标准格式输出,并已在许多设备上成功测试㊂本文实验所用数据均使用Geo++ RINEX Logger进行采集㊂2㊀实验数据本文使用5款不同型号的Android智能手机采集静态数据,其中小米MI8㊁小米MI11㊁华为P40㊁华为Mate40为双频手机,华为P10㊁三星S9为单频手机(手机的具体参数如表2所示),使用测量型接收机u-blox f9p进行同步观测㊂实验所用智能手机均来自国内主流Android市场,是销量较高的几款手机㊂目前智能手机的天线是多个天线集成的形式,包括蓝牙㊁NFC和GNSS天线等㊂实验所用双频手机均支持北斗B1I和B2a,而华为P40支持北斗三代新频点B1C㊂值得一提的是,华为P10配备的博通BCM4774芯片,是业内首款专为智能手机设计,并能支持Galileo卫星定位系统的GNSS定位中枢芯片;小米MI8作为全球第一款双频智能手机,搭载博通BCM47755芯片,是极具代表性的一款双频手机㊂由于小米MI11不支持载波相位观测值输出,本文不对其进行质量评估对比㊂表2㊀Android智能手机支持输出的GNSS原始观测数据类型Tab.2㊀Types of GNSS raw observation data supported by Android smartphonesAndroid 智能手机型号伪距观测值载波相位观测值天线位置L5/E5GNSS小米MI8是是机身背部顶端是G/R/C/E华为P40是是后置摄像头附近是G/R/C/E华为Mate40是是后置摄像头附近是G/R/C/E华为P10是否后置摄像头附近否G/R/C/E三星S9是否机身下端子板处否G/R/C/E实验地点选在长安大学地学科技大厦楼顶,视野开阔㊁观测条件良好㊂数据采集过程中关闭手机的蓝牙㊁WiFi及占空比选项,以防手机内部其他传感器产生干扰㊂数据采样时长100min,采样间隔为1s,卫星截止高度角均设置为15ʎ㊂实验场景如图1所示㊂图1㊀实验场景及数据采集方式Fig.1㊀Experimental scenes and data collection way3㊀智能手机GNSS观测数据分析3.1㊀完整率分析数据完整率反映在一定观测时间内,接收机接收到数据的完整性,完整的观测数据是数据处理的前提条件,它是衡量数据质量的一项重要指标[11]㊂Int=Have(i)Expert(i)ˑ100%,(4)式中:Have(i)为第i颗卫星在连续弧段上的理论历元数量;Expert(i)为第i颗卫星某频点在连续弧段上的实际历元数量㊂对各款智能手机和低成本接收机L1频点的平均数据完整率指标进行计算㊁统计,结果如表3所示㊂表3㊀各接收机L1频点观测数据完整率均值Tab.3㊀Mean integrity rate of observed data atL1of different receivers单位:%接收机型号BDS GPS Galileo GLONASS小米MI894.7393.7892.1690.01华为P4093.1294.0792.1588.25华为Mate4091.1790.5691.1384.33华为P1090.1191.0288.0881.14三星S991.0490.3289.7283.97测量型接收机95.8994.8093.2590.10实验结果表明,不同接收机各卫星系统的数据完整率表现不一,测量型接收机各卫星系统的平均数据完整率为93.51%,其中BDS数据完整率最高,高达95.89%㊂3款双频手机中除华为Mate40外,各卫星系统的平均数据完整率均超过91%,小米MI8的BDS数据完整率表现最好,高达94.73%㊂2款单频手机各卫星系统的平均数据完整率明显低于双频手机,华为P10的GLONASS系统数据完整率最低,为81.84%㊂可见,实验所用智能手机各系统的完整率均低于测量型接收机,单频手机的数据完整率低于双频手机㊂各接收机BDS和GPS数据完整率相当,GLONASS和Galileo系统数据完整率略差㊂3.2㊀周跳比分析实际观测中,GNSS信号容易受到测站周边的外界干扰而发生观测值严重跳变现象[12-13],一般常用周跳比来衡量周跳的变化㊂周跳比是指实际的观测值历元总数与发生周跳的历元个数比值,一般用CSR来表示㊂CSR值越小,周跳越严重㊂计算如下:CSR=obsslips,(5)式中:obs为实际的观测值历元总数,slips为发生周跳的历元个数㊂实验统计各款手机和测量型接收机L1频点的周跳比指标结果,如图2所示㊂通常情况下周跳比越大,周跳数越少,数据质量越好㊂分析表明,本次实验中GPS周跳比指标表现最为优异,BDS和GLONASS系统次之,Galileo系统周跳比结果最差㊂不同型号接收机的周跳比指标存在明显差异,双频智能手机华为Mate40发生周跳的次数最高,其中GPS周跳比的值低至3201,各卫星系统平均周跳比的值比测量型接收机的平均值低约50%㊂总之,智能手机GNSS模块对卫星信号的跟踪发生失锁的频率高,载波相位测量发生周跳的概率比测量型接收机大㊂这归因于智能终端的硬件条件,其天线抗抑性差且GNSS内置芯片体积小,相位中心易受外界环境影响,引起周跳,同时也给基于载波相位测量的高精度定位带来了挑战㊂图2㊀不同接收机GNSS周跳比结果Fig.2㊀GNSS cycle slip rate of different receivers3.3㊀信噪比分析信噪比(Singal to Noise Ratio,SNR)是指信号功率与噪声功率的比值,它与接收机相关器运行状态㊁天线增益能力和多路径等密切相关,是反映相位观测量的重要指标之一[14-16]㊂SNR与高度角相关性较大,一般高度角越高,天线增益越大,SNR越大,观测值的质量也越好[17]㊂计算如下:SNR=PRN,(6)式中:P R为信号功率,N为噪声功率㊂3款双频手机支持GPS和Galileo双频信号的输出,不支持BDS和GLONASS双频信号的输出㊂各接收机不同GNSS各频点信号的SNR均值统计结果如表4所示㊂表4㊀不同接收机各频点SNR均值Tab.4㊀Mean SNR of each frequency point of different receivers单位:dB-Hz接收机型号BDS GPS Galileo GLONASS B1B2L1L5E1E5a G1G2小米MI827.13 26.8731.0928.2132.6128.01 华为P4026.70 21.1426.5722.4524.6127.17华为Mate4024.80 26.9220.8520.3421.3327.46 华为P1027.95 30.21 29.04 31.81 三星S933.25 33.31 35.19 34.40 测量型接收机38.9845.9438.4041.8035.7444.7538.2841.42㊀㊀分析表4可知,测量型接收机的表现依旧优于所有智能手机,差值最大达23.42dB-Hz㊂但各型号手机不同GNSS之间的SNR相差不大㊂单频手机三星S9的各系统SNR均值最高,其中Galileo系统高达35dB-Hz㊂华为Mate40表现最差,部分频点的SNR低至20dB-Hz㊂由于L5/E5a信号是在更高的信号强度下发射的,理论上质量更好㊂对于大部分双频设备,L5/E5a 信号的SNR 明显高于L1/E1信号的SNR,但目前有些智能手机天线的设计虽能接收L5信号,如华为Mate40,但是接收到的L1/E1信号要比L5/E5a 强,这是由于手机内置天线导致的,特别是在中到高多路径环境中,这种现象更为明显㊂选取G07和G14对各个设备SNR 进行统计分析,SNR 变化情况如图3所示㊂(a )G07卫星SNR 变化情况(b )G14卫星SNR 变化情况图3㊀静态实验单颗卫星SNR 变化情况Fig.3㊀Static experiment on SNR variation of single satellite就G07卫星而言,测量型接收机的SNR 较为稳定且更加规律,介于43~48dB-Hz,比智能手机高约15dB-Hz㊂智能手机中,单频手机三星S9的SNR整体上最好㊂华为P40波动较大,在个别历元的SNR 高于三星S9,但部分历元低至10dB-Hz㊂小米MI8的SNR 值波动最小㊂对G14卫星来说,2款单频手机的SNR 整体上优于双频手机,其中三星S9的SNR 波动最小,接收信号相对最稳定,华为P10次之㊂小米MI8的SNR 大部分在30dB-Hz 上下浮动㊂总的来说,智能手机在开阔环境中SNR 变化起伏大且不规律,GNSS 观测数据质量不够稳定㊂3.4㊀多路径误差分析卫星信号在传播过程中受到外界观测环境影响,信号经反射物与接收机天线产生干涉而引起的时延,这种现象称为多路径效应[11]㊂多路径误差与卫星相对于接收机天线的空间位置关系㊁观测环境和天线质量等密切相关,由于智能手机配备低成本天线,且使用场景多为不开阔的城市地带,导致多路径误差成为手机定位中的重要误差来源㊂在双频观测值可用的情况下,可采用载波与伪距的组合观测值来反映多路径误差[18]:MPi =Pi -1+2a ij -1()ϕi +2a ij -1()ϕj ,(7)MPj =Pj -2a ija ij -1()ϕi +2a ij -1-1()ϕj ,(8)式中:MPi ㊁MPj 分别为i 波段和j 波段的多路径误差,Pi ㊁Pj 分别为i 波段和j 波段的伪距观测值,ϕi 和ϕj 分别为i 波段和j 波段的载波相位观测值,a ij =fi 2fj2,其中fi ㊁fj 分别表示i 波段和j 波段的频率㊂各接收机摆放位置接近,可认为是在同一环境下进行数据采集的㊂对3款双频手机及测量型接收机不同频点的多路径误差指标均值进行统计,结果如图4所示㊂图4㊀不同接收机GPS 双频多路径误差均值Fig.4㊀Mean of GPS dual-frequency multipath errors ofdifferent receivers由图4可以看出,各接收机L1频点的多路径误差均值均大于L5频点㊂小米MI8的多路径误差均值比另外2款华为手机小,L5频点为0.71m,但仍比测量型接收机L5频点的多路径误差均值高0.35m㊂可见双频智能手机的各频点多路径误差与测量型接收机存在较大差距㊂由于多路径效应会对SNR 造成一定影响,可以通过前文对SNR 分析的中看出双频手机中小米MI8的SNR 最大㊂选取G30卫星,对以上3款双频智能手机与测量型接收机L1和L5频点的多路径误差进行不同的对比实验,实验结果如图5所示㊂(a )小米MI8的GPS 双频多路径误差(b )华为P40的GPS 双频多路径误差(c )华为Mate40的GPS 双频多路径误差图5㊀不同接收机GPS 双频多路径误差Fig.5㊀GPS dual-frequency multipath error由图5可以看出,各接收机L5频点的多路径误差均小于L1频点,这与L5频点信号发射强度大有关,可在一定程度上抑制多路径效应㊂对比手机和测量型接收机,发现无论是L1频点还是L5频点,测量型接收机的多路径误差均明显优于智能手机㊂对比3款双频手机,发现华为Mate40较其他2款手机整体表现最好,L5频点的多路径误差最小,小米MI8整体表现最差,尤其L1频点多路径误差飞点严重,部分历元的误差超过15m㊂总的来说,智能手机由于低成本天线等硬件条件的限制,在同一环境下较测量型接收机仍存在较大的多路径误差,也因此严重影响了智能终端的高精度定位㊂4㊀智能手机定位性能分析4.1㊀卫星跟踪情况分析Android 智能终端内部基于卫星跟踪的能力,设置了可见(Visible)㊁同步(Synced)㊁追踪(Trackable)三种级别㊂只有在可跟踪级别下,GNSS 芯片输出的原始信号才是可信的[19]㊂GNSS 观测数据质量受卫星跟踪能力的影响较大,一般来说,在观测环境相同时,接收机跟踪到的卫星数量越多且随时间变化越小,观测数据质量越好㊂图6是实验中不同接收机各卫星系统的可见卫星数㊂(a )GPS 可见卫星数(b )BDS 可见卫星数(c)Galileo 系统可见卫星数(d)GLONASS系统可见卫星数图6㊀不同接收机各GNSS可见卫星数Fig.6㊀Number of visible satellites in each GNSS ofdifferent receivers由图6可知,测量型接收机和5款智能手机接收到BDS的卫星数目最多,且北斗卫星可见数最稳定,连续性较好㊂GPS可见卫星数次之,Galileo系统可见卫星数最少㊂华为P40锁星能力最强,BDS 卫星可见数在15~20颗,数量超过测量型接收机; GPS卫星可见数波动较大,部分历元低至5颗㊂华为Mate40锁星能力次之,但GLONASS卫星可见数不稳定,部分历元低至2颗㊂小米MI8虽然是双频手机,但BDS卫星可见数整体上低于单频手机三星S9,这是因为其芯片所支持的第二频率为L5/E5a 频率,而非L2/E2频率;单频手机华为P10各系统卫星可见数最少,这与其无法接收双频信号的卫星有关㊂4.2㊀SPP定位性能分析根据静态采集的GNSS原始数据,选取测量型接收机㊁双频手机小米MI8和单频手机华为P10进行伪距单点定位(SPP)精度解算㊂分别统计3个方向定位的结果,如图7所示㊂(a)小米MI8的E 方向定位精度(b)小米MI8的N 方向定位精度(c)小米MI8的U 方向定位精度(d)华为P10的E 方向定位精度(e)华为P10的N 方向定位精度(f)华为P10的U方向定位精度图7㊀不同接收机SPP定位精度Fig.7㊀SPP positioning accuracy of different receivers分析表明,3台接收机E方向和N方向定位精度均优于U方向的精度㊂对比测量型接收机和2款智能手机发现,测量型接收机的定位误差小且稳定,智能手机U方向的定位误差大且飞点严重㊂单频手机华为P10三个方向的定位误差均明显大于双频手机小米MI8㊂结合前文对数据质量的分析可以发现,多路径误差是智能手机进行伪距单点定位的主要误差源之一,双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应,提升定位精度㊂5㊀结束语本文通过实验获取的多款单双频智能手机的GNSS原始观测数据,从数据完整率㊁周跳比㊁SNR 和伪距多路径等方面进行数据质量统计分析,同时对卫星可见性和伪距单点定位性能进行对比研究,得出以下结论:①智能手机原始观测值的各项数据质量指标水平均低于测量型接收机㊂5款智能手机BDS的数据完整率与测量型接收机之间的差值最小;与测量型接收机同一频点SNR均值的差值最大达23.42dB-Hz;与测量型接收机同一频点的多路径误差均值的差值最大为0.48m;周跳比差距尤为明显,个别手机的各卫星系统平均周跳比的值比测量型接收机的平均值低约50%㊂这归因于手机内置天线较小,相位中心易受外界环境影响,引起周跳,进而影响数据质量㊂②不同型号智能手机的锁星能力与GNSS数据质量水平存在一定差异,且由于手机内置天线的原因,并非所有双频手机的数据质量优于单频手机㊂智能手机的数据完整率最高为94.73%,最低只有81.14%;SNR均值最高为33.25dB-Hz,最低只有21.33dB-Hz;除华为Mate40之外,其余手机的BDS 和GPS的周跳比指标值超过5800;3款双频手机的L1频点和L5频点的多路径误差均值分别为0.85㊁0.76m;双频手机华为P40的锁星能力最强,BDS 卫星可见数在15~20颗㊂③双频信号比单频信号能更有效地对抗多路径效应,提升定位精度㊂L5/E5信号的多路径抑制功能对大部分智能手机有效,但目前也有一些智能手机无法准确接收L5信号,导致双频信号存在数据缺口㊂④部分智能终端GNSS原始观测数据存在完整率低㊁周跳严重㊁信号噪声大㊁多路径误差大及卫星失锁严重等问题,在不进行数据质量控制的情况下,定位精度较差㊂因此在后续定位解算前可尝试进行伪距平滑,设置SNR阈值等剔除部分质量表现不佳的数据以提升定位精度㊂参考文献[1]㊀陈春花,陈冲,赵亚枝.安卓智能手机GNSS数据质量分析[J].全球定位系统,2020,45(3):22-27. 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卫星导航系统精度评估方法及其应用

卫星导航系统精度评估方法及其应用一、引言随着社会的发展，卫星导航系统已成为了各个领域的必备设备。

精确的导航系统对交通、电信、医疗等领域有着重要的意义。

因此，卫星导航系统的准确性也成为了衡量其性能的重要标准之一。

本文将介绍卫星导航系统的精度评估方法及其应用。

二、卫星导航系统卫星导航系统（Global Navigation Satellite System，简称GNSS）是一种利用人造卫星提供的导航信号进行导航、测量和定位等服务的系统。

现在比较常见的卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗卫星导航系统。

卫星导航系统的准确度是评估其性能的一个重要指标。

三、卫星导航系统精度评估方法1. GDOP精度评估方法GDOP（Geometric Dilution Of Precision）是指在卫星导航系统接收机的可见卫星中，所选卫星几何分布情况及其对接收机定位精度的影响。

GDOP越小，接收机的定位精度就越高。

因此，GDOP的大小可以用来评估系统在定位精度上的表现，具体方法如下：- 选取可见卫星中GDOP最小的四颗卫星，计算定位误差。

2. PDOP精度评估方法在GDOP的基础上，PDOP（Position Dilution Of Precision）还考虑了卫星信号传输中的误差，因此比GDOP更加准确。

PDOP 的计算方法与GDOP类似。

3. HDOP精度评估方法HDOP（Horizontal Dilution Of Precision）是指在水平方向上接收机的定位精度，与垂直方向上的精度（VDOP，Vertical Dilution Of Precision）相对应。

- HDOP的计算方法为：HDOP=（x误差/y误差）开平方4. 位置与速度误差估计方法- 选择多颗卫星进行观测和定位，根据观测数据计算误差估计量。

- 将误差估计量转换为位置和速度误差。

四、卫星导航系统精度评估的应用卫星导航系统的精度评估方法可以用于：1. GNSS接收机的开发与测试在GNSS接收机的开发和测试过程中，需要评估其定位精度，以保证其性能符合要求。

gloness测试标准

gloness测试标准GNSS（Global Navigation Satellite System）是一种全球导航卫星系统，其主要作用是提供全球定位、导航和定时服务。

目前，全球范围内有多个GNSS系统，如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗系统等。

GLONASS是俄罗斯独立发展的卫星导航系统，与其他系统一样，其精准度和可靠性是非常重要的。

为了确保GLONASS系统的准确性和稳定性，制定了一系列的测试标准，用于验证系统的性能和功能。

下面将介绍一些GLONASS系统的测试标准内容。

首先，GLONASS系统的性能测试包括定位精度、时间同步精度、信号强度、数据传输速度等方面。

定位精度是指接收机接收卫星信号后计算出的位置与实际位置之间的误差，一般通过接收机的位置解算来评估。

时间同步精度是指接收机接收卫星信号后计算出的时间与实际时间之间的误差，通常用接收机的时间精度来衡量。

信号强度是指接收机接收卫星信号的强度，一般通过接收机的信号质量来评估。

数据传输速度是指接收机接收卫星信号的速度，一般通过接收机的数据传输率来衡量。

这些性能指标的测试标准可以确保GLONASS系统的性能符合要求。

其次，GLONASS系统的功能测试包括接收机的工作状态、信号接收能力、数据解算能力等方面。

接收机的工作状态包括接收机的开机、搜索、定位、跟踪、数据输出等功能的正常性能。

信号接收能力是指接收机接收卫星信号的能力，一般通过接收机的信号接收率来评估。

数据解算能力是指接收机计算接收的卫星信号数据并输出定位信息的能力，通常用接收机的数据处理速度来衡量。

这些功能测试的标准可以确保GLONASS系统的功能正常。

总的来说，GLONASS系统的测试标准是确保系统的性能和功能符合要求的重要手段，通过严格的测试，可以验证系统的稳定性和可靠性，保障系统的正常运行。

希望未来GLONASS系统的测试标准能够不断完善，确保系统的性能和功能达到最佳水平，为用户提供更好的导航和定位服务。

GNSS空间信号质量评估系统接收通道性能测试

GNSS空间信号质量评估系统接收通道性能测试王瑾;卢晓春;赵航;白燕【摘要】The receiving channel of GNSS signal quality assessment systemis one of the main error sources for signal quality assessment system. Through the analyses of the signal amplitude error, phase distortion, frequency offset, etc., which are related to the characteristics of receiving channel, the mechanisms of gain flatness, amplitude error, phase error, frequency offset, error vector magnitude(EVM) and group delay are studied. A corresponding test method is proposed and the test shows that the receiving channel performance satisfies the requirements of the space signal quality assessment system.%GNSS空间信号质量评估系统的接收通道是评估导航信号质量的主要误差源之一。

通过分析接收通道特性引起的信号幅度误差、相位失真、频率偏移等现象，研究了接收通道增益平坦度、幅度误差、相位误差、频率偏移、矢量误差幅度、群时延等机理，提出了相应的测试方法，测试结果表明接收通道性能能够满足空间信号质量评估的要求。

【期刊名称】《时间频率学报》【年(卷),期】2012(035)004【总页数】9页(P235-243)【关键词】通道性能;增益平坦度;矢量误差幅度;群时延【作者】王瑾;卢晓春;赵航;白燕【作者单位】中国科学院国家授时中心,西安710060 中国科学院研究生院,北京100039 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710060 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710060 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710060 中国科学院研究生院,北京100039 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600【正文语种】中文【中图分类】V448;P228目前，全球卫星导航系统（GNSS）的应用越来越广泛，几乎涉及国民经济和社会发展的各个领域。

北斗系统中长距离载波相位差分性能的研究

北斗系统中长距离载波相位差分性能的研究袁国良;骆振永;张坤【摘要】全球对于北斗定位的研究已经愈来愈深入.文章利用实验仪器接收到的实际数据,对当前星座架构为5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星的北斗系统的双频(B1,B2)载波相位差分的定位性能进行了分析,同时将实验结果与GPS载波相位差分的定位机能做了比较.由于外界环境以及基础设施对载波相位差分定位精度的影响,为了进一步优化定位准确率,减小乃至清除误差,采用多频观测测量的方式进行实验.文中对北斗系统、GPS系统及其组合系统在中长距离条件下载波相位差分定位效果进行了分析,从而对北斗系统中长距离载波相位差分的定位性能做出评估.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2017(036)015【总页数】4页(P69-72)【关键词】北斗;GPS;载波相位;组合系统;定位性能【作者】袁国良;骆振永;张坤【作者单位】上海海事大学,上海 201306;上海海事大学,上海 201306;上海海事大学,上海 201306【正文语种】中文【中图分类】TN927航天活动的进展备受各国重视，随着人类社会进入21世纪，世界各国的航天活动进入一个新平台。

在国家发展的总体战略中，航天产业已成为越来越重要的角色，对人们的生活也有越来越重要的影响。

具有自主知识产权的卫星导航系统的重要性不言而喻，它投入了大量的人力物力资源。

目前全球成熟的卫星导航系统包括美国的全球定位系统(GPS)以及俄罗斯格洛纳斯导航系统(GLONASS)和中国正在实施的北斗卫星导航系统[1]。

2013年，施闯等人分析了北斗系统相对定位性能[2]，得到了较高的精度。

同年，王茜进行了基于载波相位差分的GPS/DR组合定位算法的研究，得出了相位差分中整周模糊度的固定解的解算是定位的关键，可采用LAMBDA算法解决[3]。

本文在中长距离条件下，以差分定位的方式，根据卫星可视数目(NVS)、卫星的位置精度因子(PDOP)、模糊度固定率(FIX率)和均方根值(RMS)对北斗/GPS系统以及组合系统的定位性能做出评价。

GNSS测绘中的差分定位原理与精度分析

GNSS测绘中的差分定位原理与精度分析导论全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）已经成为现代测绘领域不可或缺的工具。

差分定位技术是GNSS测绘中一种常用的技术手段，能够提高定位精度。

本文将介绍差分定位的原理以及对其精度进行分析。

一、差分定位原理差分定位是通过将一个已知位置的参考接收器与需要进行定位的测量接收器进行比较，消除接收器本身的误差。

其中最常用的差分定位技术是实时差分定位和后处理差分定位。

实时差分定位是通过将参考接收器和测量接收器之间的观测数据进行无线传输，对观测数据进行实时处理，实现即时的位置纠正。

这种方法通常使用基准站和流动站两个接收器。

基准站位于已知位置，使用精密的测量设备进行观测，并将观测数据传输给流动站。

流动站利用接收到的基准站数据对自身的观测数据进行纠正，从而得到更为准确的位置。

后处理差分定位是通过将基准站和流动站的观测数据进行离线处理，消除接收器误差。

基准站和流动站的观测数据分别进行处理，通过比对两个接收器的观测数据中的误差，对流动站的位置进行纠正。

这种方法相比实时差分定位更为精确，适用于对测量精度要求较高的情况。

二、差分定位的精度分析差分定位技术可以有效提高GNSS测绘的定位精度，但其精度受到多种因素的影响。

以下将对其中几个主要因素进行分析。

1. 观测条件天气和环境条件对差分定位的精度有显著影响。

恶劣的天气条件，如强风、大雨、雷电等，会导致信号传输的中断或衰减，从而影响定位精度。

此外，大量的遮挡物，如高楼、树木等也会影响信号的传播和接收。

2. 卫星几何卫星几何是指卫星的分布在空间中的位置关系。

当卫星几何不理想时，即卫星分布过于稀疏或过于密集，会导致定位精度下降。

在实际测绘中，选择合适的时间和地点以获得最佳的卫星几何条件对于提高差分定位精度非常重要。

3. 接收器性能接收器的性能直接影响差分定位的精度。

高质量的接收器通常具有较高的灵敏度和抗干扰能力，能够快速且准确地接收信号，从而提高定位精度。

GNSS高精度板卡测试方法及测试报告_RTK基本性能

GNSS高精度板卡测试方法及测试报告_RTK基本性能GNSS高精度板卡是一种用于接收全球导航卫星系统信号并实现高精度定位的设备。

在使用这种板卡之前，需要对其进行严格的测试以确保其性能符合要求。

本文将介绍GNSS高精度板卡的测试方法和测试报告中RTK基本性能的评估。

1.测试方法在测试GNSS高精度板卡的RTK基本性能时，需要按照以下步骤进行：1.1环境准备：选择一个无遮挡、开阔的场地进行测试，以确保接收卫星信号的稳定性和准确性。

1.2系统连接：将GNSS高精度板卡连接至测试设备（如笔记本电脑）并通过相关软件进行设置和配置。

1.3接收信号：在软件界面中查看卫星信号的接收情况，确保板卡已成功连接至卫星并可以接收到信号。

1.4RTK定位：启动RTK功能，并在软件界面中查看实时定位精度和稳定性，记录下每次测量的结果。

1.5数据分析：将测试数据导入到分析软件中进行处理，评估RTK基本性能的精度、稳定性和实时性。

2.测试报告测试报告应包含以下内容：2.1测试目的：明确测试的目的和范围，说明所测试的GNSS高精度板卡型号和版本等信息。

2.2测试环境：描述测试时所用的场地、天气和其他环境条件，以及测试设备的连接方式和配置。

2.3测试方法：详细介绍测试过程和步骤，说明如何进行RTK基本性能的测试和评估。

2.4测试结果：列出每次测试的数据和结果，包括定位精度、稳定性和实时性等指标。

2.5结论与建议：根据测试结果对GNSS高精度板卡的性能进行评估，提出改进建议或优化方案。

通过以上测试方法和报告，可以全面评估GNSS高精度板卡的RTK基本性能，为其在实际应用中的性能表现提供参考和指导。

同时，不断优化测试方法和提升测试技术水平，可以更好地保障GNSS高精度板卡的质量和稳定性。

卫星导航系统精度评估方法

卫星导航系统精度评估方法卫星导航系统，又称全球卫星导航系统（GNSS），是一种基于卫星提供定位、导航和定时信息的技术系统。

这些系统使用一组卫星以及地面站和接收器设备来提供全球范围内的导航服务。

然而，卫星导航系统的精度对于实际应用的准确性至关重要。

为了确保卫星导航系统的精度满足用户的需求，需要使用评估方法进行精度评估。

下面将介绍一些常用的卫星导航系统精度评估方法。

1. 基准站差分技术基准站差分技术是一种常用的评估卫星导航系统精度的方法。

该方法使用全球分布的多个基准站来跟踪接收到的卫星信号，并进行差分计算来减小定位误差。

这种差分技术通过消除大气延迟等误差源，提高了定位的精度。

通过比较参考站和用户站的定位结果，可以评估卫星导航系统的精度。

2. 静态定位方法静态定位方法是一种基于接收器测量数据进行评估的常用方法。

在这种方法中，接收器被放置在一个静止的位置，并在持续一段时间内测量接收到的卫星信号。

通过分析测量数据，并与已知参考坐标进行比较，可以评估卫星导航系统的精度。

静态定位方法可以提供较高的精度评估结果，但需要较长的测量时间。

3. 动态定位方法动态定位方法是一种基于移动接收器进行评估的方法。

在这种方法中，接收器被安装在移动平台上，如车辆、船只或飞机上。

通过在运动过程中不断测量接收到的卫星信号，并与已知参考轨迹进行比较，可以评估卫星导航系统的精度。

动态定位方法可以提供更接近实际使用条件下的精度评估结果。

4. 多路径效应分析多路径效应是指卫星信号在传播过程中反射或衍射在建筑物、地形或其他物体上而导致的信号失真现象。

多路径效应会导致定位误差。

通过分析接收到的信号中的多路径效应，并对其进行建模和纠正，可以评估卫星导航系统的精度。

5. 可视卫星数统计可视卫星数是指在特定时间和位置范围内可见的卫星数量。

可视卫星数越多，定位精度通常越高。

通过统计接收机在不同时间和位置的可视卫星数，并将其与定位误差进行比较，可以评估卫星导航系统的精度。

高精度GNSS定位技术及精度评估

高精度GNSS定位技术及精度评估近年来，随着科技的不断发展和应用的扩大，全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）已经渗透到了我们生活的各个领域。

高精度GNSS定位技术作为GNSS的一项重要应用，不仅在军事、交通、测绘等领域有着广泛的应用，还在日常的导航、定位服务中发挥着重要的作用。

GNSS定位系统由多颗卫星和地面控制站组成。

通过接收卫星发射的导航信号，接收机可以计算出接收机所在位置的经度、纬度和高程。

然而，由于多种原因的影响，GNSS定位的精度有限，无法满足一些高精度要求的任务。

因此，为了提高GNSS定位的精度，人们不断地研发和改进高精度GNSS定位技术。

高精度GNSS定位技术的研究和发展主要包括数据处理算法、卫星接收机设计和差分定位等方面。

其中，差分定位是一种常见的提高GNSS定位精度的方法。

差分定位通过接收同一颗卫星的信号，利用接收机间的观测量差异进行计算，减小误差影响，提高定位精度。

此外，还有基于粒子滤波、卡尔曼滤波和波束形成等算法的研究，这些算法能够更好地处理信号噪声、多径效应和系统误差等问题，进一步提高定位精度。

精度评估是衡量定位技术优劣的重要手段。

目前，针对高精度GNSS定位技术的精度评估主要有实测评估和仿真评估两种方法。

实测评估是将高精度GNSS定位技术应用于实际场景中，通过对实际观测结果进行分析和统计，得出定位结果的精度。

这种评估方法具有直观性和真实性的优点，能够反映出技术在实际使用中的性能。

然而，实测评估需要占用大量时间和资源，并且受到环境和设备等因素的限制，所以无法进行大规模的评估。

相比之下，仿真评估是一种更为常用和有效的方法。

通过建立数学模型，对高精度GNSS定位技术进行仿真计算和分析，得出定位结果的精度。

仿真评估不受时间、空间和设备等限制，能够进行大规模的评估。

同时，通过改变模型中的参数，还可以研究和比较不同因素对定位精度的影响。

GNSS技术在大地测量中的精度评估方法

GNSS技术在大地测量中的精度评估方法引言全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）已经成为现代大地测量中不可或缺的工具。

GNSS技术通过接收来自卫星的信号，可以实现对地球上任意位置的准确定位和测量。

然而，由于各种环境和技术因素的影响，GNSS 测量的精度会受到一定程度的限制。

本文将探讨在大地测量中评估GNSS技术精度的方法。

1. 验证基线精度在使用GNSS进行测量之前，需要首先进行基线验证。

基线是指两个或多个GNSS接收器之间的距离。

准确地验证基线的精度对于后续的测量工作至关重要。

通常可以采用制定测量任务并进行GNSS观测的方法来验证基线的精度。

在观测过程中，需要注意选择适当的观测时间和观测环境，以减少多路径干扰和其他误差的影响。

通过对已知基线进行测量，可以评估GNSS测量的准确性和精度。

2. 数据处理方法GNSS数据的处理方法对于评估其精度至关重要。

常用的数据处理方法包括单点定位、差分定位和无照片法等。

单点定位是最简单的定位方法，仅使用一个GNSS接收器进行测量。

差分定位则是通过比较基准站和移动站之间的差异来消除大气误差和钟差等因素的影响。

无照片法则通过将GNSS数据与其他测量数据进行组合，提高定位的精度。

3. 精度评估指标在对GNSS技术进行精度评估时，常用的指标包括水平精度、垂直精度和时间精度。

水平精度是指GNSS测量结果在水平方向上的精度；垂直精度则是指在垂直方向上的精度；时间精度则是指GNSS测量结果的时间精度。

通过计算这些指标，可以对GNSS技术在大地测量中的准确性进行评估。

4. 精度评估工具为了方便对GNSS技术的精度进行评估，现有很多精度评估工具可供选择。

其中一种常用的工具是GNSS网络RTK（Real-Time Kinematic）解算软件。

这种软件可以实时计算接收器位置，并显示精度评估结果。

另外，还有一些GNSS精度评估软件可以对大量的GNSS数据进行分析和处理，比如Geomatica和GNSS Data Manager等。

GNSS定位技术的测量精度分析与提升

GNSS定位技术的测量精度分析与提升引言：全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星信号的定位技术，已经广泛应用于航空、海洋、军事、地质勘探等领域。

然而，GNSS定位技术的测量精度一直是研究和实践的热点问题。

本文将从原理分析、误差来源、精度评估和提升方法等方面对GNSS定位技术的测量精度进行深入探讨。

一、GNSS定位技术的原理分析GNSS定位技术是利用空间中的卫星系统发送信号，接收器接收到这些卫星信号后，根据信号的传播时间和距离计算出自身的位置和速度。

其中，常用的卫星系统包括GPS、GLONASS、Galileo和北斗等。

对于单点定位来说，GNSS接收器需要同时接收到至少4颗卫星的信号，通过计算卫星信号的传播时间差和距离差来确定自身的位置。

而对于相对定位和差分定位来说，需要同时接收到更多的卫星信号，以提高定位的精度和可靠性。

二、GNSS定位误差的来源GNSS定位误差的来源可以分为系统误差和环境误差两大类。

系统误差主要包括卫星钟差、接收机钟差、卫星轨道误差等，而环境误差则涉及到大气延迟、多径效应等。

1. 环境误差大气延迟是指卫星信号在穿过大气层时受到的延迟，由于大气层的折射和折射率的变化导致信号传播速度的畸变。

多径效应是指信号沿着不止一条路径传播到接收器，导致接收到的信号包含主导路径和反射路径的混合信号。

2. 系统误差卫星钟差是指卫星内部时钟的不精确性，这会导致卫星信号传播时间的偏差。

接收机钟差是指接收机内部时钟的不准确性，同样会影响信号传播时间的计算。

卫星轨道误差是指卫星真实轨道与广播星历之间的差异。

三、GNSS定位精度的评估方法为了评估GNSS定位技术的精度，通常使用精度评估指标和误差椭圆等方法进行分析。

1. 精度评估指标精度评估指标通常包括定位误差、位置精度、速度精度等。

定位误差是指实际位置和测量位置之间的偏差，可以通过计算定位点与参考点之间的距离或者偏移角度来评估。

位置精度是指多次测量得到的位置结果的统计特性，可以通过标准差或概率密度函数来表示。

GNSS空间信号质量评估方法

法2023-11-07•引言•gnss信号特性•gnss空间信号质量评估指标•gnss空间信号质量评估方法•gnss空间信号质量监控系统设计目•总结与展望录01引言研究背景与意义信号质量直接影响到定位精度、可靠性和安全性等关键性能指标，对于GNSS系统的可用性和可信度具有重要影响。

在复杂环境和特定应用场景中，信号质量评估对于保障GNSS服务质量和提升用户体验尤为关键。

全球导航卫星系统（GNSS）在定位、导航和授时等领域具有广泛应用，信号质量评估对于其应用性能至关重要。

研究现状与问题现有的信号质量评估方法主要基于统计分析和模式识别等技术，但这些方法在复杂环境和动态变化场景下的性能和可靠性有待提高。

同时，现有研究在信号质量评估的全面性、准确性和实时性等方面存在不足，难以满足日益增长的应用需求。

目前，针对GNSS信号质量评估的研究主要集中在信号捕获、跟踪和定位等环节，对于信号质量评估的理论和方法尚未形成完善的体系。

研究内容与方法01研究内容：本研究旨在建立完善的GNSS空间信号质量评估方法体系，包括信号质量评估指标、评估模型和评估算法等。

02方法：本研究将综合运用理论分析、数值模拟和实地测试等方法，对GNSS空间信号质量进行深入分析和评估。

03首先，我们将基于信号传播理论和空间信号模型，分析GNSS空间信号的质量特征和影响因素；其次，将构建基于统计分析和模式识别的信号质量评估模型和算法；最后，通过实地测试验证评估方法的可行性和有效性。

02 gnss信号特性gnss信号结构信号结构GNSS信号结构包括伪随机码、导航电文和载波三部分。

伪随机码由二进制序列组成的伪随机码，用于标识发送信号的卫星。

导航电文包含卫星导航信息，如卫星位置、时间戳、星历参数等。

载波GNSS信号的载波频率较高，以实现较长的传播距离和较低的传播损耗。

GNSS信号采用二进制相移键控（BPSK）调制方式。

调制方式将导航电文和伪随机码通过BPSK调制到载波上，实现信号的调制。

全球导航卫星系统在测绘中的精度评定方法

全球导航卫星系统在测绘中的精度评定方法全球导航卫星系统（GNSS）在测绘领域的应用越来越广泛，它为地理信息的采集、处理和分析提供了精确定位和定时服务。

然而，由于GNSS技术本身的特性和环境的影响，导航卫星系统的测量精度评定成为了一个关键问题。

本文将探讨全球导航卫星系统在测绘中的精度评定方法。

一、差分定位法差分定位法是GNSS精度评估中常用的方法之一。

它通过同时接收两个或多个接收机，将参考接收机的精确位置和所测定的其他接收机位置之间的差异应用于待测点的测量，从而消除大部分误差。

差分定位法主要包括实时差分定位和后续差分定位。

实时差分定位通过接收基准站的观测数据，并实时计算其与待测站的差异，从而获得更高的定位精度。

后续差分定位则通过离线处理两个或多个接收机的观测数据，计算出其差异，并应用于待测点的测量。

在实际应用中，后续差分定位的精度通常比实时差分定位更高。

二、静态定位法静态定位法是一种较为传统的GNSS精度评估方法。

它通过在待测点静止的情况下进行多次观测，以消除运动对定位精度的影响。

然后，根据多次观测数据的平均值计算出待测点的位置。

静态定位法要求待测点在整个观测过程中保持静止，以排除运动带来的误差。

因此，在实际应用中，静态定位法主要用于需要较高精度定位的场景，如大规模测绘、工程测量等。

三、动态定位法动态定位法是一种适用于移动平台的GNSS精度评估方法。

它利用GNSS接收机实时获取航位信息（INS）等数据，并将其与GNSS观测数据进行融合，通过滤波算法估计移动平台的位置。

动态定位法需要考虑平台运动对定位精度的影响，因此，在算法设计中需要引入动态模型和状态估计方法。

此外，由于GNSS信号在动态场景中容易受到多径效应、信号衰减等影响，动态定位法需要进一步处理这些干扰。

四、多站联合定位法多站联合定位法是一种利用多个接收机进行联合计算的GNSS精度评估方法。

它通过同时观测多个站点，计算出它们之间的相对位置差异，并将其应用于待测点的测量。

GNSS导航信号处理与精度评估方法

GNSS导航信号处理与精度评估方法导航定位系统在现代社会中扮演着重要角色，全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS）作为其中的一种系统，已经成为当今世界最常用的定位技术之一。

GNSS的成功与它所使用的导航信号处理和精度评估方法密不可分。

在本文中，我们将探讨GNSS导航信号处理的一些方法以及精度评估的重要性。

一、GNSS导航信号处理方法1、信号捕获与跟踪GNSS接收机首先需要捕获导航卫星发射的信号，并在某个时间窗口内将其跟踪下来。

信号捕获的目标是找到卫星信号的初始频率和码相位。

捕获算法通常使用相关和FFT等计算方法，以确定信号参数，从而实现有效的信号跟踪。

2、多路径干扰抑制多路径干扰是GNSS导航中的一大问题，它是由于信号在传播路径上反射和散射所导致的。

为了降低多路径干扰对导航定位的影响，需要使用特定的信号处理算法。

例如，时域滤波和空域滤波等方法可用于抑制多路径干扰，提高导航系统的性能。

3、解码与解调GNSS接收机接收到卫星信号后，需要对信号进行解码与解调，以获取其中的导航信息。

解码算法的目标是从信号中还原出导航电文，通常使用相关和匹配滤波等技术。

解调算法的目标是提取出码相位，确定接收机与卫星之间的时延差。

4、信号合成与导航解算通过对接收到的多个卫星信号进行信号合成，可以获得接收机的位置、速度和时间等导航参数。

导航解算算法通常使用扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter）或粒子滤波（Particle Filter）等方法，结合接收机的测量和局部参考信号，估计出导航参数的最优解。

二、精度评估方法1、载波相位残差方法载波相位残差是评估GNSS定位精度的重要指标之一。

通过测量接收机的载波相位残差，可以评估系统的定位误差。

这种方法通常需要高精度的接收机和测距设备，并结合无人机等平台进行实地测量。

2、伪距残差方法伪距残差是评估GNSS定位精度的另一种方法。

gnss平差合格的标准

gnss平差合格的标准GNSS是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）的缩写，包括全球定位系统（GPS）、伽利略导航系统（Galileo）、格洛纳斯导航系统（GLONASS）和北斗卫星导航系统（BeiDou）。

GNSS平差是一种利用GNSS观测数据对位置、速度、时间等进行精确计算和调整的过程。

这一过程对于确定精确的定位信息至关重要，不仅在地理测量、地质勘探、气象预报等领域有广泛应用，也在导航、航空航天、车辆导航等方面具有重要意义。

GNSS平差合格的标准主要包括以下几个方面：1.测量数据的质量要求：GNSS平差需要依赖GNSS接收机采集的观测数据，因此，首先需要保证观测数据的质量。

观测数据的质量要求包括接收机的定位精度、信号强度、接收机的多路径效应处理能力等。

2.数据的准确性要求：GNSS平差是一种精确测量技术，要求测量结果的准确性。

对于位置、速度、时间等测量结果，其准确性要求通常以误差范围来衡量，常用的误差指标有均方根误差（RMSE）、相对误差（RE）等。

3.数据处理的方法和算法要求：GNSS平差需要经过一系列的数据处理步骤来得到最终的测量结果。

这些处理步骤包括数据的预处理、数据的筛选、数据的计算和数据的调整等。

在每个处理步骤中，需要使用合适的算法和方法来进行数据处理，以确保最终计算结果的可靠性和准确性。

4.完备的数据记录和报告要求：为了满足质量控制和结果验证的需求，GNSS平差需要对处理过程中的数据进行完备的记录和报告。

这些记录和报告包括观测数据的采集时间、位置、接收机型号等信息，以及各个处理步骤中的参数设置、计算结果等信息。

5.国际和行业标准的遵循要求：GNSS平差的合格标准还需要符合国际和行业标准的要求。

例如，国际标准化组织（ISO）制定的相关标准、国际航空运输协会（IATA）和国际民航组织（ICAO）发布的相关规范等。

总之，GNSS平差合格的标准是一个较为综合的要求体系，需要考虑数据质量、准确性、处理方法和算法、数据记录和报告要求，以及国际和行业标准的要求。

GNSS测量的精度评定方法

GNSS测量的精度评定方法GNSS（全球卫星导航系统）是一种通过使用卫星信号来测量地球上点位置的技术。

在现代测量工程中，GNSS测量已经成为一种非常常见且广泛应用的测量方法。

然而，为了确保测量结果的准确性和可靠性，我们需要评定GNSS测量的精度。

本文将讨论GNSS测量的精度评定方法。

首先，我们需要了解GNSS测量误差的来源。

在测量过程中，有许多因素可能导致测量结果的误差。

其中一些因素包括：卫星的轨道误差、信号传播的大气误差、接收机钟差、多路径效应和接收机本身的误差等。

在进行精度评定时，我们需要考虑并尽量减少这些误差。

为了评定GNSS测量的精度，我们可以采用以下方法之一：1. 统计方法：这是一种常用的评定方法，通过收集一系列测量数据，然后对这些数据进行统计分析。

统计分析可以计算出测量点位置的平均误差、标准差等指标，从而评估测量的精度。

在进行统计分析时，需要注意选择合适的样本量，以确保结果的可靠性。

2. 相对测量方法：相对测量是一种比较两个或多个测量点之间相对位置的方法。

在这种方法中，我们可以使用相对定位技术来计算两个点之间的相对位置误差。

相对测量方法可以帮助我们评估测量结果的一致性和可靠性。

3. 绝对测量方法：相对于相对测量方法，绝对测量是一种直接测量点位置的方法。

在绝对测量中，我们可以使用GBAS（地面增强系统）或DGPS（差分GPS）等辅助系统来提供较高的测量精度。

绝对测量方法可以帮助我们评估每个测量点的绝对位置误差。

在选择适当的评定方法时，我们还应考虑GNSS系统的几何条件。

例如，当接收机与卫星之间的几何相对关系较差时，测量精度可能会降低。

因此，在评定GNSS测量精度时，我们应该确保在合适的几何条件下进行测量。

此外，除了以上方法，我们还可以使用其他辅助工具来评定GNSS测量的精度，例如信号质量指标（如C/N0值）、认证方法（如RTK认证）等。

这些工具可以帮助我们更全面地评估GNSS测量的精度和可靠性。

GNSS在土地测量和精准导航中的应用与性能评估

GNSS在土地测量和精准导航中的应用与性能评估摘要：全球导航卫星系统（GNSS）在土地测量和精准导航领域具有广泛的应用和重要的性能评估。

本论文旨在探讨GNSS技术在土地测量和精准导航中的应用，并对其性能进行评估。

首先介绍了GNSS技术的基本原理和系统组成，然后详细分析了GNSS在土地测量中的应用，包括地籍测量、地形测量和地质测量等方面。

接着，探讨了GNSS在精准导航中的应用，包括车辆导航、航空导航和船舶导航等领域。

在性能评估部分，论文基于实际数据和实验结果，分析了GNSS在定位精度、时空连续性和抗干扰能力等方面的性能表现。

关键词：全球导航卫星系统（GNSS）、土地测量、精准导航、性能评估全球导航卫星系统（GNSS）是一种基于卫星定位和导航技术的全球性系统，由多颗卫星和地面接收设备组成。

GNSS技术在土地测量和精准导航领域发挥着重要作用。

在土地测量方面，GNSS可以提供高精度的位置信息，用于地籍测量、地形测量和地质测量等应用。

在精准导航方面，GNSS可以为车辆、航空器和船舶等提供准确的导航和定位服务。

然而，由于各种因素的影响，如多径效应、信号遮挡和干扰等，GNSS在实际应用中的性能表现存在一定的挑战。

因此，对GNSS在土地测量和精准导航中的应用和性能进行评估具有重要意义。

一、GNSS技术的基本原理和系统组成GNSS技术的基本原理是通过测量接收设备与卫星之间的距离或信号传播时间，利用三角定位原理计算出接收设备的准确位置。

GNSS系统利用多颗卫星分布在地球轨道上，这些卫星通过发射精确的时间信号和导航信息，接收设备通过接收和解码这些信号来确定自身位置。

GNSS系统利用卫星之间的距离差异或信号传播时间差异，结合卫星的精确轨道信息和时间同步，进行位置计算。

GNSS系统由一组运行在地球轨道上的卫星组成，例如美国的GPS（全球定位系统）、俄罗斯的GLONASS（格洛纳斯）、欧洲的Galileo（伽利略）和中国的北斗导航系统。

卫星导航信号评估系统设计及信号性能评估

卫星导航信号评估系统设计及信号性能评估卢晓春;贺成艳;王雪;饶永南;康立;石慧慧【期刊名称】《时间频率学报》【年(卷),期】2016(000)003【摘要】卫星导航信号是卫星导航系统与接收机的唯一接口,可以说,信号的性能直接决定了整个GNSS(全球导航卫星系统)的性能.进行GNSS空间信号性能评估,能够对在轨可视卫星进行实时监测评估及故障分析,是保障GNSS的服务性能的有效手段和重要支撑.首先详细介绍了隶属于中国科学院国家授时中心的昊平观测站(HRO)的结构特点及性能指标,然后在此基础上,给出了利用HRO进行GNSS信号性能监测评估的主要方法及部分典型性分析结果.【总页数】22页(P225-246)【作者】卢晓春;贺成艳;王雪;饶永南;康立;石慧慧【作者单位】中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600;中国科学院大学,北京100049;中国科学院国家授时中心,西安710600;中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室,西安710600【正文语种】中文【中图分类】TN911.6【相关文献】1.单载波多信号分量导航信号检测性能评估 [J], 杨建雷;范广伟;叶红军;张璞;张晓旭2.eLoran系统新型信号波形设计及其性能评估 [J], 李婉清; 刘中伟; 李实锋; 叶清琳3.北斗三号新体制信号数据质量分析与接收机性能评估 [J], 戴凯阳; 李保东; 张键4.无人机载北斗反射信号的海面测高性能评估 [J], 张云;马德皓;孟婉婷;秦瑾;盛志超;杨树瑚5.视频信号注入式光电经纬仪跟踪性能评估方法 [J], 胡林亭;李佩军;李大伟;祝民鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。