Comment évaluer la qualité des données GNSS ?

But

Un module GNSS est un dispositif qui fournit des données de géolocalisation en recevant des signaux de plusieurs satellites de la constellation GNSS. Les performances d’acquisition et de suivi du signal déterminent directement la précision du PVT, il est donc très important d’évaluer la qualité des données GNSS.

Méthode

test de base zéro

Le test de base zéro peut éliminer ou affaiblir l’erreur d’horloge du satellite, l’erreur ionosphérique, l’erreur troposphérique, l’erreur de récepteur, la déviation du centre de phase de l’antenne, etc. Par conséquent, le résultat de l’essai de base zéro est le bruit interne du module GNSS dans l’acquisition et la poursuite du signal, de sorte que le résultat de l’essai de base zéro peut être utilisé pour évaluer la précision d’observation du module GNSS. Connectez les modules GNSS A et B à une antenne par répartiteur. Après avoir suivi les satellites, enregistrez 30 minutes de données brutes et calculez la précision de la porteuse et de la pseudo-portée

- Précision de pseudo-portée

La méthode de calcul est la suivante : utiliser la formule (1) pour faire une différence (différence unique) entre les observations à pseudo-distance d’un même satellite sur les modules a et b ; Utilisez ensuite la formule (2) pour faire la différence entre les deux résultats à différence simple de satellites différents (double différence). En utilisant la formule (3), la précision de la pseudo-portée d’un seul satellite peut être calculée. Dans la formule suivante, O est la valeur d’observation à pseudo-distance, l’exposant est le numéro du satellite, l’indice est le numéro du module, SD est la valeur de la différence simple et DD est la valeur de la différence double.

(1)

(2)

(3)

Normalement, les observations en double différence devraient être gaussiennes avec une moyenne nulle. Et pour une certaine fréquence, le canal récepteur a une cohérence pour l’acquisition et le suivi. Par conséquent, un satellite avec un angle de coupure et un rapport signal/bruit plus élevés peut être utilisé comme satellite de référence, et la double différence de tous les satellites à cette fréquence peut être calculée, et la précision de la pseudo-portée de cette fréquence peut être exprimée par la formule (4)

（4）

Parmi eux, i est l’époque, j est le numéro PRN du satellite, q est le numéro PRN du satellite de référence et n est le nombre d’observations en double différence.

- Précision de la phase porteuse

Les observations de double différence de phase porteuse auront une ambiguïté entière N. Lorsque le satellite est suivi en continu, l’ambiguïté de l’entier reste inchangée. Les différences sont obtenues pour obtenir des observations à trois différences afin d’éliminer l’influence de l’ambiguïté des entiers, comme le montre la formule (5).

（5）

La précision de la phase porteuse de cette fréquence est de

（6）

Dans la formule, t1 et t2 sont deux époques adjacentes, et TD est la valeur d’observation à trois différences.

Le module de la série ComNav K8 adopte une nouvelle génération de puce SOC + architecture de puce RF AGC, prend en charge des constellations complètes et des signaux multifréquences, avec un faible bruit interne et une précision d’observation élevée, il peut fournir aux utilisateurs des informations de positionnement très fiables. Le tableau suivant répertorie la précision de la phase porteuse et de la pseudo-portée du module K8.

Tableau 1. Précision d’observation du module K8

Contrôle de la qualité des données brutes

À l’heure actuelle, les principaux outils de contrôle de la qualité des données comprennent TEQC, BNC, Anubis, etc. Les indicateurs suivants sont généralement utilisés.

——Rapport signal/bruit (SNR)

Défini comme le rapport entre la puissance du signal et la puissance du bruit, qui peut être utilisé pour indiquer la qualité du signal. Plus la valeur SNR est élevée, meilleure est la qualité du signal. En général, le fichier RINEX donnera directement le SNR du signal. Le SNR est positivement corrélé avec l’angle de coupure du satellite, et plus l’angle de coupure est élevé, plus la valeur du SNR est élevée.

Figure 1 Carte du ciel GPS SNR du module K8

——Valeur MP

Pseudo-propagation multi-trajet, qui peut refléter la capacité de suppression multi-chemin du module, généralement plus elle est petite, mieux c’est. La méthode de calcul est la suivante :

La carte du ciel GPS du module K8.

Figure 2 Carte du ciel par trajets multiples GPS du module K8

——Taux d’intégrité des données

Valeur de l’observation effective effective par le module/valeur théorique calculée par les éphémérides du satellite. Plus la valeur est élevée, plus la sortie d’observation par la carte est importante, et la valeur doit être de 100% lorsque le module est à ciel ouvert.

——Taux de glissement du cycle (O/SLPS)

Le nombre d’observations valides / le nombre de bulletins de cycle ( 1 lorsque les bulletins de cycle est égal à 0).

Si un satellite détecte un glissement cyclique à deux fréquences d’une époque unitaire, on considère que l’époque a un phénomène de glissement cyclique. En général, la méthode combinée de MW et GF est utilisée pour détecter et évaluer le glissement de cycle. Plus la valeur O/slips est petite, plus le glissement de cycle est grave.

Le taux de glissement cyclique est supérieur à 8000 dans un environnement sans interférence.

Tableau 2 : Contrôle de la qualité des données du module K8

résumé

Cet article présente le test de base zéro, ainsi que les indicateurs de contrôle de la qualité des données d’observation GNSS, ce qui est pratique pour les utilisateurs pour évaluer rapidement le module GNSS, et espère vous être utile.