Меню

Смартфон с глонасс и gps: Ваш браузер устарел — Москва

Содержание

Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации

Смартфон Apple iPhone 4S, продажи которого начались в минувшую пятницу, поддерживает российскую навигационную систему ГЛОНАСС наравне с американской GPS, свидетельствуют технические характеристики устройства, опубликованные на сайте компании Apple.

До сих пор ни один смартфон, получивший широкое распространение на рынке, не поддерживал ГЛОНАСС.

Представитель Apple в России на запрос РИА Новости сослался на страницу сайта компании со спецификациями продукта без дополнительных пояснений. Страница с описанием характеристик iPhone 4S на сайте Apple была изменена после публикации, свидетельствуют данные кэша поисковых систем «Яндекс» и «Yahoo». Изначально в ней не содержалось информации о поддержке ГЛОНАСС.

По данным компани IHS iSuppli, за работу навигационных служб и передачу данных в сотовых сетях в iPhone 4S отвечает чипсет Qualcomm MDM6610.

Этот производитель полупроводников предлагает гибридные решения, позволяющие использовать для определения местоположения устройства как спутники GPS, так и ГЛОНАСС. Представитель компании Qualcomm отказался от комментариев в ответ на запрос РИА Новости.

«Можно уверенно сказать, что ГЛОНАСС стал глобальным стандартом. Преимущество двухсистемного оборудования, которым давно пользуются профессионалы, сейчас востребовано и на массовом рынке, потому что это обеспечивает надежность и точность навигационных услуг, особенно в городских условиях. Мы уверены, что уже в этом и в начале следующего года ГЛОНАСС будет использоваться всеми крупными мировыми вендорами. В частности мы в ближайшее время, собираемся заключить соглашение о сотрудничестве с компанией Nokia», — заявил РИА Новости генеральный директор федерального сетевого оператора «НИС ГЛОНАСС» Александр Гурко.

Продажи iPhone 4S начались в пятницу в семи странах — США, Канаде, Великобритании, Германии, Франции, Австралии и Японии.

К концу месяца география продаж будет расширена еще на 22 государства, включая большую часть Европы. По мнению экспертов, есть шанс, что на российском рынке аппарат официально появится до конца года. В понедельник Apple объявила о реализации более четырех миллионов смартфонов iPhone 4S за три дня после начала продаж аппарата. Этот показатель более чем вдвое превысил прежний рекорд, который принадлежал предшествующей модели iPhone.

Гендиректор Apple Тим Кук в ходе объявления результатов последнего квартала назвал Россию многообещающим рынком для компании, наряду с Бразилией и странами Ближнего Востока.

Использование гибридных приемников сигнала сразу от двух навигационных систем — американской GPS и российской ГЛОНАСС — позволяет сократить время определения координат пользователя и увеличить надежность позиционирования. Эти преимущества особенно значимы в условиях неустойчивого приема сигнала, например, между высотными зданиями плотной городской застройки или в высоких широтах, где ГЛОНАСС, благодаря особенностям построения орбитальной группировки, имеет преимущество перед GPS.

Весной 2011 года Android-смартфон МТС Glonass 945 c поддержкой отечественной навигационной системы представил на российском рынке оператор сотовой связи МТС. Это устройство, не получившее широкого распространения на рынке, также использовало чипсет от Qualcomm. Компания Qualcomm является одним из ведущих мировых разработчиков аппаратных платформ (высокоинтегрированных чипсетов) для мобильных телефонов, смартфонов, планшетных компьютеров и прочих сетевых и телекоммуникационных решений.

Российская глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС предназначена для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа потребителей наземного, морского, воздушного и космического базирования. Система была принята в эксплуатацию в 1993 году. Доступ к гражданским навигационным сигналам системы ГЛОНАСС предоставляется российским и иностранным потребителям в любой точке Земли на безвозмездной основе и без ограничений, передает РИА Новости.

Не допускается использование всех материалов, размещенных в разделе «Мониторинг СМИ» официального сайта Министерства связи и массовых коммуникаций РФ, без указания их правообладателя, указанного для каждой публикации

В «айфонах» обнаружили ГЛОНАСС

Как выяснилось, новая модель смартфона от Apple — iPhone 4S — поддерживает позиционирование не только с помощью американской системы GPS, но и с помощью российской ГЛОНАСС. Об этом сказано на официальном сайте производителя.

Удивительную особенность новинки от Apple обнаружили дотошные фанаты смартфона, тщательно изучившие полный список характеристик аппарата. В графе «Местоположение», как выяснилось, сказано, что для позиционирования смартфон использует GPS с поддержкой геолокационных данных сотовой сети (assisted GPS), а также ГЛОНАСС. Помимо этого, аппарат, как и аналоги от конкурентов Apple, определяет свое местоположение по сетям Wi-Fi, сотовой сети, а также при помощи встроенного цифрового компаса.

В предыдущих моделях iPhone российская система ГЛОНАСС не поддерживалась. Теперь же российская навигационная система стараниями Apple внезапно получила «прописку» в одном из самых популярных в мире смартфонов. Это стало возможным благодаря универсальному набору чипов связи, поддерживающему обе навигационные системы. Как именно работает поддержка отечественной спутниковой навигации в iPhone 4S, неизвестно. Скорее всего, аппарат использует как спутники GPS, так и спутники ГЛОНАСС одновременно для максимально точного определения своих координат.

Напомним, СССР начал создание собственной системы спутниковой навигации, альтернативы американской GPS, еще во времена холодной войны. Систему запустили с 24 спутниками в 1995 году, однако аппараты быстро выходили из строя, а замен им на орбиту не выводили. Недостаток финансирования привел к тому, что в системе к 2001 году осталось всего шесть спутников.

В конце прошлого десятилетия орбитальная группировка ГЛОНАСС стала вновь пополняться новыми аппаратами. К концу 2010 года спутников стало достаточно для полноценной глобальной работы системы. В начале октября 2011 года группировка пополнилась еще одним аппаратом модели «Глонасс-М».

Также по теме:
«Четверка» с плюсом. Первые обзоры iPhone 4S появились в Сети
До конца года ГЛОНАСС покроет почти всю Москву
С 1 января все перевозчики РФ обязаны установить ГЛОНАСС
Запуск трех спутников «ГЛОНАСС-М» намечен на ноябрь

 

 

Новый iPhone 4S позволяет использовать ГЛОНАСС

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Конкурент iPhone компания HTC также использует на своих устройствах чипсеты Qualcomm

Судя по информации, которая размещена на американской версии сайта Apple, чипсет Qualcomm MDM6610, установленный в новом смартфоне Apple iPhone 4S, позволяет использовать российскую навигационную систему ГЛОНАСС наравне с американской GPS.

До сих пор не было известно, чтобы хотя бы один смартфон, получивший широкое распространение на мировом рынке, поддерживал ГЛОНАСС.

Однако этой возможностью, согласно данным из открытых источников, обладает и iPhone 4, оснащенный чипсетом компании Qualcomm — одной из ведущих компаний по разработке и исследованию беспроводных средств связи в мире.

Не так давно компания объявила о том, что собирается разрабатывать гибридные решения для смартфонов, позволяющие использовать обе навигационные системы.

Так, процессор этой компании используется в российском смартфоне китайского производства МТС Glonass 945 с операционной системой Android. Телефон, рассчитанный на внутрироссийский рынок, был представлен весной 2011 года.

Страница изменена

ГЛОНАСС и GPS

Из-за финансовых трудностей в 1990-х и начале 2000-х годов Россия не смогла поддерживать рабочее состояние своей спутниковой группировки, поэтому сейчас отстает от США как по числу работающих спутников, так по точности позиционирования и бизнес-привлекательности проекта.

Тем не менее, в последнее время появляются признаки того, что ГЛОНАСС в перспективе окажется экономически успешным.

Обслуживающая общенациональную сеть спутниковых навигационных станций Швеции компания Swepos признала, что для нее ГЛОНАСС удобнее, так как его сигнал лучше воспринимается в северном полушарии земли, чем сигнал GPS.

Также потенциально выгодным, в особенности для пользователей различных устройств с функцией глобального позиционирования, будет одновременное использование возможностей обеих систем. По некоторым данным, гибридные технологии позволяют улучшить точность позиционирования на 30%.

В настоящее время система ГЛОНАСС функционирует не в полном объеме. В штатном режиме работают 22 спутника из 28, находящихся на орбите.

Если телефоны Apple действительно поддерживают ГЛОНАСС, то это позволит им избежать 25-процентную пошлину на устройства только с поддержкой GPS, которую российские власти грозят ввести с 1 января 2012 года.

Samsung Galaxy S20 и другие телефоны с поддержкой двухчастотной GNSS

Службы определения местоположения являются одними из самых полезных приложений на вашем телефоне, они не только помогают ориентироваться, но также позволяют нескольким приложениям настраивать функции и услуги в зависимости от вашего местоположения. Многие из этих приложений и другие функции, такие как Live View на основе AR в Картах Google, требуют высокой точности определения вашего местоположения. В то время как традиционные глобальные спутниковые навигационные системы (GNSS) используют радиоволны одной частоты для связи с искусственными спутниками позиционирования и могут быть не очень точными, двухчастотные GNSS привлекают внимание из-за их более высокой точности.Множество недавно выпущенных телефонов Android, поддерживающих двухчастотный GNSS, включают Realme X50 Pro, серию Samsung Galaxy S20, iQOO 3, OPPO Find X. Среди различных причин этой неточности — многолучевые ошибки, возникающие в результате отражения сигналов GPS от твердых объектов и искажения. Двухчастотный GPS исправляет многолучевые ошибки, используя два сигнала вместо одного спутника для определения местоположения.Таким образом, двухчастотный GNSS может точно определить ваше местоположение с точностью до одной десятой метра.

Двухчастотные сигналы названы в честь систем позиционирования, от которых они зависят. Например, сигналы GPS в США и сигналы ГЛОНАСС в России используют частоты L1 и L5 для определения местоположения на портативных устройствах, Galileo Европейского союза использует сигналы E1 и E5a, а китайская BeiDou использует сигналы B1 и B2a.

Мы протестировали некоторые из недавно выпущенных телефонов на поддержку двухчастотной GNSS и обнаружили, что следующие поддерживают эту функцию:

Некоторые из ранее выпущенных телефонов, которые также поддерживают двухчастотную GNSS:

флагманы — серия Galaxy S10 — а также Galaxy Fold и Galaxy Z Flip не поддерживают двухчастотный GPS.Хотя двухчастотный GNSS был ограничен флагманскими устройствами, вскоре мы можем увидеть его на устройствах среднего и даже начального уровня, поскольку Qualcomm объявила о поддержке сигнала L5 вместе со стандартным сигналом L1 на новых чипсетах, включая Snapdragon 720G. , Snapdragon 662 и Snapdragon 460. Однако они могут быть несовместимы с Galileo.

Если вы хотите проверить поддержку двухчастотного GNSS на вашем устройстве, вы можете использовать это приложение под названием GPSTest и проверить доступные сигналы.Убедитесь, что вы находитесь на открытом пространстве, чтобы не было многолучевых ошибок или препятствий для сигналов GPS. Если вы хотите узнать больше, у нас есть подробное объяснение двухчастотной GNSS, написанное Джеком, и вы должны прочитать его.

Позиционирование смартфонов GNSS: достижения, проблемы, возможности и перспективы на будущее | Спутниковая навигация

После выпуска операционных систем Android Nougat (версия 7) стали доступны необработанные GNSS-измерения со смартфонов и планшетов.Затем это дает исследователям и разработчикам возможность разработать новые алгоритмы для повышения производительности позиционирования смартфонов. Этот раздел состоит из трех подразделов, в первую очередь будет объяснено наличие необработанных измерений GNSS. Затем мы оцениваем качество наблюдений GNSS с четырех интеллектуальных устройств с точки зрения C/N 0 и непрерывности фазы несущей. Наконец, мы предоставим большую часть материалов, посвященных разработке алгоритма позиционирования по одной/точной точке, методу относительного позиционирования и интеграции GNSS/INS с использованием измерений смартфонов.

Доступ к необработанным измерениям GNSS

Система Android предоставляет ряд функций, называемых интерфейсом прикладного программирования (API), позволяющих пользователям получать доступ к функциям системы. Каждая версия системы Android имеет разные типы API. До выпуска версии Nougat для системы Android в 2016 году информация о местоположении была доступна через API android.gsm.location, предоставляя только некоторую базовую информацию, такую ​​как информация о спутнике GPS (например, C/N 0 , азимут и высота) как а также основные предложения NMEA (Национальной ассоциации морской электроники), которые включают решение PVT (рис.

2а). Начиная с версии Nougat (версия 7), Android представляет новый API местоположения, а именно android.location. Однако новый API, реализованный в Android 7, по-прежнему не обеспечивает прямые измерения GNSS (например, псевдодальность, фазу несущей и доплеровские наблюдения), а дает измерения GNSS, необходимые для извлечения из записанных необработанных данных (рис. 2b). Список переменных из классов GNSSClock и GNSSMeasurement в «местоположении» пакета Android API сведен в таблицы 1 и 2 соответственно.

Рис. 2

Location API в a Android версии 6 (Marshmallow) и b Android версии 7 (Nougat) (European GSA, 2018b)

Таблица 1 Список переменных из класса GNSSClock в пакете Android API «location» (European GSA, 2018b) время, псевдодальности, фаза несущей и доплеровские измерения.Читатель может обратиться к официальному документу, опубликованному Европейским агентством GNSS (GSA), чтобы найти более подробную информацию (European GSA, 2018b).
{ — 9} \times c$$

(3)

где \(P\) — псевдодальность наблюдения в метрах, \(t_{Tx} = ReceivedSvTimeNanos \left[ {ns} \right]{ }\) — полученное спутниковое время ГНСС в момент измерения в наносекундах (i .т. е. опорное время ГНСС, когда был передан сигнал), а \(c = 299792458,0 \left[ {м/с} \right]\) — скорость света. Затем можно получить время измерения \(t_{Rx}\) в системе времени GNSS в наносекундах следующим образом:

$$t_{Rx GNSS} = TimeNanos + TimeOffsetNanos — \left( {FullBiasNanos\left( 1 \right) + BiasNanos\left( 1 \right)} \right)$$

(4)

Следует отметить, что только первое значение \(FullBiasNanos\) и \(BiasNanos\) используется для вычисления всех полученных значений времени (т.e., \(FullBiasNanos\left( 1 \right)\) и \(BiasNanos\left( 1 \right)\)) до тех пор, пока нет разрыва во внутреннем полученном времени. В уравнении (4), как \(t_{Rx GNSS}\), так и \(t_{Tx}\) должны быть в одной и той же системе времени для всех систем GNSS.

\(t_{Rx GNSS}\) предоставляется в системе отсчета GNSS, а \(t_{Tx}\) предоставляется для каждой системы GNSS (например, время GPS или время GLONASS и т. д.). Следовательно, нужно преобразовать в другую (т. Е. В ту же систему времени GNSS). Обычно время GPS (GPST) используется в качестве эталонного времени по умолчанию.Еще одним важным моментом является то, что \(t_{Rx GNSS}\) и \(t_{Tx}\) должны находиться в одном и том же диапазоне, который зависит от статуса отслеживания, представленного « State » в таблице 2. Таблица 3 предоставляет сводку о том, как вычислить время измерения \(t_{Rx}\) для каждой системы времени GNSS в зависимости от статуса отслеживания. Все значения в уравнениях указаны в наносекундах. В этой таблице
mod
— остаток после деления (операция по модулю), \(NumberNanoSecondsWeek = 604800{\text{e}}9\) — количество наносекунд в течение одной недели, \(NumberNanoSecondsDay\) — количество наносекунд. в течение одного дня, а \(NumberNanoSeconds100Milli\) – количество наносекунд в пределах 100 мс. После вычисления \(t_{Rx}\) можно вычислить псевдодальность по уравнению. (3).

Таблица 3. Сводка вычислений \(t_{Rx}\) [ns]
Генерация наблюдения фазы несущей

Как поясняется в таблице 2, для расчета наблюдения фазы несущей лучше использовать только действительные измерения. Наблюдение фазы несущей в цикле можно получить как \(\varphi = AccumulatedDeltaRangeMeters/\lambda\), где \(\lambda\) — длина волны сигнала. Следует также отметить, что они неоднозначны, то есть получатель может подсчитать только количество циклов, происходящих между эпохами.

Генерация доплеровского наблюдения

Доплеровский сдвиг, вызванный движением спутника, может быть получен следующим образом:

$$dpplershift = — PseudorangeRatemetersperSecond/\lambda$$

(5)

Выход из приложений

В 2016 году Google выпустила приложение с открытым исходным кодом, а именно приложение «GnssLogger», которое регистрирует измерения, описанные в классах GnssClock и GnssMeasurement из документации API android. location.Он доступен по адресу (по состоянию на 17 августа 2021 г.).

https://developer.android.com/training/location/

Сначала это приложение предоставляло только необработанные измерения API android.location в формате CSV, включая все типы данных о местоположении и датчиках, таких как GNSS и другие данные датчиков. Однако в обновленной версии (v3.0.0.1) GNSS-наблюдения также можно напрямую сохранять в формате RINEX. Он также способен регистрировать данные датчиков, такие как данные акселерометра, гироскопа и магнитометра.

Другие приложения для Android-регистратора GNSS также были разработаны позже. Список регистраторов GNSS android представлен в таблице 4. Они следующие:

  • Приложение

    GNSSLogger: оно было выпущено Google в 2016 году. Выходной формат — CSV, RINEX или NMEA (van Diggelen & Khider, 2018). Регистратор GNSS также может регистрировать данные GNSS и датчиков (акселерометр, гироскоп и магнитометр) со смартфонов.

  • Приложение Geo++ RINEX Logger: оно было выпущено компанией Geo++ GmbH в 2017 году и способно предоставлять данные наблюдений GNSS в формате RINEX (Geo++ GmbH, 2018).

  • Приложение

    rinexON: оно было выпущено командой FLAMINGO в 2018 году и способно предоставлять данные наблюдений GNSS в формате RINEX (Nottingham Scientific Ltd, 2018).

  • Приложение

    GalileoPVT (Crosta & Watterton, 2018 г.): оно было выпущено Европейским космическим агентством (ЕКА). Необработанные измерения могут быть зарегистрированы в формате CSV или NMEA.

  • Регистратор

    G-RitZ (Kubo, 2018 г.): разработан в Университете Рицумейкан.Приложение предназначено для вывода в формате RINEX.

  • GNSS/IMU Android Logger: он был недавно разработан в Мюнхенском университете Бундесвера. Он способен одновременно регистрировать данные GNSS в формате необработанных измерений/RINEX 3.03 и данные датчиков (акселерометр, гироскоп и магнитометр) со смартфона (Sharma et al. 2021).

Таблица 4 Доступные приложения GNSS logger для Android

Смартфон Оценка качества GNSS наблюдений с использованием реальных наблюдений

Качество GNSS наблюдений со смартфона играет важную роль в высокоточном позиционировании смартфона.Прежде чем перейти к следующему разделу и представить обзор литературы, посвященный последним достижениям в области позиционирования смартфонов, мы оценим характеристики наблюдений ГНСС с нескольких смартфонов ГНСС с точки зрения их записей C/N 0 и непрерывности фазы несущей. C/N 0 относится к отношению мощности несущей и мощности шума на единицу полосы пропускания. Его можно рассматривать как мощный индикатор силы сигнала GNSS в том смысле, что большее значение C/N 0 указывает на более сильный сигнал, а меньшее значение C/N 0 указывает на более слабый сигнал.

Используются наблюдения четырех смартфонов GNSS, а именно Google Pixel 4, Google Pixel 5, Xiaomi Mi 8 и Samsung Ultra S20. Первые два устройства используют чипсет Qualcomm, а два последних — чипсет Broadcom. Все четыре устройства представляют собой двухчастотные смартфоны, поддерживающие частоты L5/E5a для GPS и Galileo соответственно. Однако мы ориентируемся только на GPS, ГЛОНАСС и Galileo на частоте L1 (GPS, ГЛОНАСС и Galileo были общими созвездиями для всех четырех устройств). Используемые здесь данные были собраны командой Google в рамках конкурса, организованного Google, а именно Google Smartphone Decimeter Challenge.Они вошли в систему 25 марта 2021 г. в течение примерно 30 минут с интервалом выборки 1 с в кинематическом режиме в Пало-Альто, Калифорния, США, с помощью приложения GNSSLogger с отключенным рабочим циклом. Их можно найти по адресу g.co/gnsstools.

На рис. 3 представлены измерения C/N 0 для сигнала GPS L1 для всех четырех устройств. GPS C/N 0 находится в диапазоне 7–45, 12–50, 15–45 и 17–45 дБ-Гц для Xiaomi Mi 8, Samsung Ultra S20, Pixel 4 и Pixel 5 соответственно. Результаты показывают, что Pixel 4 и Pixel 5 имеют лучшую производительность с точки зрения согласованности (однородности) C/N 0 .Также они блокируют сигналы с низким C/N 0 . Для лучшего сравнения на рис. 4 представлены средние значения C/N 0 для всех PRN. Это указывает на то, что самая низкая запись C/N 0 принадлежит Xiaomi Mi 8. Рисунки 5 и 6 также приведите измерения C/N 0 для ГЛОНАСС и среднее значение C/N 0 для всех PRN соответственно. Наконец, рис. 7 и 8 представлены измерения C/N 0 для Galileo и средние значения C/N 0 для всех PRN соответственно.Самый низкий показатель C/N 0 у Xiaomi Mi 8 также наблюдается для ГЛОНАСС и Galileo. На всех рисунках видно, что измерения GNSS смартфонов имеют быстрые изменения/вариации за такой короткий промежуток времени (около 30 минут). О таком явлении также сообщалось в Li and Geng (2019).

Рис. 3

C/N 0 измерения сигнала GPS L1 для всех четырех устройств

Рис.5

C/N 0 измерения сигнала ГЛОНАСС L1 для всех четырех устройств

Рис. 6

Среднее значение C/N 0 для всех PRN ГЛОНАСС

Рис. измерений сигнала Galileo E1 для всех четырех устройств

Рис. 8

Среднее значение C/N 0 для всех PRN Galileo

Также важна непрерывность (доступность) наблюдений ГНСС.На рис. 9 показана непрерывность фазы несущей GPS для четырех устройств. На этом рисунке красные точки обозначают эпохи, в которые отсутствовали наблюдения фазы несущей, в то время как кодовые наблюдения все еще наблюдались. Этот рисунок показывает, что непрерывность фазы несущей сохраняется для Xiaomi Mi 8 и Samsung Ultra S20, что можно рассматривать как прекрасную возможность для разрешения неоднозначности фазы несущей. На рис. 10 и 11 приведены те же графики для ГЛОНАСС и Галилео соответственно.Эти цифры также показывают процент непрерывности фазы несущей для каждого конкретного спутника.

Рис.

Рис. 9029

GPS-носитель-фазе непрерывность

Рис. 10

ГЛОНАСС-индикатор-фазе непрерывность

Рис. 11

GALILEO CARAM-FASH-фазе непрерывность

Оценка производительности GNSS Smartphone позиционирования

2 Содержание этого подраздела обобщает избранные недавние статьи, посвященные разработке единого и точного алгоритма позиционирования, применяемого для позиционирования смартфона.

Banville and Van Diggelen (2016) провели первое исследование качества реальных необработанных GNSS-наблюдений со смартфонов с целью высокоточного позиционирования. Они проанализировали данные, собранные смартфоном Samsung Galaxy S7, оснащенным GNSS-чипом Broadcom 4774, который способен регистрировать необработанные наблюдения нескольких GNSS (GPS, ГЛОНАСС, BDS, Galileo и QZSS) на частоте L1. Однако Банвиль и Ван Диггелен (2016) использовали только GPS-наблюдения. Поскольку истинное положение смартфона неизвестно, они оценили ошибки позиционирования для всех компонентов относительно средних значений каждого компонента.Результаты показали, что наблюдения псевдодальности зашумлены и могут обеспечить только метровую точность. Они также упомянули, что наблюдения за фазой несущей со смартфонов потенциально могут дать возможность достичь дециметровой или более высокой точности позиционирования. Однако для получения высокоточного позиционирования необходимо учитывать некоторые важные проблемы, такие как качество антенны смартфона и рабочий цикл GNSS, режим экономии заряда батареи для чипа GNSS, вызывающий разрывы в наблюдениях фазы несущей.

Наварро-Галлардо и др. (2017) исследовали качество необработанных измерений смартфонов и сравнивали различные созвездия GNSS, уделяя особое внимание Galileo. Лашапель и др. (2018) сравнили производительность портативного устройства GNSS Garmin GPSMap 66 со смартфоном Huawei P10 в различных условиях, в том числе на крыше здания, в городском каньоне, в помещении и в автомобиле. Результаты показали относительно лучшую производительность GPSMap 66 по сравнению с Huawei P10, что связано с меньшим преимуществом усиления GPSMap 66 по сравнению с P10.Также было показано, что использование внешней геодезической антенны позволяет значительно улучшить качество данных и точность позиционирования. Гогой и др. (2018) оценили точность позиционирования смартфона в безэховой камере с контролируемой средой, чтобы смягчить ошибку многолучевости, что позволило им исследовать явление рабочего цикла. Как они и ожидали, качество наблюдений, собранных в безэховой камере, значительно лучше, чем в реальных условиях. Результаты показали, что шум наблюдений за псевдодальностью и фазой несущей увеличился после наступления рабочего цикла.Следует отметить, что возможность отключения рабочего цикла теперь добавлена ​​​​в последние версии систем Android. Чжан и др. (2018) впервые исследовали качество необработанных наблюдений со смартфона и пришли к тем же выводам, что и другие исследователи, относительно низкого качества GNSS-наблюдений со смартфонов. Они также показали, что значение C/N 0 необработанных наблюдений GNSS смартфонов на 10 дБ-Гц ниже, чем значения C/N 0 , полученные от антенны и приемника геодезического качества.Затем они объединили псевдодальность, фазу несущей и доплеровские наблюдения с помощью алгоритма позиционирования фильтра разности во времени (TD). В этом методе они использовали доплеровские наблюдения для получения скоростей, а затем объединили их с решениями для одноточечного позиционирования (SPP) для достижения точности позиционирования на уровне менее метра. Позже Лю и соавт. (2019) провели всестороннее исследование качества необработанных GNSS-наблюдений за смартфонами с точки зрения C/N 0 , шума, возможности отслеживания фазы несущей и оценки скорости.Исходя из опыта авторов, существует более сильная корреляция между точностью псевдодальности и C/N 0 , а не углом места спутника. Следовательно, взвешивание в зависимости от высоты не подходит для недорогих приемников, в то время как взвешивание C/N 0 было бы лучшим выбором для этих устройств. Банвиль и др. (2019) также предложили модель взвешивания C/N 0 вместо модели взвешивания, зависящей от высоты. Использование модели взвешивания C/N 0 вместо модели взвешивания, зависящей от высоты, также было сообщено Banville et al.(2019), Лю и соавт. (2019), Paziewski et al. (2019) и Robustelli et al. (2021).

Шин и др. (2017) представили новый алгоритм фильтрации для сглаживания одночастотных наблюдений псевдодальности устройств Android. Метод практически не зависит от ионосферных вариаций. Фильтр Хэтча является наиболее общим алгоритмом фильтрации для сглаживания псевдодальности GNSS, основанным на изменении наблюдений фазы несущей. Этот метод может снизить уровень шума наблюдений псевдодальности GNSS, но вызывает ошибку, вызванную ионосферой, особенно для спутников с малыми углами места.Таким образом, Шин и соавт. (2017) предложили новый метод одночастотного бездивергентного фильтра Хэтча с целью уменьшения влияния ошибки, вызванной ионосферой, на основе сетки ионосферной вертикальной ошибки (GIVE) из сообщений SBAS. Затем новый метод был применен к необработанным измерениям устройства Nexus 9, чтобы исследовать его эффективность по сравнению с классическим фильтром Хэтча. Среднеквадратичное значение (RMS) шума псевдодальности Nexus 9 было уменьшено с 5 до 0,6 м для всех спутников, а среднеквадратичное значение ошибки горизонтального позиционирования было меньше 1.5 м. Лю и др. (2018) также представили улучшенный алгоритм фильтра Хэтча в случае наличия рабочего цикла, приводящего к точности позиционирования менее 5 м, с использованием наблюдений псевдодальности DD со смартфона Huawei P10. Генг и др. (2019) также предложили улучшенный алгоритм фильтра штриховки, называемый фильтром штриховки с тремя порогами и фильтром штриховки с одной разностью (фильтр штриховки TT-SD) для субметрового SPP с использованием необработанных GNSS-измерений Android без каких-либо внешних корректирующих дополнений. В этом методе ширина окна сглаживания не является фиксированной и изменяется с учетом порогов обнаружения ионосферных кумулятивных ошибок, сбоев цикла и выбросов.Результаты показали лучшую производительность метода TT-SD Hatch filter по сравнению с классическим фильтром Hatch как в статических, так и в кинематических тестах.

Французское космическое агентство, а именно CNES, представило два приложения для смартфонов: конвертер Морской технической радиотехнической комиссии (RTCM) и приложение для смартфонов PPP WizLite (Laurichesse et al., 2017). Первое приложение преобразует измерения смартфона в формат RTCM. Затем измерения смартфона передаются на ролик в известном стандарте RTCM для дальнейшего использования.Затем можно использовать программное обеспечение для позиционирования для обработки потока, вытягиваемого из разливочной машины. Второе приложение представляет собой порт пользовательского клиента CNES PPP-wizard, обеспечивающего безразличное разрешение неоднозначности, что приводит к точности позиционирования на уровне сантиметра в режиме PPP (Laurichesse & Privat, 2015). Однако такой уровень точности не может быть достигнут с помощью измерений смартфона. Таким образом, Laurichesse et al. (2017) представили новую методику, в которой используется доплеровская фильтрация и SBAS, обеспечивающие точность на субметровом и метровом уровнях в статическом и кинематическом режимах, соответственно, для смартфонов.Приват и др. (2018) также представили результаты реализации двух приложений для Android, конвертера необработанных GNSS-измерений в формат RTCM и PPP WizLite от CNES, как в статическом, так и в кинематическом режимах. Судя по результатам, приложение PPP WizLite все еще нуждается в доработке для повышения точности позиционирования.

Гилл и др. (2017) оценили точность одночастотного PPP только для GPS на смартфоне Nexus 9, используя глобальные карты ионосферы (GIM) для учета ионосферной задержки.Результаты показали среднеквадратичное значение 37 см и 51 см для горизонтальной и вертикальной составляющих соответственно при использовании мобильного телефона.

Райли и др. (2018) исследовали эффективность измерения и позиционирования GNSS нескольких телефонов/планшетов Android, чтобы рассмотреть повторяемость их результатов. Устройства показали существенные различия в своих характеристиках отслеживания. На момент проведения этого исследования для использования в будущих смартфонах разрабатывался набор микросхем Broadcom BCM47755 GNSS, который представляет собой двухчастотный набор микросхем GNSS.Появление двухчастотного чипсета Broadcom (BCM47755) стало важной вехой в позиционировании смартфонов. Райли и др. (2018) подключили этот набор микросхем GNSS следующего поколения к антенне GNSS, эквивалентной сотовому телефону, и исследовали их потенциальные характеристики позиционирования, полученные с помощью RTK, Trimble RTX с фазой несущей и решения на основе псевдодальности с использованием поправок RTX. Trimble CenterPoint RTX — это всемирная служба, обеспечивающая позиционирование по принципу PPP с исправлением неоднозначности, обеспечивающее точность на уровне сантиметра для приложений реального времени в статическом или кинематическом режимах (Chen et al., 2011). Основываясь на их результатах, точность на уровне сантиметра может быть достигнута как в решениях RTK, так и в решениях RTX/PPP в идеальных статических сценариях.

Вышеупомянутые исследования в основном относятся к одночастотным GNSS-смартфонам. С момента выпуска первого в мире двухчастотного GNSS-смартфона Xiaomi 8 в мае 2018 года исследователи интенсивно изучали производительность двухчастотных GNSS-смартфонов. Двухчастотные GNSS-смартфоны позволяют пользователям выполнять линейные комбинации без учета ионосферы между наблюдениями на двух частотах для устранения ионосферного эффекта.

Команда FLAMINGO из NSL (Nottingham Scientific Limited обеспечивает повышенную точность определения местоположения на массовом рынке с помощью Initial Galileo Services) исследовала производительность PPP и RTK двухчастотного смартфона Xiaomi Mi8 (Fortunato et al., 2019a; Roberts et al. , 2018). Результаты подтвердили, что на наблюдения фазы несущей от Xiaomi Mi8 не влияли рабочие циклы, и использование наблюдений L5/E5a могло повысить точность позиционирования (Fortunato et al., 2019а; Робертс и др., 2018).

Робустелли и др. (2019) оценили производительность смартфона Xiaomi Mi8 с точки зрения многолучевости псевдодальности и шума по сравнению с геодезическим приемником, использующим линейную комбинацию многолучевости. Результаты показали более низкое отношение C/N 0 и более высокую многолучевость по сравнению с геодезическим приемником. Также на основании результатов измерения Galileo показали меньшую ошибку многолучевого распространения по сравнению с измерениями GPS. Результаты продемонстрировали лучшее качество измерений L5/E5 по сравнению с наблюдениями L1/E1.Они также исследовали производительность одноточечного позиционирования с использованием наблюдений псевдодальности Galileo E5a по сравнению с данными для сигнала E1. Робустелли и др. (2021) затем оценили качество наблюдений со смартфона. Результаты показали низкую зависимость C/N 0 от высоты спутника и явную азимутальную асимметрию усиления сигнала. Они также показали, что шум наблюдения различен для разных устройств, созвездий и частотных диапазонов. Например, кодовый шум второй частоты (GPS L5 и Galileo E5a) меньше, чем у частоты L1.Затем они оценили влияние надлежащего стохастического моделирования (C/N 0 — зависимая модель взвешивания) на решения SPP в статическом режиме, что привело к улучшению решений.

Elmezayen and El-Rabbany (2019) исследовали точность позиционирования смартфона Xiaomi Mi8 как в режиме постобработки, так и в режиме PPP в реальном времени, используя комбинированные двухчастотные наблюдения GPS/Galileo. Их численные результаты показали, что точность позиционирования на дециметровом уровне может быть получена как в режимах постобработки, так и в статическом режиме PPP в реальном времени, в то время как точность позиционирования на уровне метра может быть достигнута в кинематическом режиме.

Ву и др. (2019) также использовали двухчастотные наблюдения GPS (L1/L5) и Galileo (E1/E5a) со смартфона Xiaomi Mi8. Они проанализировали эффективность позиционирования двухчастотного алгоритма PPP как в статическом, так и в кинематическом режимах. Их численные результаты показали, что среднеквадратичное значение ошибок позиционирования (после сходимости к 1 м) составляло 21,8 см, 4,1 см и 11,0 см для компонентов «Восток», «Север» и «Верх» соответственно в статическом режиме. Однако в кинематическом режиме эффективность позиционирования алгоритма PPP, использующего безыоносферную комбинацию, была на метровом уровне.

Чен и др. (2019) проанализировали характеристики необработанных наблюдений псевдодальности и фазы несущей нескольких смартфонов GNSS, Huawei Honor 9, Huawei P10 и Xiaomi Mi8. Они также предложили модифицированный одночастотный алгоритм PPP, в котором оцениваются отдельные смещения часов для наблюдений за псевдодальностью и фазой несущей. Это связано с тем, что различия между наблюдениями за псевдодальностью и фазой несущей для всех трех мобильных телефонов не фиксируются. При использовании смартфона Xiaomi Mi8 модифицированная стратегия позиционирования PPP в реальном времени показала хорошую производительность, а средняя горизонтальная и вертикальная среднеквадратичная ошибка равнялась 0.81 м и 1,65 м соответственно.

Фортунато и др. (2019b) представили два разных применения смартфонов в режиме реального времени в области геолого-геофизических исследований, обнаруживающих движения частоты и амплитуды, аналогичные сейсмическим волнам, и мониторинг ионосферы с использованием необработанных данных ГНСС со смартфона Xiaomi Mi8. Результаты показали возможность использования Xiaomi Mi8 для мониторинга ионосферы в реальном времени, а также для обнаружения быстрых и периодических перемещений.

Psychas et al. (2019) оценили производительность SPP и PPP на основе только кода с использованием необработанных двухчастотных измерений GNSS смартфона Xiaomi Mi8 с акцентом на системы только GPS и Galileo в наборе данных за 14-часовой промежуток времени.Они предоставили решения для статического позиционирования в различных случаях, например, одночастотные некомбинированные (только GPS и только Galileo), комбинированные (GPS + Galileo) модели, двухчастотные некомбинированные и комбинированные модели как в режиме реального времени, так и в режиме постобработки. Затем они оценили эффективность этих решений с точки зрения их повторяемости и точности относительно истинного положения столба, на котором был размещен смартфон. Было показано, что двухчастотное решение GPS + Galileo SPP имеет лучшую производительность по сравнению с одночастотным некомбинированным SPP.Решения PPP также были сведены к субметровой точности во всех различных случаях. Однако, исходя из результатов, комбинированное решение GPS + Galileo привело к сокращению времени сходимости до субметровой горизонтальной точности (менее 4 мин).

Го и др. (2020) проанализировали характеристики необработанных ГНСС-наблюдений с двухчастотного ГНСС-смартфона Xiaomi Mi8 с точки зрения C/N 0 , шума наблюдений псевдодальности и фазы несущей, приблизительного процента грубых ошибок псевдодальности и циклических сдвигов фазы несущей.Они также оценили производительность смартфона Xiaomi Mi8 в качестве навигационного инструмента, предполагая, что доступны только транслируемые эфемериды без привязки к опорным станциям для получения наблюдений или к центрам анализа для получения продуктов Государственного космического представительства (SSR). С этой целью они проводили эксперименты как в статическом открытом небе, так и в динамических сложных средах. Они показали высокую корреляцию между шумом псевдодальности и значениями C/N 0 и предложили весовую модель, зависящую от C/N 0 , для Xiaomi Mi8.Это также было рассмотрено несколькими исследователями ранее. Их численные результаты также показали, что шум внеионосферных наблюдений намного больше, чем эффекты ионосферной задержки. Таким образом, традиционная двухчастотная комбинация без ионосферы не подходит для обработки необработанных данных GNSS в Xiaomi Mi8. Затем они предложили фильтр позиционирования с разницей во времени (TD), чтобы воспользоваться преимуществами высокоточных наблюдений фазы несущей. Результаты показали, что предложенный алгоритм TD-фильтра имеет удовлетворительную производительность, особенно при включении наблюдений L5/E5.

Аггрей и др. (2020) также исследовали возможности и производительность PPP на нескольких смартфонах, включая Xiaomi Mi8, Google Pixel 3, Huawei Mate 20 и Samsung Galaxy S9. Их численные результаты показали горизонтальную ошибку от дециметрового до метрового уровня как для статического, так и для кинематического сценариев.

Shinghal и Bisnath (2021) исследовали качество измерений GNSS двухчастотного смартфона Xiaomi Mi8 в различных условиях. Они показали, что измерения фазы несущей страдают от частых пропусков, что приводит к плохим результатам позиционирования.Затем они предложили метод прогнозирования для заполнения пробелов в данных, а также стохастическую модель на основе C/N 0 , чтобы ввести более надежные априорные веса для наблюдаемых в процедуре корректировки ППС. Результаты показали, что использование предложенной модели прогнозирования измерений и нового стохастического моделирования привело к снижению среднеквадратичной ошибки горизонтального позиционирования для данных, собранных в пригородных зонах, на 64%, когда смартфон был помещен на приборную панель автомобиля. Снижение ошибки позиционирования на 62 % и повышение доступности позиционирования на 23 % также были отмечены для сред с высокой степенью многолучевости.

Как и в случае с геодезическими приемниками, способ моделирования ионосферных задержек наблюдений GNSS со смартфона играет важную роль в высокоточном позиционировании. Несколько недавних исследований были сосредоточены на влиянии ионосферы на эффективность позиционирования смартфона. Банвиль и др. (2019) рассмотрели влияние различных моделей ионосферы с использованием ионосферных ограничений либо точных поправок на наклонное общее содержание электронов (STEC), полученных от GIM, или региональной сети станций.Результаты показали, что включение точной ионосферной информации из региональной сети может улучшить решение PPP, особенно когда пользователи расположены близко к опорным станциям. Ван и др. (2021) предложили метод Smart-PPP, использующий некомбинированную модель PPP с помощью продуктов вертикального ионосферного TEC (VTEC) в реальном времени. В этом методе оцениваются два отдельных тактовых сигнала для наблюдений за кодом и фазой несущей, чтобы компенсировать несоответствие между наблюдениями за кодом и фазой несущей.Основываясь на численных результатах, точность на уровне дециметра может быть получена после сходимости с использованием предложенного подхода Smart-PPP, в то время как точность на уровне субметра может быть достигнута в кинематическом режиме. Лю и др. (2021) представили региональную модель коррекции ионосферы в режиме реального времени, полученную из данных наблюдений региональных непрерывно действующих опорных станций (CORS), для повышения точности позиционирования смартфона. Затем они исследовали производительность предложенного метода на псевдодальностном сглаживании несущей в реальном времени и одночастотных решениях PPP.Применение предложенного метода привело к повышению точности позиционирования и уменьшению необходимого времени сходимости, особенно по вертикальной составляющей, по сравнению с моделью Клобушар. Недавно Yi и соавт. (2021) исследовали эффективность модели PPP с ионосферными ограничениями (взвешенной по ионосфере) по сравнению с традиционной моделью PPP с использованием трех различных классов GNSS-приемников (геодезических, недорогих и смартфонов) в условиях открытого неба и в пригородных условиях. Результаты показали, что использование ионосферных ограничений более выгодно для производительности решения PPP для смартфонов, что приводит к улучшению горизонтальных среднеквадратичных значений, а также к сокращению времени конвергенции PPP.

Есть также несколько ограниченных исследовательских работ по разрешению неоднозначности PPP (PPP-AR) с использованием наблюдений со смартфона. Например, Асари и др. (2017) представили применимость PPP-AR с использованием данных коррекции SSR с использованием антенны уровня смартфона, что обеспечивает точность позиционирования на уровне менее метра. Следует отметить, что для эксперимента они использовали внешнюю съемочную антенну. Вен и др. (2020) также выполнили PPP-AR наблюдения за смартфоном Xiaomi Mi8. Однако они использовали внешнюю геодезическую антенну вместо встроенной GNSS-антенны Xiaomi Mi8 для сбора данных.С помощью этого усовершенствованного устройства была продемонстрирована возможность устранения неразличимых неоднозначностей с двухчастотными смартфонами GNSS Android. Их численные результаты также показали, что с помощью метода PPP-AR можно получить сантиметровую точность.

Относительное позиционирование

В дополнение к вышеупомянутым исследованиям, которые в основном были связаны с одноточечным или точным позиционированием, есть также несколько исследований, применяющих метод относительного позиционирования к наблюдениям GNSS смартфона.Например, Realini et al. (2017) представили точность относительного позиционирования интеллектуального устройства по отношению к физической базовой станции (геодезической или недорогой) с использованием наблюдений фазы несущей DD на частоте L1. Точность на дециметровом уровне может быть получена с помощью быстрых статических съемок с плавающей фазовой неоднозначностью с использованием одночастотных GNSS-смартфонов, планшета Google и HTC Nexus 9, чей GNSS-чип не имеет рабочего цикла, на базовых линиях в диапазоне примерно от 10 м до 8 км. .Варнант и др. (2018) оценили характеристики позиционирования смартфона Xiaomi Mi8. Результаты показали, что статическое дифференциальное позиционирование на основе фазы несущей с использованием GPS и Galileo обеспечивает сантиметровую и дециметровую точность горизонтальной и вертикальной составляющих соответственно на короткой базовой линии. Венг и др. (2020) описал создание DGNSS на основе сообщений NMEA. Затем они предложили инфраструктуру DGNSS, которая корректирует автономное положение GNSS смартфонов, используя поправки от базовой станции.Основываясь на результатах, инфраструктура DGNSS может эффективно использоваться в приложениях, требующих большей точности, без каких-либо модификаций оборудования.

Чжан и др. (2019) предложили оптимизированный метод кинематического позиционирования с несколькими GNSS под названием Smart-RTK для повышения производительности кинематического позиционирования с помощью смартфона. Они применили фильтр со сглаженным доплеровским кодом (DSC) вместо фильтра со сглаженным кодом по фазе несущей, чтобы снизить уровень шума наблюдений псевдодальностей. Как правило, наблюдения за фазой несущей используются для сглаживания измерений кода.Однако они страдают от частых сбоев цикла при использовании смартфонов (Zhang et al., 2018). Чжан и др. (2019) использовали доплеровские измерения интеллектуальных устройств Android, которые не имеют сбоев цикла, для сглаживания кода. Затем они предложили модель постоянного ускорения (CA) для прогнозирования кинематических состояний пользователей смарт-устройств. Результаты показали, что метод Smart-RTK имеет лучшую производительность, чем решения с чипсетом. СКО горизонтальной составляющей 0,3–0,6 м в статическом режиме, 0.4–0,7 м при ходьбе и 0,85 м в автомобильном эксперименте.

Пазиевски и др. (2019) представили всестороннюю оценку качества наблюдения со смартфона с особым акцентом на аномалии, представленные в наблюдениях фазы несущей и кода со смартфона GNSS из-за рабочего цикла. Они показали, что на наблюдения GNSS с помощью смартфона влияют не только высокие шумы измерений и многолучевость, но и такие аномалии, как цикличность и постепенное накопление фазовых ошибок.Затем они оценили относительное позиционирование на основе кодов средней и большой дальности и исследовали различные схемы взвешивания, чтобы найти правильный метод взвешивания, учитывающий низкое качество наблюдений GNSS со смартфона. По их результатам схема взвешивания, зависящая от C/N 0 , превосходила спутниковую схему возвышения.

Dabove and Di Pietra (2019a) оценили точность позиционирования при выполнении NRTK с использованием одночастотных измерений смартфонов только GPS и GPS + ГЛОНАСС с учетом сети CORS со средним расстоянием между станциями 50 км.Они показали, что точность на уровне дециметра или даже на уровне сантиметра может быть получена с помощью быстрых статических съемок без фиксации фазовой неоднозначности. Dabove и Di Pietra (2019b) рассмотрели характеристики позиционирования двухчастотных смартфонов Xiaomi Mi8 по сравнению с позиционированием RTK с одной базовой линией с геодезическим приемником или смартфоном в качестве эталонного (опорного) устройства. Основываясь на их численных результатах, была достигнута точность на уровне сантиметров и точность 3D на уровне менее метра, даже когда смартфон рассматривался в качестве мастер-станции.Однако было невозможно зафиксировать неоднозначности фазы несущей на их целочисленных значениях.

Также были проведены различные исследования для изучения возможности устранения неоднозначности с помощью приемника смартфона либо с использованием внешней антенны GNSS, либо с использованием самой антенны смартфона. Håkansson (2018) исследовал характеристики неоднозначности фазы несущей DD планшета Nexus 9 и пришел к выводу, что неоднозначность фазы несущей нельзя оценить в виде целых чисел на основе измерений Nexus 9.Затем Ли и Гэн (2019) объяснили причину этого явления, которое вызвано неравномерным смещением начальной фазы (IPB). Они также проанализировали характеристики необработанных GNSS-измерений со смартфонов и усовершенствовали модель ошибок. Судя по их результатам, сигналы GNSS от смартфонов не имеют одинаковой и постоянной силы сигнала. Они также наблюдали быстрые изменения значений C/N 0 и низкие значения C/N 0 даже при больших углах места. Затем они рассмотрели характеристики позиционирования смартфонов GNSS, используя метод относительного позиционирования, а также метод SPP.Используя решения Nexus 9 относительного позиционирования по фазе несущей, точность на уровне сантиметра и на уровне дециметра может быть получена в статическом и кинематическом режимах соответственно. Однако точность позиционирования RTK-решений с использованием наблюдений GPS и ГЛОНАСС хуже по сравнению с только GPS, так как шум псевдодальности ГЛОНАСС в 3–4 раза больше, чем у GPS. Гэн и Ли (2019) позже исследовали возможность устранения неоднозначности фазы несущей Android GNSS с помощью смартфонов, подключенных к внешним геодезическим антеннам.Они обнаружили невыровненные IPB чипсета в данных несущей фазы Android. Калибровка IPB позволяет восстановить целочисленный характер неоднозначностей фазы несущей, что приводит к повышению точности позиционирования примерно на 30–80 % по сравнению с решениями с плавающей неоднозначностью. Пазиевский и др. (2021) также исследовали возможность разрешения целочисленной неоднозначности путем вычисления фазовых остатков DD смартфонов. Судя по полученным результатам, фазовые невязки DD страдают от нежелательных эффектов (долговременный дрейф) и вызванных шумов, не сохраняющих целочисленный характер неоднозначностей.Однако при фазовых наблюдениях Xiaomi Mi8 такого явления не наблюдалось. Гао и др. (2021) впервые представили новую стохастическую модель для наблюдений за псевдодальностями, называемую стандартными отклонениями необработанных наблюдений (ROSTD), на основе переменной «Received Time UncertaintyNanos» из Android API. Затем они исследовали целочисленное свойство неоднозначности, анализируя невязки наблюдений фазы несущей DD между смартфоном и высококлассным геодезическим приемником. Они поняли, что целочисленным свойством наблюдений фазы несущей тестируемых устройств нельзя обладать, за исключением устройств Huawei P30 и Xiaomi Mi8 после линейной подгонки для восстановления целочисленного свойства фазовых неоднозначностей (удаления тренда).

Также предпринимаются попытки определить характеристики антенны смартфона. Например, Netthonglang et al. (2019) попытались определить фазовый центр GNSS-антенны Xiaomi Mi8, усредняя координаты постобработки на севере и востоке.

Они обнаружили, что фазовый центр Xiaomi Mi8 расположен в верхней левой части устройства (около 2,8 см и 0,9 см слева и сверху соответственно). Бочкати и др. (2020) попытались определить фазовый центр антенн трех разных устройств Xiaomi Mi8, показав их различное местоположение.Это указывает на то, что фазовый центр антенны может быть неодинаков даже для устройств одной модели. Позже Ваннингер и Хессельбарт (2020) выполнили относительную калибровку для получения смещения и отклонения фазового центра антенны (смещение фазового центра (PCO) и отклонения фазового центра (PCV)) устройства Huawei P30 для частоты L1. Они проанализировали наблюдения GNSS двухчастотного чипа GNSS Kirin 980, встроенного в Huawei P30, используя более 80 часов статических наблюдений в разных местах.Они обработали код и наблюдение фазы несущей в режиме относительного позиционирования по отношению к устройству геодезического уровня. Используя только наблюдения GPS L1, они смогли зафиксировать неоднозначность фазы несущей с учетом расчетных значений PCO и PCV для частоты L1. Их результаты показали, что ошибки 3D-позиционирования (стандартные отклонения) в несколько сантиметров и 2 см могут быть получены через 5 минут и для более длительного сеанса наблюдения соответственно. Они также заявили, что надежное исправление неоднозначности не может быть выполнено для других сигналов, поскольку они не обладают целочисленными свойствами.Для точной калибровки антенны требуется большое количество наблюдений и разрешение неоднозначностей фазы несущей до их истинных целочисленных значений (Heßelbarth & Wanninger, 2020). Поэтому Heßelbarth and Wanninger (2020) исследовали, обладают ли наблюдения фазы несущей свойством целочисленной неоднозначности, вычислив невязки DD по короткой и известной базовой линии до опорной станции GNSS. Они показали, что не все наблюдения фазы несущей обладают свойством целочисленной неоднозначности.Дарунья и др. (2019) показали, что невозможно успешно выполнить разрешение неоднозначности из-за остаточных фазовых смещений, вызванных многолучевым распространением. Впоследствии Дарунья и соавт. (2021) выполнили абсолютную многочастотную (L1 и L5) калибровку антенны для двухчастотного смартфона Huawei Mate20X с использованием роботизированной абсолютной калибровки поля антенны. Затем они сообщили об улучшении производительности позиционирования смартфона после применения поправок на антенну, показав 2D RMS на уровне сантиметров с успешным разрешением неоднозначности, особенно при позиционировании в условиях открытого неба.Благодаря новому обновлению Google, начиная с Android 11 (API 30), можно получить доступ к характеристикам антенны интеллектуального устройства (т. е. поправкам PCO и PCV) через класс GnssAntennaInfo. Однако эти исправления относятся только к модели устройства, а не к отдельному устройству.

Для повышения эффективности позиционирования можно также рассмотреть возможность объединения других навигационных датчиков, таких как инерциальные измерительные блоки (IMU), с набором микросхем GNSS, что является предметом следующего подраздела.Прежде чем приступить к следующему разделу, на рис. 12 представлена ​​сводная информация о достижимой точности позиционирования смартфона с использованием различных методов. Следует отметить, что достижимая точность зависит от различных факторов, таких как окружающая среда и режим позиционирования (статический и кинематический). ) и не единственный. В таблице 5 также приведены плюсы и минусы каждого метода. Недавно Шингхал и Биснат (2021) сравнили точность позиционирования и доступность двухчастотного PPP, RTK и внутреннего решения для позиционирования Xiaomi Mi 8 с использованием набора данных кинематической приборной панели в пригородных условиях.Результаты показали, что метод RTK имеет лучшую производительность с точки зрения точности, в то время как их решение PPP с постобработкой превосходит RTK с точки зрения доступности решения. Кроме того, решения PPP и RTK были более точными, чем решение внутреннего позиционирования.

Рис. 12

Сводная информация о достижимой точности позиционирования смартфона, описанная в исследовательских работах

Таблица 5 Плюсы и минусы позиционирования смартфона с использованием различных методов
Интеграция GNSS/INS

IMU на основе MEMS (микроэлектромеханических датчиков) состоит из трех взаимно ортогональных акселерометров и трех ортогональных гироскопов, которые измеряют линейное ускорение и угловую скорость соответственно.Датчики IMU могут быть интегрированы с наблюдаемыми GNSS для достижения лучшего решения по локализации. Шета и др. (2018) использовали необработанные измерения GNSS и данные инерциальных датчиков со смартфонов для улучшения решения по позиционированию. Они использовали Huawei Mate 8 в качестве тестовой платформы и исследовали точность решения только с инерциальными датчиками и слабосвязанного решения интеграции GPS/INS. Результаты показали, что решение интеграции GPS/INS лучше по сравнению с решением только INS.Однако они предоставили ошибку позиционирования только для восточного компонента, используя данные всего за 45 секунд. Кроме того, созвездия, которые они использовали, не были упомянуты, и они только заявили, что использовались данные GPS, предоставленные в формате NMEA. Мостафа и др. (2019) использовали интеграцию GNSS, смартфона INS и других визуальных датчиков для улучшения навигационной системы USV (беспилотный надводный аппарат), что позволило сократить количество ошибок примерно на 80%. Ян и др. (2019) представили первоначальную оценку производительности IMU Android-смартфона в навигационной модели, связанной с GNSS/INS.Они также исследовали качество необработанных данных IMU от двух смартфонов «Xiaomi Mi8» и «Honor Play», сравнив их записи с записями IMU более высокого класса (эталонные IMU) с помощью двух кинематических тестов. Наблюдалось хорошее совпадение между данными IMU, полученными со смартфонов, и эталонными IMU. Ниу и др. (2019) объединили RTK с алгоритмом пешеходной навигации на основе IMU, чтобы помочь RTK и повысить эффективность позиционирования в городских районах. Их эксперименты подтвердили осуществимость предложенного метода для обеспечения непрерывных и надежных результатов позиционирования в сложных условиях GNSS с помощью смартфона Xiaomi Mi8.Ян и др. (2020) впервые показали, что записи гироскопов и акселерометров со смартфонов имеют разные интервалы дискретизации. Затем они предложили модифицированный фильтр Калмана для учета всех данных IMU с разной частотой дискретизации с помощью комбинированного алгоритма интеграции GNSS/IMU. Результаты показали значительное улучшение отказа моделируемой GNSS. Бочкати и др. (2020) нацелены на стохастическое моделирование измерений инерциальных датчиков смартфонов с использованием метода дисперсии Аллана. Они показали, что встроенный MEMS IMU внутри смартфона Xiaomi Mi8 имеет относительно надежную и стабильную работу по сравнению с коммерческим устройством MEMS.Кроме того, результаты показали, что вклад измерений IMU не может улучшить вероятность успеха фиксации неоднозначности фазы несущей RTK, а смартфон Xiaomi Mi8 может обеспечить только плавающее решение с точностью до метра, даже в случае слабо- сопряженная интеграция GNSS/INS.

(PDF) Исследование характеристик спутникового позиционирования смартфонов в море с использованием систем GPS и ГЛОНАСС по сравнению с другими бывшими в употреблении приемниками для смартфонов

.Статистический анализ показал

увеличение динамической горизонтальной точности в шести из восьми статистических

испытаний.

3 ОБСУЖДЕНИЯ

Цифры говорят сами за себя. Что касается динамических измерений

, минимальная ошибка позиционирования была меньше в

трех случаях; в двух случаях минимальное значение было больше на 10%,

, а в одном осталось прежним. В двух из трех случаев с меньшей динамической ошибкой горизонтального позиционирования

в приборах использовалась вспомогательная методика

, а также оба созвездия

.Что касается максимальной ошибки позиционирования при динамическом измерении

, то два устройства (Apple iPad 3 и Samsung

Galaxy Note) показали более низкие значения, чем остальные четыре.

Помимо максимальной ошибки, среднее значение и среднеквадратическая

квадратичная ошибка также были ниже у двух упомянутых устройств при

динамическом измерении по сравнению со статическими.

При обоих измерениях произошла потеря записи позиционирования

отдельного устройства, на определенном отрезке периода измерения

– для Samsung Galaxy Note при

статическом измерении, а для Samsung Galaxy Mini 2 в

динамическом измерении соответственно.

В первых главах документа были описаны

условия окружающей среды. Атмосферные условия, индексы космической

погоды, спутниковое окружение, количество видимых

спутников и данные о геометрии спутников во время

измерений позволяют предположить, что не было значительного внешнего

влияния на позиционирование спутников. Внешние условия были

благоприятными. Однако в обоих случаях измерений наблюдались существенные различия в полученных

и

картинах положения.

В одних и тех же двух устройствах

(Samsung Galaxy Mini) наблюдались разные закономерности, хотя они располагались один

рядом с другим.

Рисунок 13: Абсолютная погрешность горизонтального позиционирования устройств A-GPS/ГЛОНАСС

в период динамических измерений. Образцы представляют частоту обновления

исправлений в секундах.

На рис. 13 представлены динамические горизонтальные ошибки позиционирования

моделей смартфонов со встроенными приемниками A-GPS/ГЛОНАСС

.Анализ данных показал улучшение производительности

по сравнению с другими устройствами, использованными в исследовании, которое было одной из целей

. Однако, как видно на рисунке, были получены разные горизонтальные ошибки

шаблонов. Это

было выполнено с использованием надежных, высокоточных координат

, предоставленных эталонным приемником, и расчетом северного

и восточного смещения для каждой навигационной точки. Различные шаблоны

указывают на разные решения позиционирования,

тем не менее на использование схожих вспомогательных методов и

одни и те же множественные созвездия.Ответы можно найти в различных методах

, используемых в сотовой передаче данных, и других принципах протокола

; однако больше внимания этим вопросам будет уделено в будущих исследованиях.

4 ВЫВОДЫ И ДАЛЬНЕЙШАЯ РАБОТА

Проведенное исследование производительности позиционирования смартфона

описано в статье. Исследование

состояло из статического сегмента, где смартфоны

располагались в фиксированном положении, и динамического сегмента, где

таких же устройств получали спутниковые координаты во время морской

навигации.В обоих измерениях все устройства были размещены

в одном и том же положении по отношению к другим, и полученные

положения были записаны в течение одного и того же периода (статического и

динамического). Последующая обработка данных выявила заметные

различия в решениях по позиционированию в обоих измерениях, с

привязкой к позициям, полученным с использованием двухчастотного

геодезического GPS-приемника.

Результаты подтвердили повышение точности позиционирования

устройств, которые использовали вспомогательные методы вместе с

созвездиями GPS и ГЛОНАСС.Можно ожидать,

, что будущие поколения устройств GNSS будут еще более

точными и надежными, используя другие разрабатываемые спутниковые

навигационные системы, а также использующие спутниковые

системы дополнений. Точность и целостность характеристик спутникового позиционирования

имеют жизненно важное значение в море.

Дальнейшие исследования будут продолжены в ближайшем будущем как в статическом, так и в динамическом сегменте

.Исследование будет включать в себя

производительность автономных устройств, а также интернет-приложений для спутникового позиционирования с

сравнением этих двух типов приемников. Исследование будет

расширено за счет использования профессиональных, специализированных

приемников SNS GNSS и сравнения полученных результатов определения местоположения

, особенно с идентичных устройств, как это было в случае

в предлагаемом исследовании.Цель состоит в том, чтобы получить более глубокое понимание

и анализ решений позиционирования и производительности

различий между приемниками. Также запланированы дальнейшие измерения в

различных экологических (космическая погода, геометрия спутников,

затененное небо) и эксплуатационных (высокая скорость) сценариях.

БЛАГОДАРНОСТИ

Исследовательская деятельность, представленная в этой статье, была проведена

в рамках исследовательского проекта

Взаимосвязь морских и транспортных элементов в морской среде

Движение, поддержанного Министерством науки, образования

Республика Хорватия.

Авторы признательны за использование приложения Google Earth™

и бесплатный доступ к программному обеспечению Mission Planning

©, предоставленному Trimble Navigation Ltd. научному сообществу

.

ССЫЛКИ

1. Европейское космическое агентство (2014). Доступно по адресу:

http://bit.ly/1fTTEX2. Дата обращения 13.10.2013.

2. Кос, С., Брчич, Д. и Мусулин, И., «Приложение GPS для смартфона

в различных погодных условиях в космосе

: предварительное исследование», Proc.21st

Смартфоны с лучшими модулями GPS. Смартфоны с навигатором Смартфоны самсунг с глонасс и гпс

Современные смартфоны – это многофункциональные устройства, возможности которых не ограничиваются совершением телефонных звонков и отправкой СМС. Одной из функций такого мобильного устройства является навигация. Владелец смартфона с навигатором не заблудится в незнакомом городе и вовремя доберется до места назначения.

Смартфоны с навигатором: основные характеристики

Смартфоны в настоящее время комплектуются модулями, обеспечивающими прием сигнала от различных навигационных систем:

Особое распространение получили смартфоны с GPS.Они связываются со спутниками, обеспечивая быстрое и точное позиционирование. Также популярны смартфоны с ГЛОНАСС, способные принимать сигнал с российских навигационных спутников. В некоторых случаях особенно высокую точность обеспечивают устройства, поддерживающие обе навигационные системы. Beidou — китайская спутниковая система, устройства с ее поддержкой пока не получили широкого распространения.

Обратите внимание, что вам необходимо установить картографические приложения на свой смартфон, чтобы использовать функции навигации.

Смартфоны с навигатором в магазине Эльдорадо

В каталоге интернет-магазина «Эльдорадо» представлено множество смартфонов с навигатором, оснащенных модулями, устанавливающими связь с основными современными спутниковыми системами. Подробную информацию о каждой модели можно найти на сайте. Быстрый поиск по базовым параметрам поможет сэкономить время: отметьте, что для вас особенно важно, и на экране появится список устройств, соответствующих вашему запросу. Заинтересовавший вас товар можно забронировать на сайте, а затем забрать в магазине, либо заказать с доставкой в ​​пункт самовывоза или домой.

Телефоны, оснащенные встроенным GPS-модулем, могут быть разной ценовой категории. Этой функцией сейчас никого не удивишь. Даже недорогие модели оснащены спутниковой навигацией.

В статье мы рассмотрим лучшие устройства бюджетной, средней ценовой и флагманской категорий. Это позволит выбрать наиболее подходящий смартфон с навигатором.

Бюджетные телефоны

Рассмотрим несколько недорогих моделей смартфонов, которые оснащены модулем GPS.Для рейтинга были выбраны устройства до 7 тысяч рублей, при этом они не лишены всех современных функций. Итак, выбираем смартфон с навигатором из бюджетной категории.

1 место Xiaomi Redmi 5A

Один из лучших недорогих телефонов со встроенным GPS, ГЛОНАСС. Также есть функция A-GPS, позволяющая показывать местоположение с максимальной точностью. Многочисленные отзывы пользователей в Интернете говорят о том, что это качественный телефон за небольшую цену.

Помимо GPS аппарат имеет хорошие характеристики.Он оснащен четырехъядерным процессором Qualcomm Snapdragon 425 от Qualcomm. Электронная схема дополнена 2 ГБ оперативной памяти.

В целом смартфон шустрый в работе и не зависает при выполнении повседневных задач. Емкость аккумулятора составляет 3000 мАч. Экран диагональю 5 дюймов построен на матрице IPS, отображает картинку в HD качестве.


2 место Meizu M6

Еще одна китайская модель, достойная внимания. Он создан для конкуренции с Xiaomi Redmi 5A, но в итоге на данный момент отстает в рейтинге.Несмотря на это, в смартфоне Meizu M6 есть хороший GPS-приемник.

Также есть поддержка GPS, A-GPS и ГЛОНАСС, поэтому устройство быстро и точно определит ваше местоположение.

На этом преимущества не заканчиваются. К достоинствам можно отнести 5,2-дюймовый дисплей, способный отображать картинку в HD качестве.

Сердцем устройства был выбран процессор MediaTek MT 6750. За скорость работы отвечает 2 Гб оперативной памяти. Аккумулятор емкостью 3070 мАч отвечает за длительное время автономной работы.


3 место Huawei Honor 7A

Еще один дешевый смартфон с функциями навигации. В его оборудование входят спутниковые системы ГЛОНАСС, GPS, A-GPS. Последнее говорит о том, что местоположение будет отслеживаться с максимальной точностью.

Аккумулятор емкостью 3020 мАч может работать целый день без подзарядки, но при условии умеренного использования.

За работу устройства отвечает мобильный чипсет MediaTek MT6739. Скорость обеспечивается 2 Гб оперативной памяти.

Диагональ экрана 5,45 дюйма, разрешение 1440 х 720 точек.

По отзывам покупателей можно сделать вывод, что это хороший смартфон из бюджетной категории. Но есть у модели и явные недостатки, к которым можно отнести зависание системы и глянцевый корпус, который постоянно собирает на поверхности отпечатки пальцев.


Средний ценовой сегмент

Теперь рассмотрим устройства со встроенной спутниковой системой ГЛОНАСС и GPS из средней ценовой категории.Сюда входят устройства, стоимость которых не превышает 18 тысяч рублей.

1 место Huawei P20 Lite

Младшая версия мощного флагмана P20 Pro. Сотовый телефон обладает не только мощными характеристиками, но и функциями GPS, ГЛОНАСС. Если вы постоянно путешествуете на машине, этот смартфон станет лучшим выбором.

Кроме того, смартфон оснащен двойной основной камерой с оптическими модулями 16+2 Мп. Фронтальная камера на 16 Мп позволяет делать четкие селфи.

Также гаджет оснащен быстрой зарядкой, чипом NFC для бесконтактных платежей, сканером отпечатков пальцев и многими другими полезными функциями.

Производитель использовал мощное железо. В начинку входит 8-ядерный процессор Kirin 659, который дополнен 3/4 ГБ оперативной памяти.


2 место Nokia 6 (2018)

При выборе GPS-смартфона для путешествий стоит обратить внимание на среднебюджетную модель Nokia 6, выпущенную в 2018 году. Производитель гарантирует высокое качество.Экран имеет диагональ 5,5 дюйма и отображает картинку в качестве FullHD.

Смартфон имеет полноценную навигацию, обеспечиваемую модулями GPS, A-GPS и ГЛОНАСС. Вы можете легко найти любое поселение или здание. Связь со спутниками практически мгновенная, поэтому система очень быстро определит ваше местоположение и покажет его на карте.

В эксплуатации телефон ведет себя уверенно и четко показывает местоположение в реальном времени при движении. Производительность обеспечивает процессор Qualcomm Snapdragon 630, в основе которого 8 ядер, и 3 ГБ оперативной памяти.

На этом преимущества не заканчиваются. Смартфон получил стильный дизайн, корпус со скругленными краями, экранный сканер отпечатков пальцев и многое другое.


3 место Apple iPhone SE

Смартфон способен провести вас по карте в указанное место без интернета. Достаточно один раз проложить точный маршрут с подключением к Wi-Fi и спутники ГЛОНАСС и GPS приведут вас к выбранной точке.

Смартфон Apple оснащен хорошим функционалом, который включает чип NFC, позволяющий бесконтактно оплачивать покупки.Также среди опций умный модуль Wi-Fi, Bluetooth и многое другое. Подойдет «Айфон» в качестве навигатора в машине, если не устраивают устройства на операционной системе Android.

Несмотря на емкость аккумулятора 1624 мАч, устройство проработает без подзарядки около 11 часов при просмотре видео из интернета и до 6 часов при непрерывной игре в игры. Хорошую автономность обеспечивает энергосберегающий дисплей и энергоэффективный мобильный процессор.

Смартфон оснащен 2 ГБ ОЗУ и 16/64 ГБ ПЗУ.Объем внутренней памяти зависит от модификации смартфона.


Высокая ценовая категория

Если вы рассматриваете в качестве покупки дорогие смартфоны с модулями ГЛОНАСС и GPS, вам стоит обратить внимание на следующие модели, представленные в рейтинге.

Смартфоны

относятся к флагманской категории. Кстати, все премиальные телефоны оснащены исключительно качественной навигацией. Мы отобрали для вас тройку лидеров стоимостью от 40 до 60 тысяч рублей.

1 место HTC U12+

Смартфон премиум-класса имеет массу преимуществ. В качестве навигатора для автомобиля отлично подходит. Карты удобно просматривать на большом 6-дюймовом дисплее.

Восьмиядерный процессор обеспечит скорость. Если вы заранее отметите все необходимые точки на карте и укажете путь, мобильный навигатор приведет вас к месту, даже если нет мобильной связи и интернета.

На флагманском смартфоне четко и без перебоев работают системы GPS и ГЛОНАСС.Присутствует A-GPS, который моментально устанавливает связь со спутниками и указывает местоположение.

Многозадачность и производительность обеспечивается 6 ГБ оперативной памяти. Встроенной памяти в зависимости от модификации может быть 64 или 128 ГБ. Возможна установка карты памяти до 400 ГБ.

Двойная фронтальная камера с разрешением 8+8 Мп позволит в полной мере насладиться четкими и насыщенными селфи. Основная камера оснащена двойным оптическим модулем 12+16 Мп.

Кроме того, корпус выполнен по стандарту IP68, что надежно защитит от пыли и влаги.


2 место Samsung Galaxy S9 Plus

Безрамочный флагман изначально не задумывался как навигатор, но не обошлось и без модулей A-GPS, GPS и ГЛОНАСС. Поэтому, отправляясь в путешествие, вы можете построить любой путь и полностью положиться на качественную навигацию. Большой 6,2-дюймовый дисплей позволяет легко просматривать карты.

Стабильная работа обеспечивается фирменным восьмиядерным чипсетом Exynos 9810 Octa.Его работу дополняют 6 ГБ оперативной и 64 ГБ встроенной памяти. При необходимости можно использовать карту памяти до 400 ГБ. Слот для microSD и SIM-карт совмещен.

Устройство может работать около суток в режиме умеренного использования. Емкость аккумулятора составляет 3500 мАч.

Также в путешествии пригодится не только навигация, но и встроенные опции Samsung Pay и NFC-чип для бесконтактных платежей.


3 место Xiaomi Mi8

Стильный и мощный флагман Mi8 от китайской компании Xiaomi поступил в продажу 31 мая 2018 года.Устройство получило мощное железо, топовый восьмиядерный процессор Snapdragon 845 и 6 ГБ оперативной памяти. Смартфон решает любую задачу за считанные секунды и не тормозит в работе.

Система спутниковой навигации GPS уже настолько прочно вошла в нашу жизнь, что смартфоны без этого модуля почти не выпускаются! Ведем машину в незнакомое место, ориентируясь по онлайн-картам. Осматривать достопримечательности пешком, смотреть в телефон… Технологии повсюду! Однако не все телефоны могут похвастаться быстрым поиском спутников или стабильным сигналом.В этом руководстве мы поговорим о смартфонах с лучшими GPS-приемниками.

В первую очередь отметим 3 важных аспекта:

  1. Мы намеренно не рассматриваем в обзоре флагманские дорогие устройства, такие как Samsung Galaxy S8, iPhone 7, LG G6 и им подобные. Конечно, они были бы вне конкуренции, но бюджет обычно ограничен, а потому мы перечислим только те смартфоны, цены на которые не так уж и «кусаются».
  2. GPS — глобальная спутниковая навигационная система.Однако в России разработана альтернатива — ГЛОНАСС. Неспециалист может и не заметить разницы, ведь большинство смартфонов сегодня поддерживают обе системы. Старые модели могут не иметь поддержки российской разработки, что снижает их эффективность.
  3. При выборе устройств приоритетными параметрами были: чипсет, на котором построен смартфон, размер экрана, время автономной работы.

А теперь — вперед!

Самый дешевый, но мощный смартфон в обзоре. Всего за 10-11 тысяч рублей вы получите устройство с внушительной 5.5-дюймовый экран и отличная производительность под капотом. Сердцем устройства является чипсет Snapdragon, что очень круто, ведь Qualcomm всегда радовала стабильным сигналом GPS.

А огромный аккумулятор емкостью 4100 мАч не даст заблудиться в лесу, незнакомом городе или посреди трассы! Если ваш бюджет ограничен, то обратите внимание на эту модель от Xiaomi. Рейтинг на Яндекс Маркете 4,5/5 говорит сам за себя!

SONY XPERIA X Производительность

Как следует из названия этого устройства, оно рождено быть мощным! Поддерживая оба стандарта спутниковой навигации, Xperia X Performance оснащен прошлогодним очень мощным процессором Snapdragon 820.Еще одно очевидное преимущество — полная защита от влаги и пыли по стандарту IP68.

Но и минусов хватает: экран 5 дюймов (может маловато для навигации), батарея всего 2700 мАч, да и цена в 2 раза выше предыдущего конкурента — около 28000 рублей на данный момент.

One Plus 3T

Бренд OnePlus не так раскручен в России, а жаль! Он молод, полон энтузиазма и… функциональности! Модель OnePlus 3T занимает промежуточное положение между устройствами среднего и высокого класса.В нем есть все для успешной работы на несколько лет: экран 5,5 дюймов с разрешением 1920*1080 пикселей, 64 ГБ встроенной памяти и 6 ГБ оперативной, аккумулятор на 3400 мАч.

Как всегда отличная поддержка стандартов A-GPS и ГЛОНАСС. На Яндекс Маркете снова высокая оценка 4,5 из 5 баллов и более 70 хвалебных отзывов. Это ли не повод рассматривать его как предмет покупки?

Самый старый смартфон в обзоре, он же и самый большой! Модель 2014 года имеет 5.7-дюймовый экран, по которому будет очень легко ориентироваться, если вы часто водите машину. Скорость работы и уровень приема сигнала GPS у Samsung всегда на высоте!

Да, в магазинах уже не купишь, но если тебя не смущают б/у устройства, то на Авито можно найти много моделей по выгодной цене!

GPS — современная навигационная система. Указывает местоположение в любой точке мира. Прокладывает удобный маршрут. Легко ориентироваться в незнакомой местности.Незаменим для путешественников, водителей.

GPS навигатор покупать не обязательно. На рынке уже давно появились электронные устройства с отличным GPS.

Часто возникают сомнения в точности работы GPS в смартфоне, поэтому давайте разберемся, как работает эта система.

Принципы работы GPS в смартфоне:

  1. Использование вышек сотовой связи или Wi-Fi. Это называется «сетевое положение». Показывает приблизительное местоположение.
  2. Использование спутниковой позиции.Он определяет точное местоположение. Он используется для навигации.
  3. Смартфон GPS для Android использует дополнительную технологию Assisted GPS. Он адаптирован под операционную систему телефона. Сигнал принимается не со спутников, а из сотовой сети. Распознавание сигнала происходит в течение двух секунд — «быстрый старт». Определяет позицию быстро, точно, не перегружая память и систему. Потребляет меньше энергии батареи.

Самые дешевые смартфоны с GPS:

  1. ZTE Blade V8 .
  2. Doogee BL5000 .

Также есть смартфоны с поддержкой ГЛОНАСС. Большинство смартфонов идут с джипи и глонасс. Обе эти системы ориентированы на позиционирование.

Что такое глонасс в смартфоне?

Глонасс — система спутниковой навигации. В отличие от GPS, разработка российская. Спутники, передающие сигналы, не синхронизированы с вращением Земли. Поэтому система считается более стабильной.

Смартфоны

с навигацией GPS и Глонасс точнее и быстрее определяют местоположение.Поэтому выбор в пользу устройства, использующего комбинацию двух навигационных систем, более удачен, чем выбор одной.

Популярные смартфоны с GPS и ГЛОНАСС.

GPS, GALILEO, ГЛОНАСС, BEIDOU, QZSS: что это такое и как это улучшает вашу жизнь?

Если вы когда-либо проверяли характеристики своего смартфона или просматривали его коробку/документы, вы, должно быть, заметили GPS, ГЛОНАСС, BeiDou (BDS), GALILEO и/или QZSS в разделе подключения.Интересно, что они? Чем эти спутниковые навигационные системы отличаются друг от друга? Ну не смотрите дальше. В этом объяснении мы рассмотрим все популярные спутниковые навигационные системы, узнаем, чем они все отличаются друг от друга и как все они работают вместе, чтобы улучшить вашу жизнь.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАКРЫТЬ

GPS — глобальная система позиционирования

GPS или G лобовая P позиционная S система является наиболее часто используемой и самой старой навигационной системой из всех.Это спутниковая навигационная система, принадлежащая Соединенным Штатам Америки. Начатый как проект в 1978 году, он был разработан и сначала использовался Министерством обороны США, но затем был открыт для публики в 1994 году.

GPS не требует для работы интернет или сотовую связь. Независимо от того, находитесь ли вы в лесистой местности или крупных мегаполисах с высокими зданиями (хотя узкие улицы, окруженные высокими зданиями, часто могут блокировать сигнал), с помощью GPS вы можете точно определить свое местоположение на карте без подключения к Интернету (однако это не так). t работать в помещении, так как блокируется линия прямой видимости и сигнал устройства).Используя только эту технологию, даже дешевые смарт-часы могут определять ваше местоположение и отслеживать пробежку — даже если они не подключены к вашему телефону или не имеют встроенного соединения LTE.

Система работает в L-диапазоне (нижнем диапазоне) радиочастотного спектра, т. е. в диапазоне от 1 ГГц до 2 ГГц. Нижние диапазоны были выбраны, потому что они позволяют упростить конструкцию антенны, поэтому эту технологию можно добавить даже к крошечным устройствам. Это также сводит к минимуму влияние погодных условий на распространение сигнала GPS.

Источник: Motorola
Но как устройство с GPS определяет ваше местоположение?

Всего вокруг Земли вращается 24 спутника GPS. Обычно устройству необходимо подключиться к четырем спутникам GPS — с прямой видимостью без каких-либо препятствий — для обеспечения точной геолокации. Из этих четырех спутников три используются для уточнения местоположения приемника, тогда как четвертый используется для проверки информации от трех других.Этот метод называется трилатерацией.

Сначала спутник передает сигнал, который принимает устройство GPS. Это используется для расчета расстояния устройства GPS до спутника. Однако, поскольку устройство GPS дает только информацию о расстоянии, оно не может обеспечить точное местоположение с одного спутника.

Когда спутник посылает сигнал, формирует виртуальный круг вокруг устройства GPS с расстоянием между устройством GPS и спутником в качестве его радиуса.Затем тот же процесс отправки и приема сигналов выполняется для второго спутника. Он также образует круг вокруг устройства. Но на этот раз местоположение устройства GPS сужается, поскольку местоположение устройства находится в одной из двух точек, где пересекаются круги.

Источник: Pocketnow (на основе концепции, созданной GisGeography )

Наконец, когда в уравнение входит третий спутник, можно определить местоположение устройства GPS, поскольку устройство находится на пересечении всех трех кругов.Поскольку вся система находится в трех измерениях, мы должны проверить местоположение с помощью четвертого спутника.

В дополнение к использованию данных со спутников, современные устройства GPS также используют операторские вышки, сотовые сети и интернет-соединения для дальнейшего повышения точности определения местоположения. Когда устройство перемещается, радиус изменяется, и формируются новые круги. Таким образом, мы можем использовать эту информацию для определения его скорости и высоты в дополнение к его положению.

ГАЛИЛЕО

GALILEO — глобальная навигационная спутниковая система, созданная Европейским Союзом.Система была введена ЕС, чтобы гражданам Европы не приходилось полагаться на навигационную систему США GPS или российскую систему ГЛОНАСС. Это независимая система высокоточного позиционирования, которая продолжит работу в случае выхода из строя GPS и/или ГЛОНАСС. EU GALILEO может похвастаться точностью до 1 метра.

Навигационная система GALILEO разделена на три сегмента:

  1. Космос
  2. Земля
  3. Пользователь

Космический сегмент отвечает за генерацию и передачу кода, передачу фазовых сигналов, хранение и ретрансляцию навигационных данных.Наземный сегмент является основным элементом системы, который связывает систему GALILEO, вычисляет координаты и обслуживает станции. Пользовательский сегмент состоит из приемников GALILEO.

Но зачем Европе собственная система GPS? Агентство космической программы ЕС сообщает, что GALILEO обеспечит более 230 000 рабочих мест. Также сообщается, что система будет приносить доход более 70 миллиардов евро в год, когда она будет полностью доступна. Кроме того, система является более точной, чем GPS, согласно EUROPA.

Европейская комиссия обязала все новые смартфоны внедрять GALILEO в 2018 году.С тех пор все новые смартфоны, такие как Galaxy S21 и iPhone 13, поддерживают GALILEO. Благодаря GALILEO в Европе теперь есть более качественные службы экстренной помощи, поскольку все новые автомобили, продаваемые в Европе, должны поддерживать eCall, автоматическую систему экстренного реагирования, которая набирает номер 112 и передает данные о местоположении Galileo в случае аварии.

Источник: НАСА (через Unsplash)

ГЛОНАСС

ГЛОНАСС или Glo бал Na навигационная S спутниковая S система разработана в России как альтернатива GPS.На момент запуска в 1980-х годах это была вторая действующая спутниковая навигационная система с глобальным покрытием и сопоставимой точностью.

ГЛОНАСС имеет в общей сложности 24 спутника, которые обеспечивают покрытие по всему миру. Хотя он предлагает меньшую точность, чем GPS. Точность определения местоположения ГЛОНАСС составляет 5–10 м, а GPS — 3,5–7,8 м. ГЛОНАСС не имеет такого большого преимущества перед GPS. Но поскольку эта технология работает по всему миру, в случае недоступности GPS вам поможет ГЛОНАСС.

Существует также версия ГЛОНАСС, которая называется А-ГЛОНАСС или Вспомогательная ГЛОНАСС. Эта технология включает в себя пошаговую навигацию, данные о трафике в реальном времени и многое другое. Он работает в координации с вышками сотовой связи, чтобы быстро зафиксировать точное местоположение.

Читайте также : Что такое низкоорбитальные спутники и как они могут оказаться полезными для будущих смартфонов

Бэйдоу

Источник: China Daily

BDS или B ei D ou Навигационный спутник S Система представляет собой альтернативную спутниковую навигационную систему GPS, созданную в Китае.Первая навигационная спутниковая система BeiDou под названием BeiDou-1 планировалась в начале 2000-х годов. Однако в 2012 году он был выведен из эксплуатации. Китай запустил BeiDou-2 (также называемый COMPASS) в декабре 2011 года, и он предоставляет услуги с 2012 года.

В 2015 году Китай начал создание навигационной спутниковой системы BeiDou третьего поколения под названием BeiDou-3. Целью навигационного спутника BeiDou-3 является предоставление услуг определения местоположения не только в Китае, но и во всем мире. BeiDou-3 будет иметь 35 спутников при полном запуске и обеспечит точность на уровне миллиметра.

По данным Национального космического управления Китая, разработка навигационной спутниковой системы BeiDou проводилась в три этапа:

  1. 2000-2003: экспериментальная навигационная система BeiDou, состоящая из трех спутников
  2. К 2012 году: региональная навигационная система BeiDou, охватывающая Китай и соседние регионы
  3. К 2020 году: глобальная навигационная система BeiDou

Изначально Китай планировал объединить усилия с Европейским Союзом в разработке Galileo.Китайское правительство планировало инвестировать 230 миллионов евро в период 2003-2006 годов в Galileo. Однако в 2008 году сообщалось, что Китай не удовлетворен своим участием в проекте Galileo и приступил к созданию собственного BeiDou, который будет конкурировать с GPS, ГЛОНАСС и Galileo.

QZSS

Источник: Мир GPS

QZSS или Q uasi- Z enith S спутник S система представляет собой четырехспутниковую навигационную систему, построенную в Японии.Спутниковая система QZSS использует один геостационарный спутник и три спутника на сильно наклоненных слегка эллиптических геосинхронных орбитах. Основной целью QZSS является улучшение GPS в Азиатско-Океаническом регионе с акцентом на Японию.

Из-за небольшого количества спутников GPS в регионе Океании услуги GPS не всегда были стабильными. QZSS был создан для решения этой проблемы. Основной целью запуска QZSS было повышение доступности и производительности GPS в Японии. Поскольку эти спутники совместимы с GPS, в приемных устройствах GPS практически не требуется никаких изменений.По сравнению с автономным GPS комбинированная система GPS + QZSS обеспечивает улучшенные характеристики позиционирования.

Первый квазизенитный спутник (QZS-1) был запущен 11 сентября 2010 года. Однако прожил он всего 10 лет. С тех пор Япония запустила спутник QZS-1R, который должен заменить первый спутник QZSS. Помимо этого, три других спутника QZSS запускались каждые два-три года после первого. Четырехспутниковая группировка работает с ноября 2018 года.Япония планирует добавить к флоту еще три спутника, увеличив общее количество до 7 спутников QZSS.

Ссылки: Википедия 1, 2, 3, 4, 5, Блайли, Lifewire

Что такое двухчастотный GPS и есть ли он в моем телефоне? Тест на точность OnePlus 7 Pro и S10+ Xiaomi даже выпустила видео, которое вы видите выше, чтобы похвастаться своими достоинствами.

Эта функция помечена в спецификации как двухчастотная GNSS (глобальные навигационные спутниковые системы), часто с указанием «L1 + L5» после нее, так как это два диапазона глобальной системы позиционирования США (GPS), в которых она работает. на. Это просто означает, что вместо того, чтобы принимать сигнал с определенного спутника на одной частоте, чип внутри рассматриваемого телефона способен делать это на двух. Вот предполагаемые преимущества:

Одна частота используется для захвата спутника, другая для позиционирования

  • Более точное позиционирование на уровне полосы

Разница между знанием того, по какой дороге вы едете, и по какой полосе на этой дорога, или 1 фут (30 см) против 16 футов (5 м) точность

  • Улучшение городского ландшафта и позиционирование в помещении

Небоскребы Нью-Йорка печально известны тем, что вызывают отражение сигнала и многолучевые ошибки, которые можно уменьшить с помощью двухчастотного GPS-позиционирования

Да мой телефон Android имеет двухчастотный GPS?

Хотя многие производители телефонов начали устанавливать чип Broadcom BCM47755, который поддерживает эту функцию, и Qualcomm перечисляет его в числе достоинств чипсета Snapdragon 855, этот вариант не разблокируется даже на телефонах с необходимым оборудованием.Как вы можете проверить? Легко, просто загрузите GPSTest из Play Store, и если вы увидите L5 или E5a в столбце CF (частота несущей), вам повезло.

Двухчастотные чипы GNSS, такие как Broadcom 47755, могут захватывать два сигнала с одного спутника

Приложение может отслеживать основные созвездия GNSS: GPS (обозначается американским флагом), Galileo (флаг ЕС), ГЛОНАСС (российский флаг) и Beidou (китайский флаг).На нем также показаны региональные спутниковые системы функционального дополнения (SBAS), включая QZSS (японский флаг), GAGAN (индийский флаг), ANIK F1 flag (канадский флаг), Galaxy 15 (американский флаг), Inmarsat 3-F2 и 4-F3 ( Флаг Великобритании), SES-5 (флаг Люксембурга) и Astra 5B (флаг Люксембурга).

Обратите внимание на замки L5 и E5a в верхнем ряду? Это двухчастотные OnePlus 7 Pro, P30 Pro, Oppo Reno 10x, Honor 20 Pro, за которыми следуют одночастотные Galaxy S10+, LG G8, iPhone XR и Pixel 3 внизу

. Как вы можете видеть выше, телефоны сверху — OnePlus 7 Pro, P30 Pro, Oppo Reno 10x Zoom и Honor 20 Pro — поддерживают двухчастотный режим, а ниже — Galaxy S10+, LG G8 и Pixel 3. не делайте.Однако о ситуации с iPhone рассказала мама, так как для iOS нет соответствующего приложения. Европейский Союз не может замолчать о своей собственной системе Galileo, делая все возможное, чтобы превозносить ее достоинства с помощью забавных небольших рекламных роликов, таких как видео ниже. Однако, по словам создателя приложения GPSTest доктора Барбо, в США не будет списка европейских спутников, даже если чипсет поддерживает созвездия с несколькими GNSS и может принимать сигналы Galileo, такие как 855.

Это работает лучше? ? S10+ против 7 Pro против iPhone XR Тест точности GPS

Ответ: это зависит от чипсета.Хотя некоторые из представленных здесь телефонов со Snapdragon 855 имеют двухчастотные GNSS-возможности — OnePlus 7 Pro и Oppo Reno 10x — они не обязательно показывают лучшую точность, чем, скажем, Pixel 3 со Snapdragon 845 или LG G8. с самим Snapdragon 855.

Интересно, что все телефоны, которые у нас есть в офисе, которые показали, что двухчастотный режим включен, являются китайскими брендами, включая OnePlus 7 Pro, хотя он оснащен чипсетом Snapdragon 855. Тем не менее, наша модель 7 Pro одобрена для продажи в Европе, поэтому здесь также может быть задействован процесс проверки FCC.Приложение GPS Test, которое мы использовали, скорее всего, на самом деле не оптимизировано для использования этих возможностей, и тем не менее ему удалось показать, что некоторые двухчастотные устройства, такие как устройства с чипсетом Huawei Kirin 980, способны отслеживать почти все спутники, которые они видели в кадре. более сложный сценарий в помещении. Они также показывают самую высокую точность определения местоположения в 13 футов — второе место у топового P30 Pro и четвертое у Honor 20 Pro.

Далее идет третий сверху — Oppo Reno со Snapdragon 855, тогда как другой двухчастотный чемпион с таким же чипсетом — OnePlus 7 Pro — показал не лучшие результаты, чем, скажем, LG G8, который занимает второе место в рейтинге. нижний ряд.Чипсет Exynos на S10+ показал заметно худшую точность в помещении, в то время как вертикальная точность iPhone XR была на уровне Reno.

Верхний ряд слева — двухчастотные OnePlus 7 Pro, P30 Pro, Oppo Reno 10x, Honor 20 Pro, далее в нижнем ряду одночастотные Galaxy S10+, LG G8, iPhone XR и Pixel 3

Мы показываем тест только в помещении, так как снаружи все телефоны показали отличные результаты с очень похожей точностью определения местоположения при ясном небе.Что демонстрирует внутренний датчик позиционирования, хотя и неточно, так это то, что некоторые двухчастотные аппаратные средства определения местоположения действительно могут работать лучше при более слабом сигнале и большем количестве помех от зданий.

То есть в городской среде, например, среди небоскребов Манхэттена, и это все, о чем мы могли просить. А теперь поторопитесь и выпустите двуглавого дракона уже на все телефоны!

Дистанционное зондирование | Бесплатный полнотекстовый | Межсистемная погрешность в интегрированных SPP GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BDS-3 и BDS-2: улучшение характеристик и производительности как априорные ограничения

1.Введение

В последние годы глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС) быстро развиваются. В настоящее время и GPS, и ГЛОНАСС работают в полную силу. Что касается BDS, официальное заявление об услугах определения местоположения, навигации и времени (PNT) региональными BDS (BDS-2) для пользователей в Азиатско-Тихоокеанском регионе и глобальными BDS (BDS-3) для глобальных пользователей было сделано 27 декабря 2012 г. и 27 декабря 2018 г. соответственно. Развертывание группировки Galileo также идет быстрыми темпами и будет завершено в ближайшие несколько лет.По состоянию на август 2021 года на орбитах находится 31 спутник GPS, 26 спутников ГЛОНАСС, 15 спутников БДС-2, 34 спутника БДС-3 (включая четыре экспериментальных спутника) и 26 спутников Galileo. Комбинация нескольких систем стала новой тенденцией, поскольку она может значительно улучшить решения спутниковой технологии позиционирования, такие как кинематическое позиционирование в реальном времени (RTK), точное точечное позиционирование (PPP) и одноточечное позиционирование (SPP). Этому способствует увеличенное количество и улучшенная геометрия видимых спутников.Среди спутниковых позиционных сервисов SPP относится к открытым позиционным сервисам и широко используется в спутниковой навигации и низкоточном позиционировании благодаря своей гибкости, низкой стоимости и простоте.

Несмотря на многочисленные преимущества мультисистемной комбинации, остается еще много проблем, которые необходимо решить в мультисистемной интегрированной обработке данных, особенно в аспекте совместимости между различными GNSS. Смещение между наблюдениями с разных GNSS может быть вызвано разными используемыми ими временными шкалами.Кроме того, характерные для приемника аппаратные задержки также различаются для разных GNSS. Чтобы получить точные решения для определения местоположения с использованием нескольких GNSS, эти межсистемные смещения (ISB) должны быть правильно обработаны. Введение дополнительных параметров для оценки ISB является широко используемым подходом. Однако такой подход уменьшит избыточность наблюдений. Наблюдения по крайней мере с двух спутников для каждой спутниковой системы теоретически могут способствовать решениям интегрированного позиционирования с использованием нескольких GNSS, что ограничит его производительность в условиях чрезвычайно ограниченной видимости.Когда в комбинированной обработке мульти-ГНСС доступен только спутник для конкретной спутниковой системы, то остаточные значения наблюдений этого спутника будут равны нулю, а оценки ISB столкнутся с отклонением от истинного значения [1]. смягчение ISB в точном относительном позиционировании. Межсистемная модель двойной разности GPS/Galileo, основанная на перекрывающихся частотах L1/E1 и L5/E5a, была получена в Odijk и Teunissen [2]. Результаты показали, что ISB между приемниками можно игнорировать для базовой линии с двумя приемниками одинаковых типов, в то время как это не относится к приемникам, характеризующимся разными типами приема.Когда дифференциальный ISB был априори скорректирован для восстановления целочисленного характера неоднозначностей с двойной разностью между различными спутниковыми системами, вероятность успеха разрешения неоднозначности с короткой базой (AR) с различными типами приемников может быть сравнима со случаем с теми же типами приемников. . Paziewski и Wielgosz [3] также продемонстрировали, что очевидный ISB нельзя игнорировать для базовых линий с приемниками разных типов в GPS/Galileo, тесно сочетающих точное относительное позиционирование, и они также подтвердили преимущества для фазового AR от введения известных ISB. .Кроме того, результаты показали, что одноэпохальные решения могут быть достигнуты при уровне шума 1–2 мм и дециметрах по фазе и коду ISB соответственно. Тиан и др. [4] провели оценку ISB для плотно комбинированного RTK GPS/BDS-2/Galileo. Для ISB, специфичного для кода и фазы, влияющие факторы включали принятые перекрывающиеся частоты, версии встроенного ПО и типы приемников. Точно так же плотная комбинация имела улучшенную точность определения местоположения и успешную скорость фиксации неоднозначности по сравнению со свободной комбинацией (разность наблюдений в пределах одной спутниковой системы).Чтобы определить оцениваемость ISB между GPS и Galileo, а также GPS и BDS-2, Mi et al. [5] использовали уравнения наблюдений с одной разностью между приемниками (SD) для нескольких GNSS, чтобы сформулировать ионосферно-плавающую, ионосферно-фиксированную и ионосферно-взвешенную модели. На основе этого метода SD можно оценить ISB как для перекрывающихся, так и для неперекрывающихся частот при обработке RTK. Благодаря разумной калибровке ISB точность межсистемной разности мульти-GNSS RTK может быть улучшена на 20–35% по сравнению с классической разницей.На самом деле больше исследований способствовало оценке и анализу ISB в ППС. Лю и др. [6] исследовали влияние типов приемников, типов антенн и версий программного обеспечения приемников, а также источников точных спутниковых продуктов (а именно аналитических центров) на стабильность оценок ISB из комбинированных решений GPS/BDS-2 PPP. Хонг и др. [7] применили четырехсистемный комбинированный PPP для исследования ISB между GPS и одной из ГЛОНАСС, Galileo и BDS-2. Оценки ISB показали систематические отклонения (которые были практически одинаковыми для разных станций) при использовании точных продуктов из разных центров анализа.Чжан и др. [8] проанализировали долгосрочные характеристики ISB среди GNSS на основе некомбинированного PPP. Стандартные отклонения (STD) относительно стабильных эпохальных ISB за сутки для GPS по отношению к ГЛОНАСС, Galileo или BDS-2 составили менее 0,6 нс, а вариации однодневных решений ISB (среднее значение эпохальных ISB в течение суток) может составлять до 60 нс, что может быть связано со спутниковыми эталонными часами различных систем. Чжоу и др. [9] всесторонне оценили влияние стохастического моделирования ISB (константа, процесс случайного блуждания и процесс белого шума) на производительность недифференцированной и некомбинированной мультисистемной (GPS/ГЛОНАСС/Galileo/BDS-2/QZSS) интегрированной PPP с точными продуктами из разных аналитических центров.Результаты показали, что и точность позиционирования, и время конвергенции были сопоставимы независимо от того, какая стратегия ISB использовалась при использовании точных продуктов из CODE, CNES и WHU, в то время как решения для определения местоположения с постоянными ISB показали худшие результаты среди трех стратегий ISB при использовании. Продукция ГФЗ. При наличии данных BDS-3 несколько исследователей сосредоточили внимание на их совместимости с BDS-2. Цао и др. [10] проанализировали оценки ISB между BDS-3 и BDS-2, полученные из интегрированных решений PPP BDS-3/BDS-2.Для оценок ISB не удалось обнаружить существенных разрывов границы суток, но между станциями с приемниками одной марки была отмечена разница в несколько наносекунд. Очевидно, что игнорирование ISB между BDS-3 и BDS-2 повлияло на оценки неоднозначности фазы, оценки ионосферной задержки и разности кода, в то время как на точность определения местоположения и разности фаз это не повлияло. Чжао и др. В работе [11] также показано, что в интегрированную обработку PPP BDS-2/BDS-3 следует ввести дополнительный параметр ISB из-за различных опорных часов для продуктов точных спутниковых часов и несогласованных аппаратных задержек кода между ними.Подобно точному относительному позиционированию, несколько исследователей исследовали вклад априорных оценок ISB в решения PPP. Цзян и др. [12] сосредоточились на краткосрочном моделировании и прогнозировании кусочных оценок ISB (каждые 30 минут) по комбинированному PPP GPS/BDS-2. Точность моделирования составила около 0,7 нс, а точность прогноза — 0,57–1,21 нс с периодом 1 сут. Принимая полученные ISB в качестве априорных ограничений, время сходимости PPP может быть уменьшено на 2,4–19,6%. Geng et al. предложила тесно связанную модель, в которой фазовый ISB оценивался для каждой станции и формировалась разрешимая неоднозначность между различными спутниковыми системами.[13] для мульти-GNSS PPP AR. Среднесуточное рассеяние было в пределах 0,05 цикла для 85% фазово-специфических ISB. По сравнению с внутрисистемным AR PPP время инициализации межсистемного AR PPP сократилось на 10%. Несколько исследований были связаны с ISB при обработке SPP. Gioia и Borio [14] использовали отклонение Аллана для проверки стабильности ISB в комбинированных решениях SPP GPS/Galileo. Кроме того, навигационные характеристики нескольких GNSS могут ухудшиться при смягчении ISB (вместо их оценки) с помощью параметров смещения времени, предоставленных в широковещательных эфемеридах.Цзэн и др. [15] сосредоточились на ISB между GPS и BDS-2, полученном в результате их интегрированной обработки SPP. Результаты показали, что оценки ISB зависели от приемника и оказались стабильными в течение дня и повторяемыми в последующие дни на основе проверки статистической гипотезы. Кроме того, оценки ISB спутников на геостационарной (GEO), наклонной геосинхронной орбите (IGSO) и средней околоземной орбите (MEO) BDS-2 по отношению к GPS были согласованными. Torre и Caporali [16] выполнили анализ ISB для мультисистемного комбинированного SPP, используя наборы данных на девяти европейских станциях за четыре дня в 2013 году.Результаты показали, что оценки ISB между GPS и Galileo и между GPS и QZSS зависели от используемой широковещательной передачи или точных эфемерид, в то время как это не имело место для оценок между GPS и ГЛОНАСС.

Согласно приведенному выше описанию, большая часть исследований была сосредоточена на уменьшении и оценке ISB в точном относительном позиционировании и PPP, в то время как только несколько исследований были сосредоточены на ISB в SPP. Кроме того, повышенная точность широковещательных эфемерид и увеличение количества спутников на орбите в последние годы могут сделать выводы о ISB, связанные с SPP, обобщенные в существующих исследованиях, устаревшими.Самое главное, что существующие исследования SPP не охватили ISB о спутниках BDS-3. Кроме того, вклад априорных оценок ISB в решения SPP строго не исследовался. В этом исследовании мы тщательно характеризуем оценки ISB в интегрированных SPP GPS/ГЛОНАСС/Galileo/BDS-3/BDS-2, а повышение производительности оценок ISB как априорные ограничения для мультисистемных решений SPP с периодом прогнозирования от суток до недели при угле места отсечки от 10° до 50° (чтобы просто имитировать суровые условия наблюдения) строго оценивается.Статья начинается с многосистемной интегрированной модели SPP, в которой ISB используется в качестве априорных ограничений. Далее результаты выставляются и анализируются. После этого проводится обсуждение. В заключение подводятся основные итоги.

2. Методы

В этом разделе описывается мультисистемная интегрированная модель SPP, использующая ISB в качестве априорных ограничений. Здесь приняты только кодовые наблюдения на частоте E1 для Galileo, на частоте B1 для BDS, на частоте G1 для ГЛОНАСС и на частоте L1 для GPS, поскольку большинство пользователей SPP все еще используют недорогие одночастотные приемники.Наблюдения с одночастотным кодом со спутника GNSS можно смоделировать следующим образом:

P=ρ+cdtr−cdt+I+T+dr+d

(1)

где P — измеренная псевдодальность, ρ — геометрический диапазон между фазовыми центрами антенны спутника и приемника, cdtr и cdt — физические ошибки часов приемника и спутника соответственно, I — наклонная ионосферная задержка, T — наклонная тропосферная задержка, а dr и d — аппаратные задержки стабильного кода в приемнике и спутнике соответственно.Выравнивание привязки ко времени и привязки к координатам является одним из ключевых вопросов при выполнении интегрированной обработки данных с несколькими ГНСС. Преобразования координат могут быть опущены для обработки SPP с метровой точностью, так как разница отсчетов координат между различными спутниковыми системами (например, GTRF для Galileo, CGCS2000 для BDS, PZ90.11 для ГЛОНАСС и WGS-84 для GPS ) ограничивается несколькими сантиметрами [16]. Напротив, разница во временных шкалах, используемых четырьмя GNSS (т.e., системное время Galileo для Galileo, время BDS для BDS, системное время ГЛОНАСС для ГЛОНАСС и время GPS для GPS) должны надлежащим образом учитываться в комбинированном SPP с несколькими GNSS, поскольку влияние привязки ко времени является значительным. Чтобы смягчить влияние различных масштабов времени в комбинированном SPP с несколькими GNSS, для каждой спутниковой системы можно оценить один параметр смещения часов приемника. В качестве альтернативы, принимая параметр смещения часов приемника выбранной спутниковой системы в качестве эталона, например, GPS, дополнительные параметры ISB могут быть введены в уравнения кодового наблюдения для других спутниковых систем.В дополнение к разным временным шкалам параметры ISB также могут поглощать влияние различных аппаратных задержек кода, зависящих от приемника, среди разных GNSS. Из-за непостоянных аппаратных задержек кода между спутниками BDS-2 и BDS-3 [10,11] оцениваются параметр ISB для BDS-2 и параметр ISB для BDS-3. После коррекции ионосферной задержки и тропосферной задержки с помощью априорной модели, фиксации положения спутника с помощью широковещательных спутниковых орбит и корректировки смещения спутниковых часов с помощью широковещательных спутниковых часов и временных групповых задержек (TGD) линеаризованная модель наблюдения для четырехсистемной интегрированной SPP можно выразить как:

{pG=µG⋅X+cdtr,estpR=µR⋅X+cdtr,est+ISBR,GpE=µE⋅X+cdtr,est+ISBE,GpC2=µC2⋅X+cdtr,est+ISBC2,GpC3=µC3⋅X +cdtr,оценка+ISBC3,G

(2)

где верхние индексы G, R, E, C2 и C3 относятся к спутникам GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BDS-2 и BDS-3 соответственно, p — наблюдаемый код минус вычисленный (OMC), μ — единичный вектор в направлении прямой видимости, X — координаты приемника в трех измерениях (поправки, относящиеся к приблизительным значениям), cdtr,est — оценка часов приемника, сгруппированная с аппаратными задержками кода для конкретного приемника GPS, и ISBR, G, ISBE,G, ISBC2,G и ISBC3,G обозначают параметр ISB между ГЛОНАСС и GPS, между Galileo и GPS, между BDS-2 и GPS и между BDS-3 и GPS соответственно.Фактически, необходимо составить список приоритетов для выбора опорной спутниковой системы для оценки ISB. Когда данные GPS отсутствуют, параметр смещения часов приемника доступной спутниковой системы берется в качестве эталона на основе списка приоритетов, а затем параметры ISB переформулируются соответствующим образом для других доступных спутниковых систем. Ввиду того, что ISB имеет стабильную характеристики в течение короткого периода времени, например, нескольких дней, заранее оцененные ISB можно использовать для улучшения интегрированных решений SPP с использованием нескольких GNSS путем прогнозирования, особенно в условиях очень плохой видимости.В традиционную модель наблюдения четырехсистемной интегрированной СЭС вводятся четыре уравнения псевдонаблюдения, а именно:

{δISBR,G=ISBR,GδISBE,G=ISBE,GδISBC2,G=ISBC2,GδISBC3,G=ISBC3,G

(3)

где δISBR,G, δISBE,G, δISBC2,G и δISBC3,G обозначают априорные ISB, наблюдаемые между ГЛОНАСС и GPS, между Galileo и GPS, между BDS-2 и GPS и между BDS-3 и GPS соответственно. В данном исследовании априорная наблюдаемая ISB принимается как среднее значение эпохальных оценок ISB за сутки (с периодом прогноза в несколько дней).Расчетные параметры включают трехмерные (3D) координаты приемника, смещение часов приемника и четыре ISB, то есть:

U=[X,cdtr,est,ISBR,G,ISBE,G,ISBC2,G,ISBC3,G]T

(4)

где U — вектор оценок. Как показано в уравнении (1), уравнение наблюдения кода является нелинейным. Оценки в уравнении (4) на самом деле являются поправками к приблизительным значениям посредством итерационной процедуры. Помимо строгой модели наблюдения, правильная стохастическая модель также жизненно важна для оптимальных решений SPP.Поскольку качество наблюдений сильно зависит от углов места спутника, здесь принята схема взвешивания, зависящая от места. Предполагая, что между кодовыми наблюдениями с разных спутников отсутствует корреляция (все недиагональные элементы равны нулям в ковариационной матрице кодовых наблюдений), дисперсию кодовых наблюдений со спутника GNSS можно вычислить как:

σ2(ele)=σ02(sinele)2

(5)

где σ0 — стандартное стандартное отклонение кодовых наблюдений в зените, которое принимается равным 0.45 м для спутников ГЛОНАСС (снижение негативного влияния межчастотной кодовой аппаратной задержки на приемнике) и 0,3 м для спутников Galileo, GPS, БДС-2 и БДС-3, а σ(ele) – стандартное стандартное отклонение кодовых наблюдений на угол места эл. Что касается дисперсии априорного наблюдаемого ИСБ, то за нее принимается среднее значение эпохальных дисперсий оценок ИСБ за сутки (с периодом прогноза несколько дней). В этом исследовании оценкой является уравнивание по методу наименьших квадратов.

5. Выводы

В связи с быстрым развитием GNSS, особенно для BDS (BDS-3/BDS-2) и Galileo, в последние годы появилась тенденция к объединению нескольких систем.Технология SPP, которая является открытой службой определения местоположения GNSS и широко используется в спутниковой навигации и низкоточном позиционировании, также может выиграть от интеграции с несколькими GNSS. Совместимость между различными GNSS является ключевым вопросом в многосистемной интегрированной обработке данных. Для решения этой проблемы в модель наблюдения необходимо ввести дополнительные параметры ISB. В этом исследовании мы тщательно охарактеризовали оценки ISB для ГЛОНАСС, Galileo, BDS-2 и BDS-3 по отношению к GPS в четырехсистемной интегрированной SPP, а также повышение производительности прогнозируемых ISB как априорные ограничения для положения мультисистемной SPP. тщательно оцениваются решения с периодом прогнозирования от суток до недели при угле места отсечки от 10° до 50° (чтобы просто имитировать суровые условия наблюдения путем увеличения масок возвышения).Используются наборы данных со 120 глобально распределенных станций MGEX (охватывающих семь различных типов приемников от трех производителей) за месяц с 41 по 70 DOY 2020 года.

Результаты показывают, что оценки ISB по эпохам относительно стабильны с варьирующимся диапазоном примерно 10 нс, а оценки BDS-3 и BDS-2 показывают очевидные различия в несколько наносекунд. Ежедневные ISB не представляют явных колебаний при смене версий прошивки приемника, но можно наблюдать ступенчатые изменения для ежедневных ISB при смене типов приемников.Кратковременная стабильность эпохальных ISB для ГЛОНАСС, Galileo, BDS-2 и BDS-3 по отношению к GPS может составлять 2,335, 1,262, 1,741 и 1,532 нс соответственно, тогда как соответствующая долговременная стабильность для суточных ISB может 1,258, 1,288, 2,713 и 2,566 нс соответственно. Влияние типов приемников на кратковременную и долговременную стабильность ISB незначительно. Суточные ISB примерно одинаковы для станций, оснащенных приемниками одного типа. Численные значения варьируются от 20 до 45 нс для суточных ISB между ГЛОНАСС и GPS, от 30 до 70 нс для суточных ISB между БДС-2 и GPS и от 25 до 65 нс для суточных ISB между БДС-3 и GPS. , соответственно, в то время как числовые значения суточных ISB между Galileo и GPS колеблются от -13 до -7 нс для станций с приемником TRIMBLE ALLOY и от -5 до 3 нс для станций с остальными шестью типами приемников соответственно.

Однодневные ошибки прогноза суточных ISB (в пределах одной группы) для станций с различными типами приемников сравнимы между собой. Односуточная точность прогноза суточных ISB для ГЛОНАСС, Galileo, BDS-2 и BDS-3 по отношению к GPS может составлять 1,055, 0,640, 1,242 и 0,849 нс соответственно. Точность прогнозирования ежедневных ISB ухудшается с увеличением временного интервала прогнозирования, и точность прогнозирования 1,767, 1,954, 2,982 и 2,580 нс все еще может быть достигнута для четырех групп ежедневных ISB, когда интервал времени прогнозирования увеличивается до семи дней. , соответственно.Коэффициенты коррекции прогнозируемых ежедневных ISB между Galileo и GPS составляют всего 78,0%, даже если временной интервал прогнозирования установлен на день, и уменьшаются до 32,8% при прогнозируемом интервале времени в неделю, тогда как соответствующие коэффициенты коррекции для других три группы ежедневных ISB сохраняют более 93,0% с увеличением временного интервала прогнозирования ISB.

Повышение точности, обусловленное априорными ограничениями ISB, незначительно (менее 10%), когда отсечки отметок меньше или равны 30°.Повышение точности, связанное с априорными ограничениями ISB, становится значительным, когда маски возвышения дополнительно увеличиваются до 40° и 50°. Повышение точности после введения априорных ограничений ISB может составить 22 %, 27 %, 24 %, 24 % и 25 %, 26 %, 23 % и 23 % при маске возвышения 40° и 50° со временем диапазон предсказания ISB дня в направлениях на восток, север, вверх и 3D соответственно. При отсечном угле возвышения 40° и 50° показатели улучшения уменьшаются с увеличением временного интервала прогнозирования ISB, и соответствующие улучшения точности, связанные с априорными ограничениями ISB при временном интервале прогнозирования ISB в семь дней, все еще могут быть равны 8. %, 20 %, 12 % и 13 % и 12 %, 17 %, 6 % и 7 % в четырех направлениях соответственно.Доступность начинает снижаться при маске возвышения 40° и снижается всего до 64,0% при маске возвышения 50° для четырехсистемного SPP без учета априорных ограничений ISB (традиционный четырехсистемный SPP). Напротив, доступность по-прежнему сохраняется на уровне 100,0 % при увеличении угла места отсечки до 40° и может достигать примерно 90,0 % при маске возвышения 50° для SPP с четырьмя системами с учетом априорных ограничений ISB.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.