위성 내비게이션 솔루션

Satellite navigation solution

수신자의 위치(게오 포지셔닝)를 위한 위성 내비게이션 솔루션에는 알고리즘이 포함됩니다.본질적으로 GNSS 수신기는 4개 이상의 GNSS 위성으로부터 방출되는 GNSS 신호의 송신시간을 측정하고(의사주파수를 부여한다), 이러한 측정은 그 위치(즉 공간좌표) 및 수신시간을 얻기 위해 사용된다.

계산 단계

  1. 글로벌 내비게이션 시스템(GNSS) 수신기는 4개 이상의 GNSS 위성( 1,,,4,., \ i, 에서 방출되는 GNSS 신호의 겉보기 전송 ~ \ \displaystyle \tdisplaystyle \ 또는 "phase"를 측정합니다.동시에.[1]
  2. 위성(예: 표시)의 메시지(예:{n1}:{n1}:{n1}:{n1}:{n1}, 텍스트(를)를)를) 표시합니다.i}(를) 표준 시간(T) 표준 시간(T) 표준 시간) 표준 시간, e.GPST[2]
  3. 따라서 GNSS 위성신호의 displaystyle 비폐쇄형 t ~ + ( {}\;=\clock에서 도출됩니다.( i ) i( )+ \text{}\;\}i}(i},{\clock},{\}, {\clock}, {\}, {\clock여기서 t , ( i , i){ {\{r}}}}_{i 지구 궤도 및 이심률에서 주기적으로 상승한 상대론적 클럭 바이어스입니다.위성의 위치와 속도는 다음과 같이 \ })에 결정됩니다. i ( ) \ displaystyle \ { i } \ ; \ ; { \ r } { r ( t _ i } } ( t _ { i} ) } ) \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \
  4. GNSS 필드에서는 "geometric range", ( , ){ \ r ( { \ symbol { } { A } , { \ symbol { B}} )는 직선 범위 또는 3차원 [3]거리로 정의됩니다. [2]프레임이 아닌 관성 프레임(예: 지구 중심 관성ECI) 1개)의 r Adisplaystyle {에서 r {_{B 합니다.
  5. 수신자의 위치 r \_text{rec}} 및 수신 {\은 r )의 광원추방정식을 충족합니다.rrec )/+ ( i - rec ) { \ \ rc\{ , { \ text { } / c , + , ( i } -{ } ) \ ; = \ 여기 c styledisplay styledisplay 속도입니다.위성에서 수신기로의 비행 신호 시간은 -( i - rec) { \ ( _ { i , - , - , t _ { \ { rec} }
  6. 위는 위성항법식 ( , ) /+ ( - ) + t - t -err , \ r4 \ rec}, { {c}+c}/로 확장되었습니다. t_ 여기서 t \textmapos}, 측정 에 따른 대기 입니다 측정 오차입니다.
  7. Gauss-Newton 메서드솔루션의 비선형 최소 지연 문제를 해결하기위해 ( ^ , t ) arg( rec , rec) { style { r_ { \ { } , { \ { { rec , \ text { } \ min ; \ ) 。 여기서 ( rec , ) ii n ( t - ,i / meas t - ,i ) \ \ ( \ } { rec} , { } , t _ { \ text { } } } =1 ; \ = 1 ; ,i \ i \displaystyle \ {textrec trec \ tyle t_}의 함수로 간주해야 합니다.
  8. rec \ {\textrec}}}의 는 exp ( - ( , { \ exp ( - { - { - { - { - { \ } \ frac { \ ) { rec } )\ { rec } \ sylac { rec } } } } \ 모드(^ , ^), {{\{r {\입니다.그들의 추론은 최대 사후 추정으로 공식화된다.
  9. rec \ \_{\{rec 후방 분포는 "-"( - ( , t) _ { - \ - infty } \ exp ( \ { )에 비례합니다.rec

솔루션 그림

GPS 케이스

\})는 i(\ i궤도 편심 이상, })는 평균 편심 이상, \scriptstyle i})는 편심, i)입니다.i ) t ,( ) + t - obliciv, ( ) \ style \ \ { } , 、 i 、 = \ ; \ \ text { } 、 i ( t

  • 위의 문제는 } 및 에서 이변량 뉴턴-라프슨 방식을 사용하여 해결할 수 있습니다.대부분의 경우 2회 반복하면 충분합니다.반복 업데이트는 다음과 같이 야코비 행렬의 근사 역행렬을 사용하여 설명됩니다.

GLONASS 케이스

  • GLONASS 에페머라이드는 클럭 바이어스 , ({ , } ,} t clock clock 、 t , ( t ) t , i ( t )

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  • GNSS 필드에서는 ~ - ( ~ - ~ \tilde {rec}}}}}를 pseudorange라고 부릅니다.~rec \ 수신자의 잠정 수신 시간입니다.t , rec ~ -t rec { \,rec}\;{\}}}}는 수신자의 클럭 바이어스(즉,[1] 클럭 어드밴스)라고 불립니다.
  • 표준 GNSS 리시버는 관찰 에폭마다r ~ \i} ~\displaystyle 합니다.
  • 위성의 상대론적 클럭 바이어스의 시간적 변화는 궤도가 원형일 경우 선형이다(따라서 속도는 관성 프레임에서 균일하다).
  • 위성에서 수신기로의 비행 신호 시간은 -( - ) ~ / + t , - t clock ,rec \style - ( _ { } - t { \{ } ) \ ; = \ ; { \ { r { / ,오른쪽이 계산 시 반올림 오류 저항입니다.
  • 기하학적 범위는r ( , rec ) ( t - rec )i , , ( \ \script r4 {\r}\Omega ; \Omega ; \로 계산됩니다.,ECEF 여기서 지구중심 Earth-Fixed(ECEF) 회전 프레임(WGS84 또는 ITRF 등)은 오른쪽과 \ 스타일의 \DISPLAYtext{rec,\{rec,ECEF}}}}}})가 사용됩니다.E(는) 신호 전달 시간을 [2]인수로 하는 지구 회전 행렬입니다.매트릭스는 E ( - t ) E ( t ,rec ) E( - ~/ - clock ,){ style \ (text\rec})로 인수분해할 수 있습니다. _
  • \에서 관측된 위성의 가시 단위 -rec style로 {\
  • 위성항법식에는 style { 와 "clock, 변수를 사용합니다.
  • 대류권 지연의 수직 의존성의 비선형성은 7단계에서 가우스-뉴턴 반복의 수렴 효율을 저하시킨다.
  • 위 표기법은 위성위치확인시스템(GPS)의 위키피디아 기사 '위치계산 소개' '위치계산 고급'과 다르다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Misra, P. 및 Enge, P., 글로벌 포지셔닝 시스템:신호, 측정, 성능, 2차, 간가자무나 프레스, 2006.
  2. ^ a b c d e f NAVSTAR 위성위치확인시스템 인터페이스 사양
  3. ^ 3차원 거리는 ( , ) r - ( A - B )2 + ( - )2 + ( A - )2 \ style \ rsyl \ bold {A}, ( , , {A}=( , z_{ (B , bold, B \style )

외부 링크

  • PVT(위치, 속도, 시간):오픈 소스 GNSS-SDR 및 기본 RTKLIB 계산 절차