Präzise Punktpositionierung mit GNSS unter Berücksichtigung von Ausreißern mittels risikoaverser Zustandsschätzung

Główne pojęcia

Die Studie präsentiert einen risikoaversen Ansatz zur Zustandsschätzung, der eine diagonale Leistungsspezifikation verwendet, um Ausreißer in GNSS-Messungen bei der Präzisen Punktpositionierung (PPP) zu berücksichtigen. Der Ansatz erzielt im Vergleich zu traditionellen Methoden eine verbesserte Positionsgenauigkeit, insbesondere unter herausfordernden Umgebungsbedingungen.

Streszczenie

Die Studie befasst sich mit der Verbesserung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der absoluten Positionierung mittels Global Navigation Satellite Systems (GNSS) für den Einsatz in vernetzten und automatisierten Fahrzeugen (CAV).
Zunächst werden die GNSS-Beobachtungsmodelle für Pseudorange und Doppler sowie die Korrekturmodelle für die systematischen Fehler im Rahmen der Präzisen Punktpositionierung (PPP) erläutert.
Anschließend wird der risikoaverse Ansatz zur Zustandsschätzung (RAPS) vorgestellt, der im Vergleich zu traditionellen Methoden wie Schwellwertentscheidungen (TD) eine verbesserte Positionsgenauigkeit erzielt, indem er die Messungen unter Berücksichtigung einer diagonalen Leistungsspezifikation auswählt.
Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass RAPS unter herausfordernden Umgebungsbedingungen mit Signalabschattung eine um 6-19% höhere Genauigkeit als TD erreicht, während alle Verfahren die Spezifikationen der Society of Automotive Engineers (SAE) erfüllen. Insgesamt weist RAPS das geringste Schätzrisiko auf.
Zukünftige Forschungsarbeiten könnten sich auf die Erweiterung auf Trägerphasenmessungen sowie auf Mehrfrequenz-GNSS-Anwendungen konzentrieren.

Statystyki

Die Standardabweichung der Pseudorange-Messrauschen beträgt 0,9 m.
Die Standardabweichung der Doppler-Messrauschen beträgt 1,414 m/s.

Cytaty

Keine relevanten Zitate identifiziert.

Kluczowe wnioski z

Outlier Accommodation for GNSS Precise Point Positioning using Risk-Averse State Estimation

by Wang Hu,Jean... o arxiv.org 03-14-2024

https://arxiv.org/pdf/2402.01860.pdf

Głębsze pytania

Wie könnte der risikoaverse Ansatz zur Zustandsschätzung erweitert werden, um die Genauigkeit von Trägerphasenmessungen in PPP-Anwendungen zu nutzen?

Um die Genauigkeit von Trägerphasenmessungen in PPP-Anwendungen zu nutzen, könnte der risikoaverse Ansatz zur Zustandsschätzung durch die Integration von Mehrfrequenzmessungen erweitert werden. Durch die Berücksichtigung von Trägerphasenmessungen auf verschiedenen Frequenzen können Fehler aufgrund von Ionosphärenverzögerungen reduziert werden. Dies erfordert jedoch eine präzise Modellierung der Ionosphäre und eine genaue Schätzung der Troposphäre. Darüber hinaus könnte die Optimierung des risikoaversen Ansatzes speziell auf die Charakteristika von Trägerphasenmessungen angepasst werden, um die Vorteile dieser hochpräzisen Messungen voll auszuschöpfen. Die Berücksichtigung von Mehrfrequenzmessungen ermöglicht auch die robustere Behandlung von Ausreißern, da Inkonsistenzen zwischen den verschiedenen Frequenzen auf Ausreißer hinweisen können.

Welche zusätzlichen Herausforderungen ergeben sich bei der Verwendung von Mehrfrequenz-GNSS-Messungen im Hinblick auf die Berücksichtigung von Ausreißern?

Bei der Verwendung von Mehrfrequenz-GNSS-Messungen ergeben sich zusätzliche Herausforderungen im Hinblick auf die Berücksichtigung von Ausreißern. Da Mehrfrequenzmessungen eine höhere Genauigkeit bieten, sind Ausreißer möglicherweise schwieriger zu erkennen, da sie sich nicht nur in einer einzelnen Frequenzmessung manifestieren, sondern möglicherweise in mehreren Frequenzen auftreten. Dies erfordert eine sorgfältige Analyse und Filterung der Messungen, um sicherzustellen, dass Ausreißer korrekt identifiziert und behandelt werden. Darüber hinaus können Inkonsistenzen zwischen den verschiedenen Frequenzen auf systematische Fehler hinweisen, die ebenfalls berücksichtigt werden müssen, um genaue Positionsschätzungen zu gewährleisten. Die Integration von Mehrfrequenzmessungen erfordert daher eine robuste Methode zur Ausreißererkennung und -behandlung, um die Vorteile dieser Messungen vollständig nutzen zu können.

Wie könnte der vorgestellte Ansatz auf andere Anwendungen außerhalb der Fahrzeugtechnik übertragen werden, in denen präzise und zuverlässige Positionierung erforderlich ist?

Der vorgestellte risikoaverse Ansatz zur Zustandsschätzung könnte auf verschiedene Anwendungen außerhalb der Fahrzeugtechnik übertragen werden, in denen präzise und zuverlässige Positionierung erforderlich ist. Beispielsweise könnte dieser Ansatz in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden, um die präzise Navigation von Flugzeugen und Satelliten zu verbessern. In der Landwirtschaft könnte er zur präzisen Feldvermessung und -überwachung eingesetzt werden. Darüber hinaus könnte der Ansatz in der Geodäsie und im Vermessungswesen zur genauen Positionsbestimmung von Landmarken und Strukturen verwendet werden. Die Anpassung des risikoaversen Ansatzes an die speziellen Anforderungen und Herausforderungen dieser Anwendungen würde dazu beitragen, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Positionierung zu verbessern und die Effizienz der entsprechenden Prozesse zu steigern.