GNSS衛星選択のための新しい基準構築と検証：準リアルタイム精度に基づいて

科学分野:

• 衛星航法システム
• 測地学および測量工学
• 信号処理

背景:

• グローバル・ナビゲーション・サテライト・システム（GNSS）は、不可欠な測位、航法、タイミング（PNT）サービスを提供します。
• 計算負荷の最適化と測位精度の維持には、効率的な衛星選択が不可欠です。
• 従来の幾何学的精度低下率（GDOP）法は衛星観測の品質を無視しており、最適ではない精度につながる可能性があります。

研究 の 目的:

• 準リアルタイムの衛星観測精度と幾何学的構成を組み込んだ、改良された衛星選択基準を開発すること。
• 既存手法の限界に対処することにより、GNSS測位の信頼性と精度を高めること。
• 提案手法の性能を確立された手法と比較検証すること。

主な方法:

• 重み付き幾何学的精度低下率（WGDOP）基準を開発しました。
• ジオメトリフリー・イオノスフェアフリー（GFIF）およびメルボルン・ウビナ（MW）線形結合を使用して、準リアルタイムの観測精度を推定しました。
• 観測精度の推定にスライディングウィンドウアプローチを採用しました。
• グローバルな国際GNSSサービス（IGS）局データと低コストデバイスを使用してWGDOP法を検証しました。

主要な成果:

• WGDOP法は、GFIFとMWの精度を使用し、IGS局テストにおいてGDOPよりも11.6-12%、信号対雑音比（SNR）重み付けよりも6-6.4%測位精度を向上させました。
• 低コストデバイスのテストでは、WGDOPはGDOPよりも22.5-23.3%、SNR重み付けよりも23.3-20.5%精度を向上させました。
• 動的観測実験により、動的シナリオにおけるWGDOP法の優れた性能が確認されました。

結論:

• 提案された衛星選択方法は、準リアルタイムの観測精度と幾何学的要因を効果的に統合し、GNSS測位を強化します。
• WGDOPは、特に動的環境において、GDOPおよびSNR重み付けよりも測位精度において大幅な改善を提供します。
• このアプローチは、さまざまなGNSSアプリケーションにおける衛星選択に対して、より堅牢で正確なソリューションを提供します。