Усовершенствованная технология подавления влияния многолучевости Everest Plus

Одним из самых существенных источников ошибок спутниковых измерений является многолучевость. В середине 1990-ых Trimble предложил технологию подавления многолучевости Everest на базе передовой цифровой обработки сигналов. Внутри циклов отслеживания спутниковых сигналов выявлялись переотраженные сигналы, которые в итоге отбрасывались. Это позволило тогда реализовать DGPS режим субметровой точности, а также ускорить RTK инициализацию. С появлением Maxwell 7 Trimble существенно улучшает качество подавления многолучевости, запатентовав методику Everest Plus.

ЧТО ТАКОЕ GNSS МНОГОЛУЧЕВОСТЬ?

Многолучевостью называются отраженные сигналы, которые накладываются на нужные для позиционирования прямые сигналы и вызывают их искажения. Отражающими поверхностями для сигналов ГНСС могут быть металлические поверхности, а также транспорт, здания, деревья, заборы, стены и водные поверхности. Многолучевость может вносить ошибки сантиметрового уровня при RTK, и дециметрового и более – при SBAS и DGPS позиционировании.

ЧТО TRIMBLE ДЕЛАЕТ С GNSS МНОГОЛУЧЕВОСТЬЮ?

Everest Plus включает в себя несколько компонентов, повышающих качество подавления многолучевости:

  • Улучшенный дискриминатор отслеживания сокращает величину многолучевости в сырых измерениях
  • Оценщик многолучевости извлекает дополнительную информацию из аппаратуры
  • Добавлена нейросеть, которая использует данные аппаратуры для получения улучшенных оценок многолучевости, которая затем удаляется из измерений псевдодальностей
  • Улучшен фильтр кода/фазы для PVT решения при измерениях в сложных условиях (например, в застройке или около деревьев).

На Рисунке 1 продемонстрированы эти улучшения, полученные по сырым псевдодальностям без фильтра кода/фазы. Данные показывают хорошо известную оценку MP1, отфильтрованную на интервале 10 секунд. Синяя кривая показывает многолучевость для L1 псевдодальностей со старой  технологией Everest, а зеленая кривая – с технологией Everest Plus. В этом примере сокращение многолучевости более 50%.

Оценки по каждому GPS спутнику из этого же набора данных на крыше показывает среднее снижение многолучевости с новой технологией на 30% (Таблица 2).

Для оценки улучшений Everest Plus при позиционировании были выполнены динамические тесты, в которых для сравнения использовались высокоточные GNSS/INS траектории, вычисленные в постобработке.

Данные были собраны в таких условиях:

  • На автостраде
  • В историческом центре города
  • На открытой парковке
  • При ходьбе около кампуса Trimble
  • В городских условиях

Используемые наборы данных были в основном динамическими, но со статическими сегментами, такими как заправочные станции, светофоры и знаки стоп, и покрывают широкий диапазон скоростей. Итоговая статистика приведена в таблице ниже. Столбец Время включает общую протяженность данных в каждых условиях. В целом с вероятностью 95% уровень улучшения в 2D составил от 15% до 30% в SBAS решениях по псевдодальностям. Субметровая точность была получена во всех условиях, кроме исторического центра города и кампуса Trimble, где машина проезжала слишком близко к зданиям и деревьям.

Хотя тест был сфокусирован на SBAS, дифференциальные решения также получают преимущества, поскольку RTK/RTX процессор использует псевдодальности при поиске фазовой неоднозначности. Исходная технология Everest использовала GNSS сигналы в узком диапазоне частот, а именно:

  • GPS & QZSS L1 C/A & L2C
  • ГЛОНАСС L1 & L2 C/A
  • BeiDou B1 & B2
  • Galileo E1
  • IRNSS L5

С внедрением Everest Plus этот диапазон был расширен для учета сигналов:

  • GPS & QZSS L5
  • ГЛОНАСС L1 & L2 P
  • BeiDou B3
  • Galileo E5A & E5B

На рисунке ниже приведен еще один пример сравнение “старой” технологии отслеживания по сравнению с “новой”, использующей Everest Plus. Данные были собраны на крыше здания с относительно высокой многолучевостью.

ВЫВОД

Пользователи оборудования Trimble работают в различных условиях, в которых имеет место эффект многолучевости. Это потенциально снижает качество и достоверность вычисленных координат и ориентации. Для распознавания и устранения эффекта переотражения все высокоточные GNSS приемники Trimble оснащены технологией подавления многолучевости Everest Plus. Пользователи всегда могут быть уверены в высокой точности и достоверности результатов с оборудованием Trimble.