بهبود دقت تعیین موقعیت آنی گوشی‌های هوشمند در محیط شهری با استفاده از مشاهدات خام gnss

در حال حاضر، برخی از گیرنده‌های سیستم های ماهواره ای ناوبری جهانی (gnss) گوشی‌های هوشمند می‌توانند مشاهدات شبه فاصله، داپلر، فاز موج حامل و سایر داده‌های رصد ماهواره‌ای را به صورت آنی با فرکانس 1 هرتز در اختیار قرار دهند. در همان زمان، گوشی هوشمند می تواند داده های مشاهده شده را که توسط ایستگاه مرجع پخش می شود، دریافت کند. در این مطالعه برای تعیین موقعیت از دو گوشی هوشمند سامسونگ مدل galaxy s21 ultra و شیائومی مدل mi8 استفاده شده است. از طرفی، از گیرنده gnss، u-blox  مدل zed-f9p برای مقایسه موقعیت های حاصل از گوشی های هوشمند با روش های پس پردازش کینماتیک (ppk)، تعیین موقعیت نقطه ای (spp) و تلفیقی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد، اثر خطای چند مسیری و نویز باعث ایجاد جهش های فاز متعدد در مشاهدات گوشی mi8 شده که باعث کاهش دقت نتایج حاصل از روش ppk در خیابان های دارای ساختمان های بلند نسبت به روش spp شده، درحالی که در خیابان هایی که دارای ساختمان های بلند نیستند الگوریتم ppk بهتر از روش spp حتی در گوشی هوشمند mi8 عمل می نماید. از طرف دیگر، در روش  ,sppنتایج گوشی s21 ultra  همواره دقیق تر از گوشی mi8 بوده است که دلیل آن را می توان به خاطر آنتن بهتر این گوشی نسبت به گوشی mi8 دانست. در روش تلفیقی که از فیلتر کالمن توسعه یافته (ekf) و مشاهدات سیستم ناوبری اینرسی (ins) استفاده می شود مشاهدات پرت شناسایی شده و حذف می شوند که این امر منجر به بهبود دقت در حد 2 الی 4 متر نسبت به روش های ppk و spp می شود. در نهایت، از نتایج بدست آمده مشخص شد که در خیابان های دارای ساختمان های بلند مثل خیابان های خیام و نادری در شهر قزوین دقت تعیین موقعیت با استفاده از گوشی های هوشمند در حد 6 متر و در خیابان های  دارای ساختمان هایی با ارتفاعی متوسط به دقت حدود 2 متر با استفاده از روش تلفیقی می توان دست یافت.

improving the accuracy of real-time smartphone positioning in urban environments using raw gnss observations

the gnss sensors of some smartphones can provide pseudorange, doppler, carrier phase, and other satellite observation data in real-time at 1 hz. additionally, smartphones can receive broadcast data from the network through the reference station. this study used samsung galaxy s21 ultra and xiaomi mi8 smartphones in static and kinematic conditions mounted on an appropriate stand inside a car. gnss u-blox receiver model zed-f9p was used to compare smartphone positioning with ppk, spp, and fusion methods. the results showed that multipath error and noise caused multiple phase jumps in the observations of the mi8 smartphone, reducing the accuracy of the results obtained from the ppk method on streets with high buildings compared to the spp method.nevertheless, the ppk algorithm was superior to the spp algorithm on streets without high-rise buildings, even when using the mi8 smartphone. conversely, in the s21 ultra, the results were consistently more accurate than the spp method, which can be attributed to its superior antenna compared to the mi8. as a result of integrating the extended kalman filter (ekf) and ins observations, outlier observations are identified and removed, resulting in higher accuracy compared to the ppk and spp methods. using smartphones to determine position in streets with high-rise buildings, such as khayam and naderi streets in qazvin city, the accuracy of determining the position reached 6 meters. with the fusion method, an accuracy of about 2 meters can be achieved on streets with mid-rise buildings.