GNSS动态定位性能测试评估系统评价方法探析

GNSS动态定位性能测试评估系统评价方法探析

钟华

大理州基础地理信息中心云南大理671000

摘要：作为卫星导航系统性能的核心，定位性能直接影响着导航的精度和效率，在当前的技术条件下，GNSS动态定位性能在进行测试评估的过程中，一般采用的都是静态定位方式，这种方式实际上并不能非常准确的完成对系统定位性能的测试工作。基于此，本文从GNSS动态定位性能评价方法着眼，就GNSS动态定位性能测试评估系统评价方法进行了分析和讨论，希望能够为卫星导航系统的测试评估提供借鉴。

关键词：GNSS；动态定位；性能测试；评价方法

1GNSS动态定位性能指标评价方法

与静态定位相比，动态定位性能指在规定时间内，于服务器任一点的测量值及准确参考值差的统计值，比较常见的方法有动态精密单点定位法、实施动态差分法等。定位性能本身包含了水平方向、高程反向和三维定位性能，借助相应的GNSS接收机，工作人员可以直接获取到准确的动态定位结果，参考相应评估标准给出的动态定位结果，进行对比和求差，将获取到的数据放入到测站坐标系内，可以得到水平及高程方向上GNSS接收机所具备的动态定位偏差值。

在对相关数据进行统计分析的过程中，比较常用的方法有两种，一是95%置信度法，二是均方根RMS法[1]。95%置信度统计方法，水平方向动态定位性能评估表示为

在进行统计的过程中，应该做好粗差判断及剔除工作，以免其对于评定结果产生影响。

2GNSS动态定位性能测试评估系统评价指标

在实践中，为了能够更好地对相应评估系统中的评价指标进行明确，技术人员需要从实际情况着眼，充分考相关标准和规范的要求，确定好相应的扩展不确定度。所谓扩展不确定度，主要是一种能够确定测量结果区间的量，利用相应的合成标准不确定度uc（y），与给定概率p包含的因子相乘后，就可以得到具体的扩展不确定度Up，相应的参数表明，期望数值在区间[y-Up，y+Up]内，其中的概率p将测量结果的可能性同样包裹其中，受kp和y的分布影响巨大。依照中心极限定理分析，如果U本身接近正态分布，则存在kp=tp（veff），可以采用的值通常有95%和99%，有效自由度veff如果充分大，存在有k95=1.96，k95.5=2，k99=2.58，k99.7=3，则存在

若y并非正态分布，从置信区间概念及内涵的角度来描述不确定度，能够将测量数据中存在的特小或者特大误差更加准确地反映出来，而为了保证后续分析的顺利进行，无论是扩展不确定度U，还是合成标准不确定度uc（y），其有效数字最多为两位。

为了能够对北斗星导航系统动态定位性能进行合理评估，技术人员在进行动态定位性能评估系统构建的过程中，要求系统能够具备更加强大的动摇定位性能，而从相关标准的要求出发，一般会将最高校准测量标准选择为包含因子K=2时的扩展不确定度，在一些特殊情况下，也可以将K的取值设定为3。结合计量学的相关理论进行分析，北斗动态定位性能测试评估系统能够通过相应的扩展不确定度，实现对GNSS系统动态定位性能的准确评估。

3北斗系统动态定位性能评估系统指标

如果在北斗卫星导航系统中，任意点位置的定位性能能够满足正态分布的情况，则结合上文的相关公式，可以计算出北斗卫星导航系统定位合成标准不确定度与95%置信度的关系为

在充分考虑高动态条件下高定位性能、高数据更新率技术在实现中的难度，若北斗动态定位性能评估系统的定位性能可以达到上述公式的要求（K=2），则判定系统具备相应的GNSS动态定位性能评估能力，换句话说，在水平方向上进行定位时，应该确保不确定度优于1.0m，而在垂直方向进行定位时，相应的不确定度应该优于1.5m。在GNSS动态定位性能评估系统中，要求其一方面必须具备较好的动态定位性能，另一方面还必须具备较高的数据更新率，在系统建设中，可以参考国内外高动态卫星导航接收器以及板卡的有关性能指标，将数据更新率设定在不低于50Hz。

4结语

总而言之，现阶段，在GNSS动态定位性能评估中，比较常用的方法与静态定位性能评估方法一致，在实际应用中存在不少问题。基于此，本文从测量不确定度理论的角度，提出了GNSS动态定位性能测试评估系统的指标确定方法，依照测量不确定度理论，给出了北斗卫星导航系统动态定位性能评估系统所必须具备的性能，希望能够为卫星导航系统的测试评估提供一些参考。

参考文献：

[1]丛佃伟,许其凤.GNSS动态定位性能评价研究现状与进展[J].导航定位学报,2016,(2):1-5.

[2]罗力.长距离GNSS网络差分定位系统服务性能评估[J].江西理工大学学报,2017,(1):43-47.