GNSS RTK 北斗GPS接收机多径环境测试接收机自主完好性监测实验
RAIM+接收机自主完好性监测实验
接收机自主完整性监测(RAIM+)包括接收机在所有级别的故障检测机制,包括解算观测值,质量控制和导航算法。检测到的错误观测值(通常由高多径或活跃电离层引起)将从解算方案中移除。
本文以一种实际测试场景验证Septentrio RAIM+自主完好性监测功能。在使用Septentrio模组或板卡集成整体接收机时,需要做高低温测量定位表现。实验环境为:
- 将GNSS卫星信号通过转发器转发至高低温箱内
- 温箱内转发信号强度与室外实际GNSS信号一致
- 将集成接收机也放置在温箱内,接收转发器的信号
图1:高低温箱内接收机整机测试
在温箱空间内,接收机检测到信号强度与空旷环境一致,下图是载噪比波形:
图2:四系统卫星信号载噪比
收星数量也能够维持比较高的数量,测试全程Track跟踪的卫星一直维持在50颗以上。
图3:Track跟踪卫星数量
但在温箱狭小的密闭空间内,有严重的多径现象。而Septentrio RAIM+技术能够自动识别到该现象,即便信号强度与室外信号一致。
图4:温箱内过于严重的多路径效应
使用Septentrio SBF Analyzer程序分析接收机记录的Support SBF数据文件看到,在某些时段接收机虽然能够Track跟踪卫星,但并不提供PVT解算,原因是严重多径现象引起的伪距残差过大导致与接收机RAIM自主完好性监测冲突,接收机进入到PVT Error(高残差和Outlier错误),如图5所示。
图5:残差过大时段的PVT Error
图6:打开RAIM记录的PVT定位统计
有些客户在验证不同品牌的板卡时,会发现有些板卡在温箱内是一直有定位的,但Septentrio接收机存在这样不能PVT定位的情况,原因正是因为Septentrio RAIM+技术的一个体现,严重的多路径影响接收机的自主完整性,以保证Septentrio接收机PVT定位的可靠性。
从图6中可以看到,有84.35%的数据是满足RAIM完好性验证的,背后也是有Septentrio RAIM+算法的支撑。图7为在严重多径环境下,打开和关闭RAIM定位的不同结果,在494000历元处人为添加GPS PRN19的L1相位测量,蓝色为关闭RAIM的结果,红色为打开RAIM后修正的结果。
图7:Septentrio RAIM+打开和关闭定位区别
如果一定要在该环境下保持PVT解算,只要强行关闭RAIM功能即可与普通板卡一样不做RAIM完好性验证。如图8所示,相同接收机在温箱内关闭RAIM功能后的数据达到100%的PVT定位。图8:温箱内关闭RAIM后定位结果统计
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