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数据与质量

GNSS 采样和平均:更多的测量值实际上意味着

更快的记录间隔和更长的平均周期会以不同的方式改变数据集,两者都不会自动消除共享偏差。

GNSS 采样和平均:更多的测量值实际上意味着

将采集频率与坐标估计分开

抽样描述何时观察或位置 记录。 平均 根据定义的方法组合一组值。 GNSS 接收器可以在不平均存储的坐标的情况下经常记录,或者它可以在以另一个间隔记录未处理的 GNSS 观测数据时平均一个点。 首先确定设备实际执行的操作。 显示刷新率、未处理的 GNSS 观测间隔和存储点平均周期可以是三种不同的设置。

比较工作流时的区别很重要。 在许多紧密间隔的时期之后存储的一个点可能看起来比一个瞬时位置更稳定,但附加值可以共享相同的设置、参考和环境误差。 更多记录的数字并不一定意味着更多的独立证据。 决定在存储坐标后需要改进的操作以及需要哪些验证。

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了解哪种变异平均可以减少

在合适的假设下,平均可以减少一些随机变化。 它的好处取决于测量的行为和相关性。 持续的天线高度错误、错误的基坐标或基准失配不会消失,因为包括更多的纪元。 多径也可以相对于短测量会话缓慢变化,留下的偏差在平均窗口内的散射不能很好地表示。

不要从一个平均测量会话的标准偏差中推断出外部精度。 该统计数据描述了特定集合在其处理假设下的变化。 当项目需要有更强的证据时,比较独立的重复测量会话和合适的参考信息。 在实际情况下保留各个观察或测量会议,以便审阅者可以检查趋势、中断和用于得出公认坐标的方法。

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将采样与运动相匹配

对于移动平台,采样会影响存储的系列表示路径的方式。 历元之间行进的距离取决于速度,而转弯和加速度会影响简单插值对运动的描述程度。 即使每个录制的位置都是合理的,稀疏系列也可能会错过重要的变化。 使用完整系统支持的工作流程,根据应用和相关传感器的时序需求选择速率。

插值在记录的时期之间创建估计值; 它不增加独立的卫星观测。 适当地标记插值输出并保留原始系列。 如果集成导航系统在 GNSS 更新之间使用惯性或其他测量,请查看其记录的质量信息。 平滑的输出线不应隐藏某些间隔具有与其他间隔不同的观察支持。

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将平均与固定点匹配

对于点测量会话,确认天线保持在预期的物理特征上,并且在收集过程中接受的解决方案条件持续存在。 移动、极不稳定或溶液状态的变化可能会造成简单的平均误导。 软件的行为很重要:它可能会拒绝某些时期、重置平均值或以最终点记录中不明显的方式组合值。

使用设备文档和受控测试来了解存储的结果。 保留开始和结束时间、测量会话持续时间、接受的时代计数和相关的质量状态(如果可用)。 一个注释说平均点不足以再现该过程。 项目方法应说明如何处理中断和失败的检查,而不是让每个操作员在看到结果后做出决定。

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安装在测量三脚架上的GNSS接收机。
安装在测量三脚架上的GNSS接收机。 · Rowan Johnson / USGS / Public Domain

避免对不兼容的坐标进行平均

坐标必须共享一个兼容的参考系、纪元、投影、单位和高度约定,才能进行有意义的组合。 控制器可能会向操作员隐藏一些转换,因此请验证项目设置。 不要将局部网格坐标与未变换的全局坐标相结合,也不要将椭圆和正高组合,就好像它们描述了相同的数量一样。 数值相似性不能证明概念兼容性。

同样,不要仅仅为了减少可见的差异而将明显有问题的测量会话平均到其他合理的观测中。 调查原因并分配审查状态。 如果项目方法支持加权组合,则记录不确定性模型和依赖关系。 等权重是一种计算选择,而不是自动公平地处理具有不同质量或共享错误的观察结果。

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比较两个实用点程序

考虑一个工作人员重复存储一个点而不移动电线杆,另一个在重新设置后返回计划的独立测量会话。 第一个程序可以描述短期的解决方案行为。 第二个测试附加依赖项,包括居中和高度输入。 对于每项任务来说,两者都不够,但它们的证据不同,不应概括为相同数量的重复测量。

如果快速存储器一致,独立测量会话,则检查设置、环境和解决方案条件。 不要自动将所有值平均到一个折衷坐标中。 分歧可能揭示了观察方法中的错误或限制。 一个有用的程序保留了该诊断价值,并导致关于回忆或接受的有记录的决定。

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测试记录和导出行为

收集具有代表性的测试数据集并检查原始文件、控制器点记录和导出的坐标。 确认每个阶段都存在哪些间隔和质量值。 一些出口仅保留最终平均值,而另一些则包括组件测量会话或质量摘要。 选择一种存档格式,以保留项目所需的证据,即使客户端收到更简单的坐标表。

检查转换或Office 软件是否对该系列进行抽取或应用另一个平滑步骤。 多个未记录的操作可能会使最终值难以与原始观察结果联系起来。 保持派生文件清楚地命名并记录其目的。 未来的分析师应该能够区分原始采样系列、处理过的轨迹和平均点数据集,而无需对工作流程进行逆向工程。

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使用独立证据设置验收

项目规范应定义相关的质量检查及其解释。 采样率和平均持续时间可以是该方法的一部分,但它们不应取代独立控制或重复测量会话的要求。 在适当的情况下分别评估水平和垂直组件。 平均值内的小散射可以与不正确的设置或模型的显着共享高度偏移。

审查代表性的困难地点以及开放条件。 在训练场上表现良好的程序可能不适合在反射结构旁边或树冠下。 记录评估建立的内容以及需要另一种方法的地方。 这使操作默认值不会成为不受支持的承诺,即固定数量的时期总是保证特定的准确性。

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说明最终坐标的构造

项目结果的交付应确定原始记录间隔、点测量程序、平均或加权方法、任何过滤和独立支票支持验收。 根据需要保留原始数据和配置。 如果交付的数据集包含直接观测值和插值或平均值,则使它们的角色足够清晰,以便下游用户评估适用性。

抽样和平均是有用的工具,当它们的目的保持明确时。 更快的日志记录可以保留时间细节,而合适的平均值可以总结固定的测量会话。 它们的限制同样重要:既不创建独立的验证,修理错误的坐标框架,也不会消除所有系统的影响。 可防御的 GNSS 工作流程将这些设置与测量目标联系起来,并保留审查结果所需的证据。

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实用检查清单

实用检查清单

  1. 将采集频率与坐标估计分开。
  2. 使用独立证据设置接受。
  3. 解释最终坐标的构造。
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参考资料

  1. ESA Navipedia — GNSS Measurement Features and Noise
  2. ESA — GNSS Data Processing, Volume I: Fundamentals and Algorithms
  3. NOAA NGS — User Guidelines for Single Base Real Time GNSS Positioning