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数据与质量

评估运动学GNSS 轨迹的质量

运动轨迹需要经过时间的质量历史,包括中断、参考信息和与其他传感器的关系。

评估运动学GNSS 轨迹的质量

回顾时间序列而不是一个坐标

A 运动学 GNSS 轨迹描述了接收器天线移动时的位置。 它可以支持移动测绘、车辆测量、无人机工作流或在整个观察期间位置发生变化的其他应用程序。 因此,质量沿路线不同。 单个平均精度值可以隐藏对最终产品最重要的短暂中断或偏差分段。 作为时间和位置的函数,检查位置和质量。

从轨迹的预期用途开始。 确定它是否会定位照片、地理参考另一个传感器、描述车辆路径或支持衍生的工程产品。 每次使用都会引入额外的依赖性,包括时序、传感器偏移和方向。 声音天线轨迹是必要的,但它本身并不是关于由连接的相机、扫描仪或其他仪器测量的每个点的准确性的完整陈述。

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保留时间和坐标定义

记录轨迹和每个相关传感器的时间系统、时间戳约定和坐标参考系。 即使 GNSS 位置内部一致,时间偏移也可以移动映射要素。 效果取决于运动,因此定时错误可能会在静止时显得很小,并且在更高的速度或转弯时变得明显。 使用支持的系统过程验证定时,而不是手动调整文件直到它看起来对齐。

将天线参考点和杠杆臂记录到相关的其他传感器上。 这些偏移必须使用定义的坐标约定和方向关系。 符号误差会产生随车辆航向而变化的系统位移。 保留在处理过程中应用的校准信息和配置。 如果平台设置发生变化,将新的安排视为单独的配置,而不是假设旧的偏移保持有效。

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检查沿路线的观测连续性

绘图解状态、可用观测值、修正状态和处理质量指标随时间的变化。 识别差距、重新启动、过渡和降级跟踪的时间段。 将它们与建筑物、树木、桥梁或平台运动的急剧变化等条件联系起来。 中断不是自动不可接受的,但对于特定的加工方法和使用轨迹的下游产品,必须理解其效果。

查看差距时保留原始时间戳。 重新采样或插值轨迹可以创建一条视觉上平滑的线,而无需添加独立的定位证据。 标记插值间隔并保留原始数据。 在集成系统通过惯性或其他测量来弥合 GNSS 间隙的情况下,评估这些时期支持的不确定性和质量指标。 不要仅仅因为两者都出现在一个文件中,就将桥接段描述为具有与不间断 GNSS 观测相同的证据。

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检查更正和参考信息

实时运动轨迹,查看修正连续性,源选择和解决方案转换。 对于后处理的轨迹,验证匹配的参考观测、时间范围和处理输入。 确认参考坐标和天线元数据对应于观察到的周期。 即使它的相对形状和短期平滑度看起来令人信服,轨迹也可以从不正确的基座坐标继承一个共同的偏移。

处理软件提供正向和反向比较时,根据其文档解释使用它们。 协议可以提供有用的诊断证据,但两个方向仍然使用共享的观察和模型。 保留比较和任何标记的间隔,而不是将其缩小为单通道标签。 调查数据间隙或初始化事件附近的变化,其中模型可能具有较少的观测支持。

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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

使用独立的路线检查

计划检查功能或对照观测,可以与最终的映射产品进行比较。 检查应测试整个系统,其中是项目目标,包括时间、偏移和传感器处理。 出发前的静态天线检查不会独立验证每个移动段。 在不同的路线方向和环境条件下分发检查,以便与航向相关或本地化的问题有机会变得可见。

解释与运动相关的差异。 几乎恒定的转变可能表明参考框架问题。 跟随行进方向的位移可能表明正时或杠杆臂问题。 仅限于受阻段的问题可能指向退化的轨迹支撑。 这些模式指导调查,但在对整个路线应用更正之前用系统记录和校准证据确认解释。

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决定如何处理降级间隔

为段建立接受规则,而不仅仅是针对完整文件。 根据任务,退化的间隔可能需要回忆、不同的处理策略、排除或明确合格的项目输出。 保留细分边界和每个决策的原因。 如果重复路线,请确定哪个通道提供接受的数据,并确保下游产品不会意外地保留拒绝间隔中的特征。

避免过度平滑的掩蔽问题。 平滑的轨迹仍然可以移动,并且可以通过不适当的过滤器去除合法的运动。 记录任何过滤或插值,包括其目的和对时间的影响。 保留原始处理的轨迹,以便未来的审阅者可以将定位解决方案引入的更改与演示或下游数据准备过程中引入的更改区分开来。

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用说明性运动计算检查时序

简单的计算显示了时序回顾的原因。 如果一个平台以每秒十米的速度移动,那么第二个时间偏移的十分之一对应于沿着一条直线路径的一米行程。 这是速度和经过时间之间的说明性关系,而不是任何特定系统的规范。 在转弯或变化运动期间,产生的位移可能更复杂,因为方向和传感器几何形状也很重要。

根据系统文档,使用该示例确定哪些时间戳指的是测量、曝光、接收或输出。 不要在没有证据的情况下应用说明性偏移量来纠正真实轨迹。 有效的时序调整需要经过批准的校准或同步方法以及独立验证。 如果进行了更正,请保留原始和修订系列。 这可以防止有用的物理直觉变成任意的办公室转变,并帮助审阅者将定位问题与最终映射特征中的时间对齐问题区分开来。

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传递轨迹的质量信息

项目结果的交付应包括轨迹、时间和参考定义、处理配置、相关校准信息和细分质量摘要。 识别差距、插值期间、限制和独立检查。 如果最终产品使用附加传感器,请描述轨迹质量和产品验证之间的关系。 这可以防止用户假设每个时间戳上的精确外观坐标意味着整个土地测量的统一信心。

一个有用的轨迹回顾跟随时间的测量链。 它将卫星观测、校正、平台配置和下游检查连接到实际行驶的路线。 结果是一个数据集,其强弱区间可见,允许以后的团队就测绘、分析和任何必要的回忆做出明智的决定。

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实用检查清单

实用检查清单

  1. 查看一个时间序列而不是一个坐标。
  2. 使用说明性运动计算检查定时。
  3. 用轨迹传递高质量的信息。
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参考资料

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