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OxTS gx/ix-Technologie - intelligente GNSS-Verarbeitung für verbesserte Leistung

Anwendungshinweise 21. September 2016

Was ist gx/ix™?
Die OxTS gx/ix-Technologie ist eine leistungsstarke GNSS/inertiale Eng-Kopplungs-Technologie, die entwickelt wurde, um das umfangreiche Wissen und die Erfahrung von OxTS in Bezug auf GNSS und inertiale Integration, Kalman-Filterung und Navigationsverarbeitung voll auszuschöpfen. Es handelt sich um eine Kombination aus zwei unabhängigen Technologien, gx und ix, die jeweils auf die Verbesserung der Leistung in verschiedenen Szenarien ausgerichtet sind. Mit gx/ix kann das System dann je nach Umgebung intelligent zwischen den verschiedenen Modi umschalten, um in jeder Situation die bestmögliche Leistung zu gewährleisten.

Was macht der gx-Modus?
Wenn die Umgebung so beschaffen ist, dass die Satellitensichtbarkeit gut ist, wird die gx-Verarbeitung verwendet. Die rohen GNSS-Messungen werden zur Berechnung von Positions- und Geschwindigkeitslösungen verwendet, anstatt die vom GNSS-Empfänger ausgegebenen Lösungen zu verwenden. Dies ermöglicht die gx-Verarbeitung zur Erstellung von Lösungen, die auf unseren Kalman-Filter zugeschnitten sind, die sich sicherer in die inertiale Lösung integrieren lassen und die Leistung verbessern, insbesondere bei GNSS-Empfängern geringerer Qualität.

Schwierige GNSS-Umgebung

Wie funktioniert die gx-Verarbeitung?
Die gx-Verarbeitung nimmt die Pseudo-Entfernung (Entfernung zu jedem Satelliten) und die Doppler-Schätzung (relative Geschwindigkeit jedes Satelliten) und verwendet diese zur Berechnung von Geschwindigkeit und Position, ähnlich wie ein GNSS-Empfänger selbst. Die Geschwindigkeits- und Positionsmessungen werden vom Kalman-Filter verwendet, um die Ausgaben genau zu halten. GNSS-Empfänger filtern die Geschwindigkeit und Position vor der Ausgabe. Dieser Filter kann verwendet werden, um Sprünge zu entfernen, die auf einigen Annahmen über die mögliche Bewegung des Fahrzeugs beruhen. Sie kann eine "Trägerphasenglättung" des Pseudo-Bereichs beinhalten, die die Korrelation der Positions- und Geschwindigkeitsmessungen tendenziell erhöht. Durch die Berechnung unserer eigenen Position und Geschwindigkeit können wir einige der Filter vermeiden, die sonst im Kalman-Filter genau modelliert werden müssen. Wie der Empfänger benötigt auch die gx-Verarbeitung mindestens 4 Satelliten, um eine Lösung berechnen zu können.

Was macht der ix-Modus?
In raueren GNSS-Umgebungen, in denen weniger als 4 Satelliten in Sichtweite sind oder einige Satelliten aufgrund von Mehrweg- oder anderen Effekten schlechte Messungen liefern, wird die ix-Verarbeitung verwendet. Die ix-Verarbeitungsalgorithmen verwenden ebenfalls die rohen GNSS-Messungen wie die gx-Verarbeitung, aber sie integriert die Messungen in die Navigations-Engine, einen Satelliten nach dem anderen, in einem Prozess, der als "Single Satellite Aiding" bekannt ist. Da die ix-Verarbeitung jeden Satelliten einzeln betrachtet, benötigt sie nicht das normale Minimum von 4 sichtbaren Satelliten, um die Messungen nutzen zu können. Dies kann die Beeinträchtigung der Genauigkeit in schlechten GNSS-Umgebungen erheblich erleichtern, da es, solange mindestens ein Satellit in Sichtweite ist, immer noch zur Unterstützung der inertialen Messungen und der Navigations-Engine verwendet werden kann.

Wie funktioniert die ix-Verarbeitung?
Obwohl die ix-Verarbeitung die rohen GNSS-Messungen verwendet, werden diese nicht wie bei der gx-Verarbeitung oder einem Empfänger zur Berechnung einer Positions- und Geschwindigkeitslösung verwendet. Stattdessen verwendet sie die Informationen von jedem einzelnen Satelliten, den sie sehen kann, um die zuletzt berechnete Position einzustellen und zu halten. Das bedeutet, dass die Positionsgenauigkeit auch dann beibehalten werden kann, wenn weniger als 4 Satelliten in Sichtweite sind.

Bei Pseudoentfernungs- oder Trägerphasendifferenzkorrekturen ist die Inertiallösung oft genauer als die GNSS-Float-Lösung. So kann die ix-Verarbeitung auch Mehrdeutigkeiten aussperren und die Konvergenzzeit auf eine korrekte Lösung beschleunigen.

Was ist gx/ix™ RTK?
Die RTK-Option gx/ix ist eine Erweiterung von gx/ix, die es ermöglicht, die gx- und ix-Verarbeitungsalgorithmen in Verbindung mit Trägerphasenmessungen und RTK-Korrekturdaten für eine eng gekoppelte Lösung mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich zu verwenden. Ein zusätzlicher Vorteil der ix RTK-Verarbeitung ist eine Funktion, die als "Inertial Relock" bekannt ist.

Was ist Inertial Relock?
Inertial Relock ist eine Funktion der RTK-Verarbeitung von ix, die die Zeit für die Auflösung von Mehrdeutigkeiten und damit die Zeit für die Wiedererlangung der RTK-Sperre erheblich reduzieren kann. Das bedeutet, dass in Umgebungen mit häufigen Hindernissen weniger Zeit außerhalb des RTK-Modus verbracht wird und das höchste Maß an Genauigkeit beibehalten wird.

Wann benötige ich gx/ix RTK?
Wenn Sie ein INS-Produkt mit zwei Frequenzen haben und Korrekturen in Echtzeit übertragen, z. B. mit einer Funkverbindung zu einer Basisstation, dann ist gx/ix RTK nicht erforderlich, um die RTK-Genauigkeit zu erreichen, obwohl Sie nicht von der engen Kopplung profitieren.
Wenn Sie Basisstationskorrekturen protokollieren, die in der Nachbearbeitung hinzugefügt werden sollen, ist gx/ix RTK erforderlich, um die RTK-Genauigkeit zu erreichen. Ohne sie wird selbst mit Trägerphasendifferenzkorrekturen die maximale Genauigkeit im DGPS-Modus erreicht, der eine Positionsgenauigkeit von ~40 cm ergibt.

Ist GLONASS mit gx/ix kompatibel?
Wenn Ihr INS GLONASS aktiviert hat, dann sind diese Satellitendaten derzeit mit der Basis-gx/ix-Verarbeitung, d. h. bis zum DGPS-Modus, kompatibel. Die Unterstützung für GLONASS in gx/ix RTK ist in Kürze erhältlich.

Was ist mit Beidou, Galileo, SBAS, QZSS usw.?
Diese werden derzeit in keinem gx/ix-Modus unterstützt.

Welche Produkte unterstützen die gx/ix-Verarbeitung?
Alle inertialen Navigationssysteme von OxTS unterstützen die gx/ix-Verarbeitung. Um die Vorteile von gx/ix RTK zu nutzen, ist ein Zweifrequenzmodell erforderlich. Mit dem Inertial kann die gx/ix-Verarbeitung verwendet werden, wenn die internen Empfänger genutzt werden. Er ist derzeit nicht mit externen Empfängern kompatibel.

Kann ich die gx/ix-Nachbearbeitung mit der INS eines anderen Herstellers verwenden?
Nein, gx/ix wurde von OxTS für die Arbeit mit OxTS-Produkten entwickelt. Wir nutzen die Eigenschaften unserer inertialen Sensoren und die Fehlermodellierung unserer GNSS-Empfänger, um maßgeschneiderte Lösungen für unsere Verarbeitung zu schaffen.

Welche Basisstationsformate benötigt gx/ix?
Um die Vorteile von gx/ix mit Differenzkorrekturen zu nutzen, muss Ihre Basisstation so konfiguriert sein, dass sie RTCM V3-Formatkorrekturen ausgibt. Wenn Sie keine mobile Basisstation haben, können auch RINEX-Dateien aus einem CORS-Netz zur Nachbearbeitung verwendet werden.

Ist gx/ix in Echtzeit verfügbar?
Die gx/ix-Verarbeitung auf Basisebene ist in Echtzeit verfügbar, aber derzeit ist gx/ix RTK nur in der Nachbearbeitung möglich. Wir arbeiten daran, gx/ix RTK auch in Echtzeit zu implementieren.

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