Performance analysis of doppler aided GPS/QZSS precise positioning for land vehicles

For ITS (Intelligent Transport Systems), especially for land vehicles, precise position is the prime information. GNSS is the most popular navigation system. Generally, ITS demands lane distinguishable positioning accuracy. However urban area is most environments of land vehicles and the signal blocks of satellite with low elevation angle, multipath error and etc. make unreliable positioning results. Especially, lack of number of visible satellites (fewer than 4 satellites) cannot provide positioning results. QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) which operated by Japan has high interoperability. In addition, its elevation angle is very high in long time in Korea. It means QZSS signal can be received in urban area and it can be great advantage for land vehicles. The most positioning errors are occurred by multipath, cycle slip, and etc. For example, multipath error is unexpected momentary error. In order to reduce position error, smoothing technique in position domain is needed. In this paper, precise positioning for land vehicles was evaluated. First, by using QZSS, probability of navigation solution was enhanced. Second, the reliability is improved by smoothing positioning result using Doppler measurement. The analysis was performed by trajectory analysis using precise map data.

Dla inteligentnych systemów transportowych, zwłaszcza w odniesieniu do pojazdów lądowych, dokładna informacja o pozycji jest pierwszorzędna. Systemy satelitarne (GNSS) to obecnie najbardziej popularne systemy nawigacyjne. Zasadniczo inteligentne systemy transportowe wymagają znajomości pozycji determinowanej warunkami drogowymi, a obszary miejskie stanowią środowisko, w którym porusza się największa liczba pojazdów lądowych. Takie ograniczenia, jak przesłanianie niskich satelitów, błąd wielodrożności i tym podobne powodują, że pozycje wyznaczane metodami satelitarnymi stają się mało wiarygodne. Brak wyznaczeń może być spowodowany zwłaszcza brakiem dostatecznej liczby widocznych satelitów (mniej niż cztery). QZSS (Quasi-Zenitalny System Satelitarny), uruchomiony w Japonii, cechuje się w tym względzie niezwykle korzystnymi cechami. W dodatku jego wysokość topocentryczna przez długi czas jest bardzo duża dla obserwatora znajdującego się w Korei. Oznacza to, że sygnał tego systemu może być odbierany w obszarze miejskim, co stanowi bardzo korzystną cechę dla pojazdów lądowych. Większość błędów pozycji wynika w tym wypadku z błędu wielodrogowości, przeskoków fazy i tym podobnych. Na przykład, wielodrogowość obrazuje się jako chwilowe, niespodziewane odchylenie pozycji. Dla zmniejszenia tego rodzaju błędów niezbędna jest technika wygładzania pozycji. W artykule ocenie poddano dokładność pozycjonowania pojazdów lądowych. Po pierwsze poprzez zastosowanie QZSS poprawiono prawdopodobieństwo poprawnego rozwiązania, po drugie poprzez zastosowanie technik wygładzania z użyciem pomiarów dopplerowskich poprawiono wiarygodność wyznaczeń. Analizy wyników dokonano przez analizę trajektorii, odnosząc ją do dokładnych danych mapy.