Оцінка продуктивності багаточастотних сигналів GNSS-смартфонів у геодезичних вимірюваннях

Abstract

Сучасні смартфони оснащені інтегрованими модулями глобальних навігаційних супутникових систем (GNSS), які підтримують одночасну роботу з кількома супутниковими сузір’ями. Завдяки цьому досягається вища точність визначення координат, покращуються навігаційні розрахунки та забезпечується більш точна синхронізація часу. Технологія інтерферометричної рефлектометрії GNSS (GNSS‑IR) спирається на використання цих можливостей, зокрема аналізу багатохвильових сигналів і їх відбитків, для більш детального вивчення властивостей поверхні. Можливість одночасної роботи з різними GNSS‑системами та їх частотними діапазонами, а також нижча вартість і висока портативність у порівнянні зі стандартними геодезичними приймачами роблять смартфони новим інструментом для застосування GNSS‑IR. У рамках нашої магістерської роботи проведено триденний експеримент, під час якого щодня виконували шестогодинні вимірювання. Метою дослідження було оцінити точність визначення висоти відбивача та її змін, спираючись на багаточастотні SNR‑дані GNSS, зібрані як з професійних геодезичних приймачів, так і зі смартфонів. Експериментальна установка включала два професійні приймачі Paquete GNSS i90 PRO і два смартфони Samsung Galaxy Note 20 Ultra, які були закріплені на горизонтальній рейці штатива в різних напрямках – до неба та в сторону надирів. Головним об’єктом дослідження була кількість надійних оцінок, співвідношення пікових амплітуд сигналу до рівня фонового шуму (PBNR), а також точність розрахунку висоти відбивача та різниці висот, отриманих за допомогою різних супутників і частот. Результати аналізу доводять, що у порівнянні зі смартфонами геодезичні приймачі забезпечують більш послідовне отримання даних для GNSS‑IR. При цьому виявлено, що орієнтація смартфонів – будь‑то горизонтальна, перевернена чи схилена – майже не впливає на точність отриманих оцінок, а найвищу якість результатів забезпечують сигнали GPS‑супутників.