本實驗係將天線置於本校電機二館頂樓之一已知參考點,利用接收機提供之 GLONASS 廣播星曆(GLOEPH data)、GLONASS 各衛星與接收機之偽距(RANGE data)及 GPS 提供之電離層模型參數(ION data)計算出接收機位置,再將計算出之結 果與已知參考點相比。同時,接收機也提供其定位出之位置(PSRPOS data),故吾
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人也將算出之結果與其比較。已知參考點座標如表 5.1 所示。
表 5.1 單機靜態定位參考座標
參考點(於 WGS84) X (m) Y (m) Z (m)
座標值 -3025303.7132 4928767.9473 2680964.8476
參考點(於 LLH) 緯度(°) 經度(°) 高度(m)
座標值 25.018637 121.541821 46.81772
實驗可分為兩部分,第一部分係利用(4.25)式算出定位結果,即利用偽距觀測 Calculate data(Calculate datah)/PSRPOS data 與參考點於東方之誤差,同理 ENU 座 標之 N 與 U 值,即分別表示 Calculate data(Calculate datah)/ PSRPOS data 與參考點 於北方及上方之誤差。
再者,若要比對 Calculate data/Calculate datah與 PSRPOS data,可於 ENU 座標 下,兩者 E、N、U 值相減,即找出該兩筆資料之東方、北方及上方之誤差。
定位之過程中,(x y z 為一猜測值,可在解定位起始時先自行隨意猜測,0, 0, 0) 該猜測值一般係採用上一時刻定位之結果,接著利用遞迴方式使接收機之位置收
斂。在遞迴之過程中,4.2 節介紹之訊號傳遞時間τ 也將同時修正至最佳值。此兩 者為本實驗極具重要之處,定位演算法之流程如圖 5.1 所示。
圖 5.1 定位演算法流程圖
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5.3 單機靜態定位實驗單機靜態定位實驗單機靜態定位實驗單機靜態定位實驗結果結果結果 結果
1.第一筆第一筆第一筆第一筆實驗實驗實驗數據實驗數據數據 數據
第一筆實驗數據共有 800 秒,而各時刻之 GLONASS 衛星數目約 8 至 9 顆,
其值如圖 5.1 所示。以下將分為兩部分,利用偽距觀測量之定位結果與引入高度限 制條件式之定位結果。
圖 5.2 各時刻之 GLONASS 衛星數目
利用偽距觀測量之定位結果 利用偽距觀測量之定位結果 利用偽距觀測量之定位結果 利用偽距觀測量之定位結果
Calculate data 與 PSRPOS data 於 ENU 座標之平均值與標準差,如表 5.2 所示。
Calculate data 與 PSRPOS data 之定位結果,以及 Calculate data 與參考點之誤差、
Calculate data 與 PSRPOS data 之誤差,均可參閱圖 5.2。
表 5.2 Calculate data/PSRPOS data 於 ENU 座標之平均值與標準差
ENU 座標
Calculate data PSRPOS data
平均值 (m) 標準差 (m) 平均值 (m) 標準差 (m) E 方向 -5.1605 0.19042 -5.2908 0.20756 N 方向 3.8723 0.26655 3.9885 0.31172 水平方向 6.4571 0.19753 6.6316 0.25074 U(垂直方向) -1.6435 1.81046 -22.1582 2.28334
圖 5.3(a) Calculate data/PSRPOS data 水平定位結果
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圖 5.3(b) Calculate data 各時刻之 ENU 座標
圖 5.3(c) Calculate data 與參考點之水平與垂直誤差
圖 5.3(d) Calculate data/PSRPOS data ENU 座標 E 方向
圖 5.3(e) Calculate data/PSRPOS data ENU 座標 N 方向
70
圖 5.3(f) Calculate data/PSRPOS data ENU 座標 U 方向
圖 5.3(g) Calculate data 與 PSRPOS data 三方向之誤差
引入高度限制條件式 引入高度限制條件式 引入高度限制條件式
引入高度限制條件式之定位結果之定位結果之定位結果 之定位結果
Calculate datah與 PSRPOS data 於 ENU 座標之平均值與標準差,如表 5.3 所示。
Calculate datah與 PSRPOS data 之定位結果,以及 Calculate datah與參考點之誤差、
Calculate datah與 PSRPOS data 之誤差,均可參閱圖 5.3。
表 5.3 Calculate datah/PSRPOS data 於 ENU 座標之平均值與標準差
ENU 座標
Calculate datah PSRPOS data
平均值 (m) 標準差 (m) 平均值 (m) 標準差 (m) E 方向 -5.1775 0.17025 -5.2908 0.20756 N 方向 3.8953 0.25476 3.9885 0.31172 水平方向 6.4839 0.18207 6.6316 0.25074 U(垂直方向) -0.3717 0.39792 -22.1582 2.28334
圖 5.4(a) Calculate datah/PSRPOS data 水平定位結果
72
圖 5.4(b) Calculate datah各時刻之 ENU 座標
圖 5.4(c) Calculate datah與參考點之水平與垂直誤差
h
h
圖 5.4(d) Calculate datah/PSRPOS data ENU 座標 E 方向
圖 5.4(e) Calculate datah/PSRPOS data ENU 座標 N 方向
74
圖 5.4(f) Calculate datah/PSRPOS data ENU 座標 U 方向
圖 5.4(g) Calculate datah與 PSRPOS data 三方向之誤差
2.第二第二第二第二筆筆筆實驗筆實驗實驗數據實驗數據數據 數據
第二筆實驗數據共有 630 秒,而各時刻之 GLONASS 衛星數目約 7 至 9 顆,
其值如圖 5.4 所示。以下也將分為兩部分,利用偽距觀測量之定位結果與引入高度 限制條件式之定位結果。
圖 5.5 各時刻之 GLONASS 衛星數目
利用偽距觀測量之定位結果 利用偽距觀測量之定位結果 利用偽距觀測量之定位結果 利用偽距觀測量之定位結果
Calculate data 與 PSRPOS data 於 ENU 座標之平均值與標準差,如表 5.4 所示。
Calculate data 與 PSRPOS data 之定位結果,以及 Calculate data 與參考點之誤差、
Calculate data 與 PSRPOS data 之誤差,均可參閱圖 5.5。
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表 5.4 Calculate data/PSRPOS data 於 ENU 座標之平均值與標準差
ENU 座標
Calculate data PSRPOS data
平均值 (m) 標準差 (m) 平均值 (m) 標準差 (m) E 方向 -7.5723 1.85199 -7.4294 1.89749 N 方向 6.0139 1.06228 6.1177 1.03081 水平方向 9.7753 1.58312 9.7367 1.57444 U(垂直方向) 13.8222 5.35192 -6.8873 5.42047
5.6(a) Calculate data/PSRPOS data 水平定位結果
圖 5.6(b) Calculate data 各時刻之 ENU 座標
圖 5.6(c) Calculate data 與參考點之水平與垂直誤差
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圖 5.6(d) Calculate data/PSRPOS data ENU 座標 E 方向
圖 5.6(e) Calculate data/PSRPOS data ENU 座標 N 方向
圖 5.6(f) Calculate data/PSRPOS data ENU 座標 U 方向
圖 5.6(g) Calculate data 與 PSRPOS data 三方向之誤差
80 引入高度限制條件式
引入高度限制條件式 引入高度限制條件式
引入高度限制條件式之定位結果之定位結果之定位結果 之定位結果
Calculate datah與 PSRPOS data 於 ENU 座標之平均值與標準差,如表 5.5 所示。
Calculate datah與 PSRPOS data 之定位結果,以及 Calculate datah與參考點之誤差、
Calculate datah與 PSRPOS data 之誤差,均可參閱圖 5.6。
表 5.5 Calculate datah/PSRPOS data 於 ENU 座標之平均值與標準差
ENU 座標
Calculate datah PSRPOS data
平均值 (m) 標準差 (m) 平均值 (m) 標準差 (m) E 方向 -6.9661 1.72739 -7.4294 1.89749 N 方向 6.6217 0.81849 6.1177 1.03081 水平方向 9.6924 1.44333 9.7367 1.57444 U(垂直方向) 3.6800 2.36253 -6.8873 5.42047
5.7(a) Calculate datah/PSRPOS data 水平定位結果
圖 5.7(b) Calculate datah各時刻之 ENU 座標
圖 5.7(c) Calculate datah與參考點之水平與垂直誤差
h h
82
圖 5.7(d) Calculate datah/PSRPOS data ENU 座標 E 方向
圖 5.7(e) Calculate datah/PSRPOS data ENU 座標 N 方向
圖 5.7(f) Calculate datah/PSRPOS data ENU 座標 U 方向
圖 5.7(g) Calculate datah與 PSRPOS data 三方向之誤差
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由表 5.6 及表 5.7 中之平均值可發現,Calculate data、Calculate datah與 PSRPOS data 三者於水平方向之定位精確度相差不大,其中 Calculate datah兩次數據皆優於 PSRPOS data。而垂直方向之定位精度,Calculate datah明顯優於其他兩者。
由表 5.6 及表 5.7 中之標準差可發現,Calculate data 與 PSRPOS data 兩者於水 平及垂直方向之定位穩定性相差不大,Calculate data 略優。若加入高度限制條件 式,垂直方向之定位穩定度明顯優於其他兩者,即 Calculate datah明顯優於 Calculate data 與 PSRPOS data。值得注意的是,Calculate datah水平方向之定位穩定度同時也 略優於另外兩者。
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第
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