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2021年2月19日 (金)

Xiaomi MI 8のRawデータをGnssAnalysisのKalmanフィルタで処理して歩行経路を表示

 最近は、Xiaomi MI 8とGnssAnalysisの組み合わせで色々遊んでいます。
 下記資料を見ると、スマホからのRawデータを後処理することにより、測位特性が改善されるようです。

  GSA Raw Measurements Workshop 2020
  Updated Google Tools: Logging and Analyzing GNSS Measurements
  27  May 2020, v1.1 
      https://www.gsa.europa.eu/sites/default/files/expo/1.1_frank_van_diggelen_-_google.pdf

 上記資料のp.21には3枚の画像が並べられており、赤枠の部分には以下のように書かれています。

 ・WLS position from raw pr
 ・Kalman Filter position from WLS PVT
 ・WLS relative position from ADR(Carrier Phase)

 さらに、以下のような説明があります。
(上記URLから抜粋引用)
--------------------------------------------------------------------
Comparison of positions from the same data set, left to right:
● Raw Pseudorange, processed with Weighted Least Squares (weighted by reported measurement uncertainty).
● Kalman Filter, using WLS position, and WLS velocity (velocity computed from Doppler measurements)
Not shown: WLS position from smoothed pseudorange, is similar to Kalman Filter position.
● WLS position from ADR (Carrier Phase).
Conclusion: you should expect to get noisy positions from Raw Pseudoranges.
--------------------------------------------------------------------

 この資料の測定例の場合は、相対位置の誤差(ばらつき?)で見ると、Raw>Kalman Filter>ADR となるようです。
 ADRの例を見ると、直径2m程度の円の中に一つの文字が描かれています。
 実験で使用されたスマホは、Google Android 10 ということしか判りませんが、もしかしたらXiaomi MI 8(Android 10)でも同様なことができるかもしれません。
 ということで、理屈は殆ど理解していませんが、とりあえず実際に試してみました。

 受信条件は以下の通りです。
  場所:農地に隣接した一般開放された空き地(天空率80%程度?)
  測位期間:3分(歩行)
  スマホ:Xiaomi MI 8 (Android 10)  
  GNSS Log取得アプリ:GnssLogger (v.2.0.0.0)
  Logデータ後処理アプリ;GnssAnalysis (V3.0.3.0)

 空き地の中を適当に歩きましたが、目標となるような構造物がなかったので、直径3m程度の小さな茂みを一周した後に、地表に長方形を想像して4辺と思われる部分を歩きました。
 なお、空き地は凹凸のある歩き難い不整地であり、また、目標がないので、直線的に歩くのは困難でした。

【(01)GnssLogger_Plot】
01gnsslogger_plot
"Total Number of Visible Satellites:48"となっているので、受信環境は悪くないようです。

 

【(02)Analysis C/No strogest sats】
02analysis-cno-strogest-sats

 レベルのばらつきがありますが、QZSのPRN193(L1/L5),PRN194(L1/L5),PRN195(L1/L5)が受信出来ています。

 

【(03)Analysis_Positions(Raw)】
03analysis_positionsraw

  とても歩行経路とは思えません。

【(04)Analysis_Positions(Kalman Filter)】
04analysis_positionskalman-filter

歩いた経路に対応する円と長方形が表示されています。
上側の円が小さな茂み(直径約3m)に対応しています。

 

【(05)目標にした小さな茂み】
05_20210219175901
目標が真円ではないので、表示された円の精度が判りませんが、1m程度の精度は出ているかもしれません。

 

【(06)Analysis_Positions(ADR)】
06staanalysis_positionsadr

 ADRならもっと精度が良くなるかもしれないと期待したのですが、ばらつきが2000m以上という変な値になってしまいました。 理由はよく判りません。
 ADRということは搬送波の位相に関係しているようですが、測定方法が悪かった?
 残念ながら基礎知識がないので、ここから先に進むにはかなりの勉強が必要なようです。

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