ГНСС/GNSS

Разные рандомные детали про GNSS измерения.

Введение #

1. Поддержка сырых измерений GNSS

Kirin 980 поддерживает dual-frequency и raw GNSS, и Huawei в этих моделях не отключала это (в отличие от других брендов).

2. Записать логи в raw формате

3. Преобразовать в RINEX

https://github.com/google/gps-measurement-tools

python raw_to_rinex.py –input_log gnss_log.txt –output_rinex obs.obs

4. Постобработка: RTKLIB

RTKLIB GUI Tools (RTKPOST + RTKPlot)

Скачай навигационный файл (ephemeris.nav) с сайтов IGS или CORS.

Используй RTKPOST, чтобы:

задать .obs и .nav

выбрать режим "Single"

нажать Execute

Получишь .pos файл с координатами.

CN0 #

CN0 (или C/N₀) - Carrier-to-Noise Density Ratio.

Отношение мощности сигнала к спектральной плотности шума, измеряемое в децибелах на Герц (дБ-Гц).

Это один из основных показателей качества GNSS-сигнала от спутника на приёмнике.

Чем выше CN0, тем лучше качество сигнала и меньше погрешность при измерениях.

CN₀ (дБ-Гц) Качество сигнала
10–20 Очень плохой (внутри зданий, глубокая тень)
25–30 Плохой (заслонённое небо)
30–35 Средний (город, лёгкие преграды)
35–40 Хороший (открытое небо, но возможно затенение)
40–50+ Отличный (открытое небо, минимум шума)
  • Для фильтрации спутников: можно исключить те, у кого CN0 < 30 дБ-Гц.
  • Для оценки точности наблюдений: низкий CN0 → большее влияние многолучёвости, шума, ионизоферных помех.
  • В постобработке GNSS: CN0 влияет на вес наблюдений при расчёте координат.

25o #

Пример названия файла GEOP178M.25o. Формат *.25o — это RINEX Observation File (файл наблюдений), где:

  • GEOP178M - имя станции/устройства (может быть произвольным)
  • 25 — означает год создания файла (2025)
  • o — означает, что это файл наблюдений (observation) в формате RINEX
  • 178 — порядкой номер дня в году, в 2025 это 27 июня 2025 года
  • M — порядковый номер файла, добавляется приложением Geo++RINEX Logger, чтобы разбивать файл наблюдений на части.

Содержит измерения от спутников по всем созвездиям (GPS, GLONASS, Galileo и т.д.).

Не содержит эфемерид — нужен ещё файл .25n (навигационные данные) или .25g, .25l, и т.п.

Значения:

  • Pseudorange (C1, C2, …)
  • Carrier phase (L1, L2, …)
  • Signal strength (S1, S2)
  • Метки времени

Заголовок

     3.04           OBSERVATION DATA    M: Mixed            RINEX VERSION / TYPE
Geo++ RINEX Logger  Geo++               20250627 115942 UTC PGM / RUN BY / DATE
************************************************************COMMENT
This file was generated by the Geo++ RINEX Logger App       COMMENT
for Android devices (Version 2.1.8). If you encounter       COMMENT
any issues, please send an email to android@geopp.de        COMMENT
Filtering Mode: BEST                                        COMMENT
************************************************************COMMENT
Hardware:                  Hisilicon Corporation Hi1103 V100COMMENT
Geo++                                                       MARKER NAME
GEODETIC                                                    MARKER TYPE
Geo++               Geo++                                   OBSERVER / AGENCY
NA                  NA                  NA                  REC # / TYPE / VERS
NA                  NA                                      ANT # / TYPE
  2846757.2318  2197209.8974  5250293.9046                  APPROX POSITION XYZ
        0.0000        0.0000        0.0000                  ANTENNA: DELTA H/E/N
G    8 C1C L1C D1C S1C C5Q L5Q D5Q S5Q                      SYS / # / OBS TYPES
R    4 C1C L1C D1C S1C                                      SYS / # / OBS TYPES
E   12 C1B L1B D1B S1B C1C L1C D1C S1C C5Q L5Q D5Q S5Q      SYS / # / OBS TYPES
C   12 C2I L2I D2I S2I C1D L1D D1D S1D C5P L5P D5P S5P      SYS / # / OBS TYPES
J    8 C1C L1C D1C S1C C5Q L5Q D5Q S5Q                      SYS / # / OBS TYPES
  2025     6    27    12     0    0.9968205     GPS         TIME OF FIRST OBS
 24 R01  1 R02 -4 R03  5 R04  6 R05  1 R06 -4 R07  5 R08  6 GLONASS SLOT / FRQ #
    R09 -2 R10 -7 R11  0 R12 -1 R13 -2 R14 -7 R15  0 R16 -1 GLONASS SLOT / FRQ #
    R17  4 R18 -3 R19  3 R20  2 R21  4 R22 -3 R23  3 R24  2 GLONASS SLOT / FRQ #
G L1C                                                       SYS / PHASE SHIFT
G L5Q -0.25000                                              SYS / PHASE SHIFT
R L1C                                                       SYS / PHASE SHIFT
E L1B                                                       SYS / PHASE SHIFT
E L1C +0.50000                                              SYS / PHASE SHIFT
E L5Q -0.25000                                              SYS / PHASE SHIFT
C L2I                                                       SYS / PHASE SHIFT
J L1C                                                       SYS / PHASE SHIFT
J L5Q -0.25000                                              SYS / PHASE SHIFT
 C1C    0.000 C1P    0.000 C2C    0.000 C2P    0.000        GLONASS COD/PHS/BIS
                                                            END OF HEADER

Системы:

  • G - GPS
  • R - GLONASS
  • E - Galileo
  • C - BeiDou
  • J - QZSS

Данные

> 2025  6 28  9 14  0.0000038  0 19
G32  23191994.017             3746.322          30.000    23192020.398    2809.300   15.000  
G18  24279921.660            -2864.279          32.000    24279930.954   -2138.317   29.000  
G23  21699965.327            -1473.854          34.000  
G24  24357261.519             2596.960          24.000    24357264.217    1941.721   23.000  
G08  21042757.602             856.365           15.000  
G10  20632451.451             711.138           30.000    20632458.346    532.136    26.000  
G27  21049922.942            -1039.520          32.000  
G15  24149391.724            -2900.621          18.000                                                                  
E02  27618917.421            -2543.111          14.000    27618912.924   -1899.017   20.000  
E04  25830513.907            -455.708           15.000    25830521.102   -335.276    16.000  
E36  23536972.693            -171.532           31.000    23536969.695   -129.664    29.000  
E05  26117033.654             3839.183          33.000    26117043.247    2867.299   34.000  
E09  25307321.506             2330.521          37.000    25307327.802    1742.644   26.000  
E27  27267450.337             1642.724          9.000                                                                   
C19  22494402.449            -158.955           37.000                                 
C20  25414678.984            -2487.247          22.000                                             
C22  22895539.748             3116.774          35.000                                           
C13  37559871.042            -244.060           28.000                                              
R07  22618308.171             4986.088          32.000                                  

G17 - название спутника одной из систем.

25n #

Международная служба IGS (International GNSS Service, GNSS - Global Navigation Satellite System) через NASA CDDIS (Crustal Dynamics Data Information System — Информационная система по данным о движении земной коры). IGS — крупнейший архив GNSS-данных.

Перейдите на сайт NASA CDDIS, раздел Daily Data: https://igs.org/data. Дальше перейти по ссылке: https://cddis.nasa.gov/archive/gnss/data/daily. Нужно иметь аккаунт Earthdata. Залогиниться.

В структуре /gnss/data/daily/YYYY/DDD/ нужно найти файл вида: brdcDDD0.YYn.gz. DDD — день года наблюдения.

Пример для 27 июня 2025 года.

  • Год 2025 — соответствующий день года (e.g., 178-й день).
  • Путь: /2025/178/brdc1780.25n.gz.
Папка Система GNSS Содержит Official explanation
25d/ RINEX наблюдения compressed, Hatanaka-compacted RINEX observation data
25f/ Beidou Навигационные файлы для Beidou Beidou broadcast ephemeris data
25g/ GLONASS Навигационные файлы для ГЛОНАСС GLONASS broadcast ephemeris data
25h/ SBAS SBAS SBAS broadcast ephemeris data
25i/ IRNSS Навигационные файлы для IRNSS IRNSS broadcast ephemeris data
25l/ Galileo Навигационные файлы для Galileo Galileo broadcast ephemeris data
25m/ RINEX метеоданные RINEX meteorological data for a subset of sites
25n/ GPS Навигационные файлы для GPS GPS broadcast ephemeris data
25o/ RINEX наблюдения compressed RINEX observation data
25p/ Смешанные эфемериды Mixed broadcast ephemeris data
25q/ QZSS Навигационные файлы для QZSS QZSS broadcast ephemeris
25s/ Сводные файлы summary files of the observation data

brdc - Broadcast ephemerides — объединённый навигационный файл, содержащий все спутники системы за один день.

Скачайте, распакуйте .gz, получите *.25n — файл с навигацией.

rtklib #

Библиотека и набор инструментов с открытым исходным кодом (BSD 2-clause aka FreeBSD) для постобработки измерений GNSS с высокой точностью, в режиме RTK (Real-Time Kinematic) и PPP (Precise Point Positioning).

  • Автор: Takasu Tomoji, Токийский университет морской науки и технологий.
  • Первый релиз: 2009 год.
  • Последний релиз: 6 января 2021, 2.4.3 b34 скачать

pos #

Выходной файл, результат работы rnx2rtkp.

Запуск с параметрами в командной строке:

rnx2rtkp -p 0 -f 4 -m 0 -t 15 -o output.pos GEOP178M.25o brdc1780.25n
Параметр Значение Объяснение
-p 0 Single mode (0: Single, 1: DGPS, 2: Kinematic…)
-f 4 L1+L5 Использовать две частоты (если есть)
-m 0 Forward solution Одностороннее решение
-t 15 Elevation mask Маска высоты 15°
-o output.pos Выходной файл

Запуск с параметрами в конфигурационном файле:

rnx2rtkp -k single.conf GEOP180N.25o brdc1800.25n > output.pos

Пример содержимого конфигурационного файла:

# === позиционирование ===
pos1-posmode     =single      # 0: Single
pos1-frequency   =4      # 4: L1+L5
pos1-soltype     =0      # 0: Forward
pos1-elmask      =15
pos1-snrmask     =0
pos1-dynamics    =0
pos1-tidecorr    =0

# === дополнительные параметры ===
pos2-armode      =0      # 0: Off (no ambiguity resolution)
pos2-gloarmode   =0      # 0: Off
pos2-sateph      =0      # 0: Broadcast Ephemeris (BRDC)

# === формат вывода ===
out-solformat    =0      # 0: Lat/Lon/Height
out-outhead      =1
out-outopt       =1
out-timesys      =1      # 1: GPST
out-timeform     =1      # 1: hh:mm:ss
out-statlevel    =1      # 1: level1

# === отключаем коррекции ===
inp-sbascorr     =0
inp-dcb          =0

Заголовок результата:

% program   : rnx2rtkp ver.demo5 b34L
% inp file  : 15
% inp file  : GEOP178M.25o
% inp file  : brdc1780.25n
% obs start : 2025/06/27 12:00:01.0 GPST (week2372 475201.0s)
% obs end   : 2025/06/27 12:59:59.0 GPST (week2372 478799.0s)
%
% (lat/lon/height=WGS84/ellipsoidal,Q=1:fix,2:float,3:sbas,4:dgps,5:single,6:ppp,ns=# of satellites)
%  GPST latitude(deg) longitude(deg)  height(m)   Q  ns   sdn(m)   sde(m)   sdu(m)  sdne(m)  sdeu(m)  sdun(m) age(s)  ratio

Пример данных:

2025/06/27 12:00:00.990   53.871023428   39.151333919 -99301.0390   5   4   3.2043   2.6119   5.6681   1.1509   1.4308   2.0671   0.00    0.0
  • GPST - дата, время
  • latitude(deg) - широта
  • longitude(deg) - долгота
  • height(m) - высота
  • Q - режим, Q=1:fix,2:float,3:sbas,4:dgps,5:single,6:ppp
  • ns - количество спутников
  • sdn(m)
  • sde(m)
  • sdu(m)
  • sdne(m)
  • sdeu(m)
  • sdun(m)
  • age(s)
  • ratio