scholarly journals The Integration of GPS/BDS Real-Time Kinematic Positioning and Visual–Inertial Odometry Based on Smartphones

2021 ◽  
Vol 10 (10) ◽  
pp. 699
Author(s):  
Zun Niu ◽  
Fugui Guo ◽  
Qiangqiang Shuai ◽  
Guangchen Li ◽  
Bocheng Zhu
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Urban Areas ◽  
Smartphone Application ◽  
Satellite System ◽  
Kinematic Positioning ◽  
Multiple Sensors ◽  
Real Time Kinematic ◽  
Global Navigation Satellite ◽  
Improved Algorithm

The real-time kinematic positioning technique (RTK) and visual–inertial odometry (VIO) are both promising positioning technologies. However, RTK degrades in GNSS-hostile areas, where global navigation satellite system (GNSS) signals are reflected and blocked, while VIO is affected by long-term drift. The integration of RTK and VIO can improve the accuracy and robustness of positioning. In recent years, smartphones equipped with multiple sensors have become commodities and can provide measurements for integrating RTK and VIO. This paper verifies the feasibility of integrating RTK and VIO using smartphones, and we propose an improved algorithm to integrate RTK and VIO with better performance. We began by developing an Android smartphone application for data collection and then wrote a Python program to convert the data to a robot operating system (ROS) bag. Next, we established two ROS nodes to calculate the RTK results and accomplish the integration. Finally, we conducted experiments in urban areas to assess the integration of RTK and VIO based on smartphones. The results demonstrate that the integration improves the accuracy and robustness of positioning and that our improved algorithm reduces altitude deviation. Our work can aid navigation and positioning research, which is the reason why we open source the majority of the codes at our GitHub.

scholarly journals High-Accuracy Real-Time Kinematic Positioning with Multiple Rover Receivers Sharing Common Clock

2021 ◽  
Vol 13 (4) ◽  
pp. 823
Author(s):  
Lin Zhao ◽  
Jiachang Jiang ◽  
Liang Li ◽  
Chun Jia ◽  
Jianhua Cheng
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Ambiguity Resolution ◽  
Temporal Stability ◽  
Estimation Method ◽  
Satellite System ◽  
Integer Ambiguity ◽  
Dual Frequency ◽  
Kinematic Positioning ◽  
Real Time Kinematic ◽  
Satellite Visibility

Since the traditional real-time kinematic positioning method is limited by the reduced satellite visibility from the deprived navigational environments, we, therefore, propose an improved RTK method with multiple rover receivers sharing a common clock. The proposed method can enhance observational redundancy by blending the observations from each rover receiver together so that the model strength will be improved. Integer ambiguity resolution of the proposed method is challenged in the presence of several inter-receiver biases (IRB). The IRB including inter-receiver code bias (IRCB) and inter-receiver phase bias (IRPB) is calibrated by the pre-estimation method because of their temporal stability. Multiple BeiDou Navigation Satellite System (BDS) dual-frequency datasets are collected to test the proposed method. The experimental results have shown that the IRCB and IRPB under the common clock mode are sufficiently stable for the ambiguity resolution. Compared with the traditional method, the ambiguity resolution success rate and positioning accuracy of the proposed method can be improved by 19.5% and 46.4% in the restricted satellite visibility environments.

APLICAÇÃO DE GEOTECNOLOGIAS NA ANÁLISE DE VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DO PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DO IFMA - CAMPUS ITAQUI-BACANGA.

2021 ◽  
Vol 14 (2) ◽  
pp. 105
Author(s):  
Maelckson Bruno Barros Gomes ◽  
André Luis Silva Santos
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Global Navigation Satellite System ◽  
Satellite System ◽  
Navigation Satellite ◽  
Real Time Kinematic ◽  
Global Navigation ◽  
Global Navigation Satellite

<p class="04CorpodoTexto">Este artigo tem por objetivo aplicar geotecnologias para obtenção de informações planialtimétricas a fim de avaliar a viabilidade de implantação do campus Centro Histórico/Itaqui-Bacanga do IFMA. Considerando que para realização de levantamento por métodos tradicionais é recomendado que seja realizado o destocamento e a limpeza do terreno previamente, avaliou-se a realização do levantamento planialtimétrico a partir de um par de receptores <em>Global Navigation Satellite System</em> (GNSS) pelo método <em>Real Time Kinematic</em> (RTK) pós processado e também a partir da realização de levantamento fotogramétrico, utilizando aeronave remotamente pilotada (ARP), popularmente conhecida como drone. Esta análise permitiu demonstrar que o aerolevantamento com a ARP pode ser aplicado na concepção inicial de um projeto de engenharia, conforme classificação do Tribunal de Contas da União (TCU) para níveis de precisão, pois obteve-se uma diferença orçamentária de 19% entre os projetos elaborados a partir das duas geotecnologias.</p><div> </div>

scholarly journals MOVING OBJECT CLASSIFICATION USING MULTILAYER LASER SCANNING WITH SPACE SUBDIVISION FRAMEWORK

2020 ◽  
Vol V-4-2020 ◽  
pp. 103-108
Author(s):  
M. Nakagawa ◽  
M. Taguchi
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Urban Areas ◽  
Laser Scanning ◽  
Laser Scanner ◽  
Object Classification ◽  
Point Clouds ◽  
Satellite System ◽  
Space Subdivision ◽  
Position Data ◽  
Global Navigation Satellite

Abstract. In this paper, we focus on the development of intelligent construction vehicles to improve the safety of workers in construction sites. Generally, global navigation satellite system positioning is utilized to obtain the position data of workers and construction vehicles. However, construction fields in urban areas have poor satellite positioning environments. Therefore, we have developed a 3D sensing unit mounted on a construction vehicle for worker position data acquisition. The unit mainly consists of a multilayer laser scanner. We propose a real-time object measurement, classification and tracking methodology with the multilayer laser scanner. We also propose a methodology to estimate and visualize object behaviors with a spatial model based on a space subdivision framework consisting of agents, activities, resources, and modifiers. We applied the space subdivision framework with a geofencing approach using real-time object classification and tracking results estimated from temporal point clouds. Our methodology was evaluated using temporal point clouds acquired from a construction vehicle in drilling works.

scholarly journals Construcción de la superficie hidrográfica de referencia vertical para las bahías de Buenaventura y Málaga, Pacífico colombiano

2018 ◽  
pp. 53-69 ◽  
Author(s):  
Merly Constanza Álvarez Machuca ◽  
Diego Armando Pulido Nossa ◽  
Leidy Janeth Solano Trullo ◽  
Fernando Oviedo Barrero
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Global Navigation Satellite System ◽  
Satellite System ◽  
Navigation Satellite ◽  
Geodetic System ◽  
Real Time Kinematic ◽  
Global Navigation ◽  
Global Navigation Satellite

El presente artículo define la ruta metodológica usada en el proyecto “Red Hidrográfica de Referencia Vertical para los principales puertos marítimos Colombianos”, durante la generación del marco vertical de referencia denominado “Superficie Hidrográfica de Referencia Vertical (SHRV2016)” para las bahías de Buenaventura y Málaga en el Pacífico Colombiano, a partir de tres componentes principales: la determinación matemática de datums verticales asociados a registros históricos de nivel de agua, el establecimiento de una red de vértices geodésicos de primer orden, y la medición de alturas en la superficie del mar con referencia al elipsoide WGS84 (World Geodetic System), empleando receptores del sistema GNSS (Global Navigation Satellite System) en modo diferencial RTK (Real Time kinematic). Los puntos de referencia en tierra fueron utilizados para dar el control vertical de precisión hacia los datums en el agua, y a su vez para la instalación de receptores base GNSS encargados de enviar las correcciones diferenciales en tiempo real durante la medición de alturas en la superficie del mar; Estas mediciones junto a la densificación de datums verticales calculados para la zona, constituyeron la base en la elaboración de la SHRV2016, modelo que con una resolución espacial de 500 metros, refiere al elipsoide WGS84 los datums verticales de nivel de agua, y que además de estandarizar las mediciones que realizan los diferentes usuarios en las aguas jurisdiccionales relativas a un datum vertical; permite aprovechar las ventajas de la tecnología GNSS para realizar la medición y corrección de nivel de agua en tiempo real con el menor grado de incertidumbre posible durante la ejecución de levantamientos hidrográficos, optimizando tiempo, calidad y recursos, especialmente en lugares como las Bahías de Buenaventura y Málaga, donde el régimen de marea hace compleja la actividad de corrección debido a la variabilidad en rango y fase propia del sector, lo cual obliga a instalar múltiples estaciones mareográficas, realizar tareas de topografía y geodesia en lugares de difícil acceso, y esperar al termino del levantamiento hidrográfico para incluir los registros de las estaciones en la corrección final de las profundidades. En un mediano plazo, las SHRV permitirán la generación de un modelo completo de referencia de los datums de marea hacia el elipsoide, que abarque completamente los litorales y regiones insulares del país, hasta los límites del mar territorial, gracias a la combinación con datos de altimetría satelital e instrumentos de observación mar adentro como boyas GPS, que permitan la correcta fusión con los modelos generados a nivel local en cada una de las bahías y puertos.

scholarly journals Análise comparativa entre métodos de determinação de desníveis: Nivelamento geométrico e posicionamento em tempo real (RTK)

2019 ◽  
Vol 3 (1) ◽  
pp. 75
Author(s):  
Zuleide Alves Ferreira ◽  
Jonathas Pereira Rabêlo ◽  
Lucas Elias Oliveira Borges ◽  
Matheus Gabriel Barbosa Cunha Gomes ◽  
Gustavo Marra Carrilho de Castro
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Global Navigation Satellite System ◽  
Satellite System ◽  
Navigation Satellite ◽  
Real Time Kinematic ◽  
Global Navigation ◽  
Global Navigation Satellite

<p class="SitioNovoResumo">A altitude de um local consiste na distância vertical entre determinado ponto na superfície terrestre e o nível médio dos mares, podendo ser determinada por diversos métodos. Devido ao uso crescente de novas tecnologias relacionadas ao Sistema de Navegação Global por Satélite (<em>Global Navigation Satellite System - GNSS</em>) na determinação da posição geográfica, inclusive para a determinação de altitudes, este trabalho tem como principal objetivo comparar dados obtidos através de nivelamento geométrico e de posicionamento em tempo real (<em>Real Time Kinematic - RTK</em>). O trabalho de campo foi realizado na cidade de Palmas – TO, onde para o levantamento executado pelo método RTK foram utilizados dois pares de receptores GNSS modelo Hiper II da fabricante Topcon, e para o nivelamento geométrico, foi utilizado um nível digital modelo Sprinter 250M da fabricante Leica Geosystems. Após o nivelamento e contranivelamento dos pontos, foi identificado erro altimétrico de 4 milímetros. Comparando-se os resultados obtidos, foi possível verificar que a média das diferenças entre as altitudes obtidas pelos dois métodos foi de 10 milímetros, sendo o desvio padrão dessas diferenças igual a 5 milímetros, caracterizando a amplitude amostral entre altitudes de apenas 21 milímetros. Deste modo, os resultados demonstram que a determinação da altitude pelo posicionamento em tempo real (RTK) apresentou precisão satisfatória atendendo adequadamente à maioria das necessidades da topografia, constatando-se rapidez e eficiência do método RTK também para determinação de desníveis.</p><p class="SitioNovoResumo"><strong>Palavras-chave</strong>: Altitude ortométrica. Nível digital. Topografia. GNSS.</p>

scholarly journals Assessment of Centre National d’Études Spatiales Real-Time Ionosphere Maps in Instantaneous Precise Real-Time Kinematic Positioning over Medium and Long Baselines

Sensors ◽  
2020 ◽  
Vol 20 (8) ◽  
pp. 2293 ◽  
Author(s):  
Dariusz Tomaszewski ◽  
Paweł Wielgosz ◽  
Jacek Rapiński ◽  
Anna Krypiak-Gregorczyk ◽  
Rafał Kaźmierczak ◽  
...  
Keyword(s):  
Real Time ◽  
A Priori ◽  
Satellite Orbit ◽  
Satellite System ◽  
Ionospheric Delay ◽  
Reference Station ◽  
Atmospheric Effects ◽  
International Gnss Service ◽  
Real Time Kinematic ◽  
Global Navigation Satellite

Precise real-time kinematic (RTK) Global Navigation Satellite System (GNSS) positioning requires fixing integer ambiguities after a short initialization time. Originally, it was assumed that it was only possible at a relatively short distance from a reference station (<10 km), because otherwise the atmospheric effects prevent effective ambiguity fixing. Nowadays, through the use of VRS, MAC, or FKP corrections, the distances to the closest reference station have been increased to around 35 km. However, the baselines resolved in real time are not as far as in the case of static positioning. Further extension of the baseline requires the use of an ionosphere-weighted model with ionospheric delay corrections available in real time. This solution is now possible thanks to the Radio Technical Commission for Maritime (RTCM) stream of SSR corrections from, for example, Centre National d’Études Spatiales (CNES), the first analysis center to provide it in the context of the International GNSS Service. Then, ionospheric delays are treated as pseudo-observations that have a priori values from the CLK RTCM stream. Additionally, satellite orbit and clock errors are properly considered using space-state representation (SSR) real-time radial, along-track, and cross-track corrections. The following paper presents the initial results of such RTK positioning. Measurements were performed in various field conditions reflecting realistic scenarios that could have been experienced by actual RTK users. We have shown that the assumed methodology was suitable for single-epoch RTK positioning with up to 82 km baseline in solar minimum (30 March 2019) mid and high latitude (Olsztyn, Poland) conditions. We also confirmed that it is possible to obtain a rover position at the level of a few centimeters of precision. Finally, the possibility of using other newer experimental IGS RT Global Ionospheric Maps (GIMs), from Chinese Academy of Sciences (CAS) and Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) among CNES, is discussed in terms of their recent performance in the ionospheric delay domain.

scholarly journals Integridade no posicionamento RTK e RTK em rede

2010 ◽  
Vol 16 (4) ◽  
pp. 589-605
Author(s):  
Eduardo De Magalhães Barbosa ◽  
João Francisco Galera Monico ◽  
Daniele Barroca Marra Alves ◽  
Leonardo Castro De Oliveira
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Global Navigation Satellite System ◽  
Satellite System ◽  
Sao Paulo ◽  
Navigation Satellite ◽  
São Paulo ◽  
Real Time Kinematic ◽  
Global Navigation ◽  
Global Navigation Satellite

Os avanços tecnológicos nos métodos de posicionamento têm possibilitado o desenvolvimento de metodologias que viabilizam a sua utilização pelo usuário numa diversidade de aplicações. Um dos métodos de posicionamento GNSS (Global Navigation Satellite System) de grande destaque é o RTK (Real Time Kinematic), cujo conceito tem como princípio básico a alta correlação dos erros provocados pela ionosfera, troposfera e órbita dos satélites na estação de referência e em uma estação próxima de interesse, além da existência de um link de rádio ou de outro sistema de comunicação que permita a transmissão dos dados coletados na base ao usuário. Porém quando as distâncias vão aumentando, a correlação é perdida. Esse fato motivou o desenvolvimento do conceito de rede de estações de referência (RTK em Rede), visando superar esta deficiência. O RTK em Rede utiliza a infra-estrutura de uma rede de estações de referência para disponibilizar correções ao usuário. Tanto o conceito de RTK como o de RTK em rede permitem introduzir o conceito de integridade, muito utilizado em navegação, no contexto da Geodésia. Nesse artigo é apresentada a teoria sobre integridade e sua utilização no RTK e RTK em rede no contexto da rede GNSS do Estado de São Paulo. Nos resultados obtidos observou-se que a garantia da integridade indicada por HPL < AL, VPL < AL e AC < AL, representados pelo nível de proteção horizontal (HPL) e nível de proteção vertical (VPL) em relação ao limite de alarme (AL) e a acurácia (AC), na média foram de 68,3% e 63,9% para a componente horizontal e vertical, respectivamente. Discussões sobre esses resultados são apresentadas.

scholarly journals Nghiên cứu chế độ bay UAV trong khảo sát địa hình công trình dạng tuyến - ứng dụng cho đoạn đường đê Xuân Quan, Hà Nội

2021 ◽  
Vol 15 (7V) ◽  
pp. 131-142
Author(s):  
Lương Ngọc Dũng ◽  
Trần Đình Trọng ◽  
Vũ Đình Chiều ◽  
Bùi Duy Quỳnh ◽  
Hà Thị Hằng ◽  
...  
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Unmanned Aerial Vehicle ◽  
Global Navigation Satellite System ◽  
Satellite System ◽  
Viet Nam ◽  
Navigation Satellite ◽  
Real Time Kinematic ◽  
Aerial Vehicle ◽  
Global Navigation ◽  
Global Navigation Satellite

Giải pháp thành lập bản đồ địa hình bằng thiết bị bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicle - UAV) đang ngày càng phổ biến ở Việt Nam. Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh thiết bị UAV đảm bảo độ chính xác thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, tuy nhiên chưa có các giải pháp cụ thể cho công trình đặc thù dạng tuyến. Mục tiêu nghiên cứu của bài báo là các chế độ bay phù hợp cho công tác khảo sát địa hình các công trình dạng tuyến. Đối tượng thực nghiệm, một đoạn đường bộ thuộc địa phận đê Xuân Quan, Hà Nội, được khảo sát bằng thiết bị UAV Phantom 4 Pro với các chế độ khác nhau trên các phần mềm điều khiển bay có sẵn. Kết quả thực nghiệm các chế độ bay được so sánh với kết quả đo định vị động thời gian thực (Global Navigation Satellite System/Real Time Kinematic - GNSS/RTK) để đánh giá độ chính xác. Nghiên cứu chỉ ra kiểu bay dải phủ trùm, đối với công trình dạng tuyến, thích hợp ở các giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế thi công. Trong khi kiểu bay 2 dải đơn phù hợp và hiệu quả cho các quá trình quy hoạch, đánh giá sơ bộ công trình dạng tuyến.

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