Сравнительный анализ эффективности метода точного позиционирования с использованием нескольких глобальных навигационных спутниковых систем

Технология точного точечного позиционирования (метод PPP, от англ.: Precise Point Positioning) представляет собой высокоточный метод позиционирования глобальных навигационных спутниковых систем, дает возможность определить местоположение сантиметровой точности с использованием только одного приемника и точной информации об орбите и времени. В отличие от методов дифференциального позиционирования метод PPP не зависит от наземных опорных станций, что обеспечивает большее глобальное покрытие и значительно повышает эксплуатационную эффективность. Благодаря усовершенствованию четырех глобальных навигационных спутниковых систем – GPS, ГЛОНАСС, GALILEO и BeiDou (BDS) – были значительно улучшены все структуры передачи сигналов, система оповещения о местоположении групп спутников и, следовательно, расширены возможности, достигнутые модернизацией этих систем. Целью проведенного исследования являлось изучение эффективности метода PPP для четырех указанных глобальных навигационных спутниковых систем на примере сравнения времени, необходимого для достижения заданной точности, оценки точности позиционирования и оценки спутников, используемых для получения решения о позиционировании. Результаты исследования расширят знания о мультисистемных приложениях глобальных навигационных спутниковых систем и послужат основой для инновационного развития технологий высокоточной навигации и позиционирования данных систем в таких областях, как геодезия, картография и автономное вождение.

1. Choi B.-K., Cho C.-H., Lee S.J. Multi-GNSS kinematic precise point positioning: some results in South Korea // Journal of Positioning, Navigation, and Timing. 2017. Vol. 6. Iss. 1. P. 35–41. https://doi.org/10.11003/JPNT.2017.6.1.35.

2. Fan C., Yao Z., Wang S., Xing J. Pseudolite system-augmented GNSS real-time kinematic PPP // Journal of Geodesy. 2022. Vol. 96. P. 77. https://doi.org/10.1007/s00190-022-01663-4.

3. Gao Z., Zhang H., Ge M., Niu X., Shen W., Wickert J., et al. Tightly coupled integration of multi-GNSS PPP and MEMS inertial measurement unit data // GPS Solutions. 2017. Vol. 21. Iss. 2. P. 377–391. https://doi.org/10.1007/s10291-016-0527-z.

4. Li Y., Cai C. A mixed single- and dual-frequency quad-constellation GNSS precise point positioning approach on Xiaomi Mi8 smartphones // The Journal of Navigation. 2022. Vol. 75. Iss. 4. P. 849–863. https://doi.org/10.1017/S0373463322000145.

5. Hamza V., Stopar B., Sterle O., Pavlovčič-Prešeren P. Recent advances and applications of low-cost GNSS receivers: a review // GPS Solutions. 2025. Vol. 29. P. 56. https://doi.org/10.1007/s10291-025-01815-x.

6. Jin S., Meng X., Dardanelli G., Zhu Y. Multi-Global Navigation Satellite System for Earth observation: recent developments and new progress // Remote Sensing. 2024. Vol. 16. Iss. 24. P. 4800. https://doi.org/10.3390/rs16244800.

7. Jin S., Wang Q., Dardanelli G. A review on Multi-GNSS for Earth observation and emerging applications // Remote Sensing. 2022. Vol. 14. Iss. 16. P. 3930. https://doi.org/10.3390/rs14163930.

8. Hamza V., Stopar B., Sterle O., Pavlovcic-Preseren P. Observations and positioning quality of low-cost GNSS receivers: a review // GPS Solutions. 2024. Vol. 28. P. 149. https://doi.org/10.1007/s10291-024-01686-8.

9. An X., Meng X., Jiang W. Multi-constellation GNSS precise point positioning with multi-frequency raw observations and dual-frequency observations of ionospheric-free linear combination // Satellite Navigation. 2020. Vol. 1. P. 7. https://doi.org/10.1186/s43020-020-0009-x.

10. Liang K., Hao S., Yang Z., Wang J. A Multi-Global Navigation Satellite System (GNSS) time transfer method with Federated Kalman Filter (FKF) // Sensors. 2023. Vol. 23. Iss. 11. P. 5328. https://doi.org/10.3390/s23115328.

11. Ren X., Zhang X., Xie W, Zhang K., Yuan Y., Li X. Global ionospheric modelling using Multi-GNSS: BeiDou, Galileo, GLONASS and GPS // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. P. 33499. https://doi.org/10.1038/srep33499.

12. Yoo W.J., Kim L., Lee Y.D., Lee T.G., Lee H.K. Design and implementation of SDR-based multi-constellation multi-frequency real-time A-GNSS receiver utilizing GPGPU // Journal of Positioning, Navigation, and Timing. 2021. Vol. 10. Iss. 4. P. 315–333. https://doi.org/10.11003/JPNT.2021.10.4.315.

13. Chen J., Wang J., Zhang Y., Yang S., Chen Q., Gong X. Modeling and assessment of GPS/BDS combined precise point positioning // Sensors. 2016. Vol. 16. Iss. 7. P. 1151. https://doi.org/10.3390/s16071151.

14. Gao M., Cao Z., Meng Z., Tan C., Zhu H., Huang L. Algorithms research and precision comparison of different frequency combinations of BDS-3/GPS/Galileo for precise point positioning in Asia-Pacific region // Sensors. 2023. Vol. 23. Iss. 13. P. 5935. https://doi.org/10.3390/s23135935.

15. Hou Z., Zhou F. Assessing the performance of precise point positioning (PPP) with the fully serviceable multi-GNSS constellations: GPS, BDS-3, and Galileo // Remote Sensing. 2023. Vol. 15. Iss. 3. P. 807. https://doi.org/10.3390/rs15030807.

16. Liu W., Liu J., Xie J., Jiao B. Signal-in-space range error of the global BeiDou Navigation Satellite System and comparison with GPS, GLONASS, Galileo, and QZSS // Journal of Surveying Engineering. 2023. Vol. 149. Iss. 1. https://doi.org/10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000413.

17. Zhang Z., Pan L. Current performance of open position service with almost fully deployed multi-GNSS constellations: GPS, GLONASS, Galileo, BDS-2, and BDS-3 // Advances in Space Research. 2022. Vol. 69, Iss. 5. P. 1994–2019. https://doi.org/10.1016/j.asr.2021.12.002.

18. Zheng Y., Zheng F., Yang C., Nie G., Li S. Analyses of GLONASS and GPS plus GLONASS precise positioning performance in different latitude regions // Remote Sensing. 2022. Vol. 14. Iss. 18. P. 4640. https://doi.org/10.3390/rs14184640.

19. Hou P., Zha J., Liu T., Zhang B. Recent advances and perspectives in GNSS PPP-RTK // Measurement Science and Technology. 2023. Vol. 34. Iss. 5. P. 051002. https://doi.org/10.1088/1361-6501/acb78c.

20. Zhao Q., Guo J., Zuo H., Gong X., Guo W., Gu S. Comparison of time transfer of IF-PPP, GIM-PPP, and RIM-PPP // GPS Solutions. 2023. Vol. 27. P. 99. https://doi.org/10.1007/s10291-023-01424-6.