FastFix GPS 快照定位算法

FastFix 算法使用最小二乘优化来从相对码相位和GNSS卫星信号的多普勒频移的测量中估计接收器位置和GPS时间。该算法的一个实际应用是在一个小型、轻量、低功耗的跟踪标签中演示的，该标签定期唤醒，记录并存储4毫秒的GPS L1波段信号，然后返回到低功耗状态——与典型的GPS设备相比，功耗降低了约10,000倍。静止设备测试显示，使用小面积天线的中位误差为27.7米。

用法

使用过程是两步过程。第一步是卫星信号的获取。为此有一个命令行工具。

获取

usage: acquire [-h] [--tag-dir TAG_DIR] [--binfile BINFILE] --outfile OUTFILE [--decodedfile DECODEDFILE] --fc0 FC0 [--resolution RESOLUTION] [--epochs EPOCHS] [--iq] [--spectrum] [--corr-plot] [--start-date START_DATE]

Acquire SV signals from Max2769B GPS data.

optional arguments:
    -h, --help            show this help message and exit
    --tag-dir TAG_DIR     The FastFix tag directory.
    --binfile BINFILE     The binary data file.
    --outfile OUTFILE     The output data file.
    --decodedfile DECODEDFILE
                            The decoded file.
    --fc0 FC0             Center Frequency.
    --resolution RESOLUTION
                            Number of bits per sample.
    --epochs EPOCHS       Number of code epochs.
    --iq                  Use I/Q complex baseband.
    --spectrum            Plot the spectrum of the data.
    --corr-plot           Plot the correlations of each SV.
    --start-date START_DATE
                            Date and time for the start of the clock.

示例：获取 --binfile test_data/FIX00033.BIN --fc0 4.092e6 --outfile test_data/FIX00033.json

FastFix 算法

此过程处理包含一个或多个获取输出的json文件。

usage: fastfix [-h] --json-file JSON_FILE --output-file OUTPUT_FILE [--mcmc] [--plot] [--n N] [--clock-offset-std CLOCK_OFFSET_STD]

FastFix algorithm.

optional arguments:
-h, --help            show this help message and exit
--json-file JSON_FILE
                        The JSON acquisition file.
--output-file OUTPUT_FILE
                        The JSON output file.
--mcmc                Use an MCMC.
--plot                Make plots of the posteriors.
--n N                 How many fixes to process.
--clock-offset-std CLOCK_OFFSET_STD
                        Estimated error in the local clock (seconds).

示例

fastfix --json-file test_data/FIX00033.json --output-file test_data.json

参考文献

FastFix 算法在 Molteno, Timothy CA. "从毫秒级GPS信号的样本估计位置（“FastFix”算法)。" Sensors 20.22 (2020): 6480 中描述。

引用此工作：@article{molteno2020estimating, title={从毫秒级GPS信号的样本估计位置（“FastFix”算法)}, author={Molteno, Timothy CA}, journal={Sensors (Basel, Switzerland)}, volume={20}, number={22}, year={2020}, publisher={Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)} }

测试数据

包括测试数据的完整数据集可在 doi:10.5281/zenodo.4266994 获取。