En kvalitetsundersøkelse av geometrisk nøyaktighet i håndholdte GNSS-enheter

Abstract

Pålitelig og nøyaktig posisjonering ved bruk av globale satellittnavigasjonssystemer finner stadig nye anvendelser i ulike sammenhenger, og i løpet av de siste årene har denne teknologien blitt mer og mer tilgjengelig på markedet i form av håndholdte GNSS-enheter. Denne oppgaven har gjennomført en kvalitetsundersøkelse av ytelsen i form av den horisontale, geometriske posisjonsnøyaktigheten til to håndholdte GNSS-enheter fra produsenten Garmin. Forerunner 310XT er en modell fra 2009 som kun benytter den amerikanske GPS-konstellasjonen, imens Fenix 5X er en nyere modell fra 2017 med mulighet for å benytte både GPS og russiske GLONASS-satellitter. Oppgaven tok sikte på å sammenlikne posisjonsnøyaktigheten mellom de to modellene, undersøke bidraget fra GLONASS-konstellasjonen i Fenix 5X, undersøke effekten av sampling-rate på posisjonsnøyaktigheten, og til slutt beregne estimater på den statiske og kinematiske horisontale posisjonsnøyaktigheten for de ulike modellene med forskjellige innstillinger. Til dette formålet ble det lagt ned mye arbeid i beregningen av en fasit av vesentlig høyere nøyaktighet enn den oppgitte nøyaktigheten i de aktuelle GNSS-enhetene. For å få et helhetlig og representativt datagrunnlag ble det samlet inn data under ulike landskapssettinger og over lengre tid. Oppgaven klarte ikke å finne noen signifikant forskjell i den horisontale posisjonsnøyaktigheten mellom modellene Fenix 5X og Forerunner 310XT, eller mellom å bruke sampling-rate på ett sekund eller «smart recording» i Fenix 5X. Resultatene viser antydninger til forbedringer i den horisontale posisjonsnøyaktigheten ved bruk av GPS+GLONASS i forhold til kun GPS i modellen Fenix 5X. Dersom man legger til grunn standardavvik eller enkeltavvik i grunnriss, ser det videre ut til at resultatene fra denne oppgaven stort sett holder seg innenfor de oppgitte nøyaktighetsspesifikasjonene til produsenten Garmin.

Accurate and reliable positioning using global navigation satellite systems is gradually finding new applications. In recent years, this technology has become more and more available to consumers in the shape of handheld GNSS-units. The objective of this thesis has been to implement a quality assessment of the horizontal geometric accuracy of two handheld GNSS-units from Garmin. Forerunner 310XT was introduced in 2009 and uses the american GPS-constellation, while Fenix 5X is a newer model introduced in 2017 with GPS and russian GLONASS- compatibility. The aim of the study was comparing the two models Fenix 5X and Forerunner 310XT, examining the contribution from the GLONASS-constellation in Fenix 5X, and examining the effect of data recording, all in terms of horizontal positional accuracy, whilst also calculating the expected static and kinematic accuracy for the two different models with different settings. A major part of the work consisted of data collection and calculating reference values of significantly higher accuracy than the stated accuracy in the tested handheld GNSSunits. In order to get representative estimates for the accuracy, data was collected from multiple sessions on separate days, and in different landscape settings. The study did not find significant differences between Fenix 5X and Forerunner 310XT, or between data recording every second and smart recording in Fenix 5X, in terms of horizontal geometric accuracy. The results indicate slight improvements in horizontal geometric accuracy in Fenix 5X when using GPS+GLONASS compared to GPS only. Furthermore, the results seem to fall within the stated accuracy from Garmin, assuming the stated accuracy meaning horizontal error or horizontal standard deviation.