TBOX定位测试-如何用Excel分析对比RTK数据

一，什么是TBOX的定位

通俗的说，TBOX利用自身定位模块接收GPS信息，输出NEMA语句，通过内部进程转换为车机上显示的具体定位，车机借此实现导航的功能（注：部分情况车机内部地图软件会自动修正定位坐标，如隧道等GPS信号不良场景）。根据GPS性能不同分为：厘米级定位（常用自动驾驶），亚米级定位，米级定位（广泛使用）。

定位一般包含惯导，AGNSS，GPS定位功能，PPE等高精度定位也会根据客户要求而应用。

二，什么是NEMA语句

NMEA协议是为了在不同的GPS（全球定位系统）导航设备中建立统一的BTCM（海事无线电技术委员会）标准，由美国国家海洋电子协会（NMEA-The National Marine Electronics Associa-tion）制定的一套通讯协议。GPS接收机根据NMEA-0183协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到PC机、PDA等设备。

NMEA-0183协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。下面给出这些常用GGA语句的字段定义解释。

1、 Global Positioning System Fix Data（GGA）GPS定位信息

$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh<CR><LF>

<1> UTC时间，hhmmss（时分秒）格式

<2> 纬度ddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<3> 纬度半球N（北半球）或S（南半球）

<4> 经度dddmm.mmmm（度分）格式（前面的0也将被传输）

<5> 经度半球E（东经）或W（西经）

<6> GPS状态：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算

<7> 正在使用解算位置的卫星数量（00~12）（前面的0也将被传输）

<8> HDOP水平精度因子（0.5~99.9）

<9> 海拔高度（-9999.9~99999.9）

<10> 地球椭球面相对大地水准面的高度

<11> 差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空）

<12> 差分站ID号0000~1023（前面的0也将被传输，如果不是差分定位将为空）

三，如何对比测试

测试的核心是通过同一时间下TBOX及RTK设备的经纬度差计算两点间的间距，及高程间距来确定三维空间下，两设备间的真实距离。以下是如何计算的过程示范。

TBOX:GPGGA,030350.40,2436.49919668,N,11805.33824026,E,4,42,0.4,19.0397,M,9.7108,M,01,4*5D

RTK:nmea=$GPGGA,030350.39,2436.501225,N,11805.339648,E,8,11,,25.8,M,11.7,M,,*70

第一步：将数据导入表格后，分别对上述红字引入基站数据转换公式（=INT(C1/100)+(C1-(INT(C1/100))*100)/60）计算出可供后续方便计算的经纬度。

第二步：将计算后的经纬度，时间信息代入一个表格中计算同一时间下距离偏差，如图所示。

距离计算公式：=6371004*ACOS(1-(POWER((SIN((90-B2)*PI()/180)*COS(A2*PI()/180)-SIN((90-D2)*PI()/180)*COS(C2*PI()/180)),2)+POWER((SIN((90-B2)*PI()/180)*SIN(A2*PI()/180)-SIN((90-D2)*PI()/180)*SIN(C2*PI()/180)),2)+POWER((COS((90-B2)*PI()/180)-COS((90-D2)*PI()/180)),2))/2)

注：统计结果时，RTK标志位应为4（固定解状态，该状态下定位性能最好，达到厘米级定位）

以上是平面坐标下的距离偏差方式，接下来计算高程间距。

第三步：将上述GPGGA语句绿字部分引用公式=(C2+D2)-(A2+B2)计算出高程间距

同样的，在筛选计算结果时，只筛选出RTK标志位为4的数据。

以上就是通过Excel简单计算出2设备间的真实距离，适于小范围的计算，如果涉及到数据量较大的情况，建议使用Matlab仿真模块实现自动化。

另外关于定位精度计算方式采用引入不同距离偏差计算RMS均方根差的方式。

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