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Deterministic Approaches for Bounding GNSS Uncertainty: A Comparative Analysis

  • Jingyao Su*
  • , Steffen Schon
  • *Korrespondierende*r Autor*in für diese Arbeit

Publikation: Beitrag in Buch/Bericht/Sammelwerk/KonferenzbandAufsatz in KonferenzbandForschungPeer-Review

Abstract

Uncertainty modeling and bounding are of vital importance for high-integrity GNSS applications. Classical approaches are mostly developed in a stochastic manner with probabilistic assumptions. However, the exact error distribution is often unknown, and remaining systematics may persist, so that a purely stochastic modeling of all error sources will not be adequate, and alternative uncertainty bounding and propagation should be studied. This paper introduces two deterministic approaches for GNSS uncertainty bounding and compares them with the conventional least-squares method theoretically and experimentally with simulated and real measurements. Both methods use deterministic intervals to denote observation un-certainty, subsequently following a linear uncertainty propagation instead of quadratic one. The interval extension of least-squares transfers the uncertainty into the position domain in the form of zonotope and further bound the stochasticity by the extended point confidence domain. As a comparison, the other method takes advantage of geometrical constraints and convex optimization, leading to a poly topic solution set and zonotopic confidence region. We show their theoretical similarities and high-light different interpretations in practice. Nevertheless, both are sufficient to account for both random and systematic components of uncertainty.

OriginalspracheEnglisch
Titel des Sammelwerks2022 10th Workshop on Satellite Navigation Technology, NAVITEC 2022
Herausgeber (Verlag)Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.
ISBN (elektronisch)9781665416160
ISBN (Print)978-1-6654-1617-7
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2022
Veranstaltung10th Workshop on Satellite Navigation Technology, NAVITEC 2022 - Noordwijk, Niederlande
Dauer: 5 Apr. 20227 Apr. 2022

Publikationsreihe

NameESA Workshop on Satellite Navigation Technologies and European Workshop on GNSS Signals and Signal Processing
ISSN (Print)2325-5439
ISSN (elektronisch)2325-5455

Konferenz

Konferenz10th Workshop on Satellite Navigation Technology, NAVITEC 2022
Land/GebietNiederlande
OrtNoordwijk
Zeitraum5 Apr. 20227 Apr. 2022

ASJC Scopus Sachgebiete

  • Instrumentierung
  • Steuerung und Optimierung
  • Computernetzwerke und -kommunikation
  • Signalverarbeitung
  • Luft- und Raumfahrttechnik
  • i.c.sens: Graduiertenkolleg 2159/2: Integrität und Kollaboration in dynamischen Sensornetzen

    Schön, S. (Projektleiter*in (Principal Investigator)), Brenner, C. (beteiligte*r Wissenschaftler*in (Co-Investigator)), Alkhatib, H. (beteiligte*r Wissenschaftler*in (Co-Investigator)), Heipke, C. (beteiligte*r Wissenschaftler*in (Co-Investigator)), Neumann, I. (beteiligte*r Wissenschaftler*in (Co-Investigator)), Rottensteiner, F. (beteiligte*r Wissenschaftler*in (Co-Investigator)), Sester, M. (beteiligte*r Wissenschaftler*in (Co-Investigator)), Wagner, B. (beteiligte*r Wissenschaftler*in (Co-Investigator)), Axmann, J. (Projektmitarbeiter*in), Zou, Q. (Projektmitarbeiter*in), Schachtschneider, J. (Projektmitarbeiter*in), Moftizadeh, R. (Projektmitarbeiter*in), Ernst, D. (Projektmitarbeiter*in), Xu, Y. (Projektmitarbeiter*in) & Shojaei Miandashti, H. (Projektmitarbeiter*in)

    1 Juni 202130 Nov. 2025

    Projekt: Forschung

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