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基于Anubis的多星多频GNSS数据质量检查与可视化分析
摘要
全球导航卫星系统（GNSS）是现代导航和定位技术的基础，其成像技术是对定位应用和决策制定的关键。然而，GNSS观测数据容易受到环境干扰和设备故障的影响，这对GNSS信号的质量和可靠性造成了严重影响。因此，对于GNSS数据质量的检查和可视化分析具有重要意义。本文介绍了一种基于Anubis的多星多频GNSS数据质量检查与可视化分析方法，该方法以安装在GNSS接收器上的Anubis为数据源，并使用基于Matlab的程序进行数据分析，并使用Grafana实现数据可视化。通过实验，该方法能够识别出几种常见的信号故障，并通过可视化工具将故障图像易于理解地呈现给用户。
引言
全球导航卫星系统（GNSS）是一种全球性的定位并提供导航服务的技术，这种技术已经广泛应用于航空航天、地理信息、移动通信等领域。GNSS技术优秀的特点是能够提供高精度、高可靠性和高实时性的信息，同时该技术在导航和定位的应用上具有较高的经济性和易用性。
然而，GNSS接收器采集的GNSS信号数据容易受到多种因素的干扰，如信号阻塞、多径效应、直射线通信错误等，这些干扰将导致数据质量降低和精度下降。
为了解决这些问题，许多研究人员开发了一些方法来检查和评估非常规的GNSS信号数据。本文介绍了一种基于Anubis的多星多频GNSS数据质量检查与可视化分析方法，该方法可以快速、准确地检测出GNSS信号数据的问题，并通过图形可视化工具呈现给用户。
Anubis是一种用于采集GNSS数据和进行实时信号质量检查的GNSS接收器。该设备通过监测接收器上的GNSS信号，并记录每一个观测值和原始码伪距，然后Anubis通过具有音频和LED指示灯的用户界面将信号质量信息提供给用户。
原始数据处理与分析
使用MATLAB编程工具对Anubis记录的GNSS数据进行处理和分析，可以通过Anubis的存储文件格式将数据导出到Matlab中以进行后续的数据处理分析。数据处理的主要任务是对Anubis收集的数据进行过滤，去除异常值和噪声。
采用Anubis生成的NMEA日志文件和Matlab程序对数据进行预处理，包括将原始数据转换为卡尔曼滤波器所需的矩阵数据格式、去除异常值、妨碍值和无效观测数据等。过滤后的数据将用于计算信号强度指标，目的是快速识别出信号的故障和偏差。
数据中的每个信号都有其特定的频率和编码方式，并且需要通过检查信号的RSSI值确定其强度。对于音频被留空的信号，其RSSI值将显示可能的存在值（它们的强度水平）。然后，将这些强度值进行转换，通过简单地计算平均值和方差，旨在获得信号强度的一般指示器。
可视化分析
将数据转换为可视化图形可以快速地显示信号中的问题，以帮助用户有效地识别问题和解决问题。在本研究中，我们使用Grafana进行数据可视化。Grafana是一个免费和开源的平台，支持各种数据源和数据源类型，并提供各种数据可视化选项。
图形化显示中，信号的RSSI，包括其标准差和平均值，通过水平条形图清楚地呈现。图表还提供了每个信号中的“峰值”和偏差的快速视觉方式。通过这样的方式，用户可以快速地看到哪些信号存在问题，并确定问题的类型和严重程度。
结论
本文提出了一种基于Anubis的多星多频GNSS数据质量检查与可视化分析方法。该方法借助Anubis的数据源和Matlab代码实现对GNSS信号数据的预处理和分析，同时使用Grafana工具实现数据可视化。实现这种方法可以通过检测和可视化信号故障帮助用户更好地理解和改善GNSS数据质量，从而使GNSS技术在导航和定位应用中更加可靠和精确。