論文の概要: Empowering a Single-Frequency GNSS Receiver to Achieve High-Precision Positioning with Relative Observations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.29192v1
- Date: Sun, 28 Jun 2026 04:30:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-30 18:07:15.828448
- Title: Empowering a Single-Frequency GNSS Receiver to Achieve High-Precision Positioning with Relative Observations
- Title（参考訳）: 単一周波数GNSS受信機を用いた高精度位置決めと相対観測
- Abstract要約: リアルタイムキネマティック(RTK)技術はセンチメートルレベルの精度を実現し、自律的なナビゲーション作業を容易にする。
本稿では, 高精度な位置推定を実現するための, 密結合型状態推定フレームワークを提案する。
提案手法は, 単周波受信機の精度を数メートルから様々な環境において高精度に向上する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.54785319181002
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Global Navigation Satellite System (GNSS) navigation is widely used to provide absolute, outdoor positioning in field robotics. Advances in Real-Time Kinematic (RTK) technology can achieve centimeter-level accuracy, facilitating autonomous navigation tasks. However, the cost and extra infrastructure used for RTK still hinder the application and more cost-effective solutions are desired. In this letter, we present a novel tightly-coupled state estimation framework that achieves high-precision localization by using low-cost, mass-market single-frequency GNSS receivers with any relative motion sensors (e.g., wheel encoder, camera, LiDAR). We propose a sliding-window factor graph that integrates generic relative motion with global epoch-to-anchor constraints derived from continuous carrier phase tracking. To eliminate the reliance on physical base stations, we introduce a virtual anchor mechanism: upon the initial observation of a satellite, its state is locked as a virtual reference to establish global epoch-to-anchor constraints. By substituting multi-frequency hardware redundancy with single-frequency multi-modal kinematic priors and a robust cycle-slip recovery technique, our approach ensures carrier-phase integrity on cheap receivers. Extensive real-world experiments on heterogeneous low-cost sensor suites validate that our method improves the accuracy of a single-frequency receiver from several meters to decimeter-level precision across diverse environments, providing an accurate, cost-effective and reliable alternative for autonomous navigation.
- Abstract（参考訳）: グローバル・ナビゲーション・サテライト・システム(GNSS)のナビゲーションは、フィールドロボティクスにおいて絶対的かつ屋外の位置情報を提供するために広く利用されている。
リアルタイムキネマティック(RTK)技術の進歩は、センチメートルレベルの精度を実現し、自律的なナビゲーションタスクを容易にする。
しかし、RTKに使用されるコストと余分なインフラは依然としてアプリケーションを妨げるものであり、よりコスト効率の良いソリューションが望まれている。
本稿では, 低コストで大衆市場向け単一周波数帯GNSS受信機(例えば, ホイールエンコーダ, カメラ, LiDAR)を用いて, 高精度な局部位置推定を実現するための, 密結合状態推定フレームワークを提案する。
連続キャリア位相追跡から導かれる大域的エポック-アンカー制約に一般相対運動を統合するスライディング・ウィンドウ・ファクターグラフを提案する。
物理基地局への依存をなくすために,衛星の初期観測時に,その状態が仮想参照としてロックされ,グローバルなエポック・ツー・アンカー制約が確立される,仮想アンカー機構を導入する。
マルチ周波数のハードウェア冗長性を単一周波数のマルチモーダル・キネマティック先行とロバストサイクル・スリップ・リカバリ技術に置き換えることで,安価な受信機におけるキャリアフェーズの整合性を確保することができる。
不均一な低コストセンサースイートに関する大規模な実世界の実験により、我々の手法は様々な環境における単一周波数受信機の精度を数メートルから数メートルまで向上し、精度が高く、低コストで信頼性の高い自律ナビゲーションの代替手段を提供する。
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