Multipath Error Mitigation Method Considering NLOS Signals

WANG Yawei; ZOU Xuan; YE Yuanbin; FU Ruinan; TANG Weiming; LI Zhiyuan

doi:10.13203/j.whugis20220769

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Multipath Error Mitigation Method Considering NLOS Signals

Geodesy and Survey Engineering | 更新时间：2026-11-05

- Multipath Error Mitigation Method Considering NLOS Signals
- Geomatics and Information Science of Wuhan University Vol. 50, Issue 4, Pages: 666-673(2025)
- 作者机构：
  
  1.湖南省第一测绘院,湖南长沙,410114
  2.武汉大学卫星导航定位技术研究中心,湖北武汉,430079
  3.广东省国土资源测绘院,广东广州,510500
  4.湖北珞珈实验室,湖北武汉,430079
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13203/j.whugis20220769
  CLC： P228
- Received：17 January 2023，
  
  Published：05 April 2025
- 稿件说明：
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王亚伟,邹璇,叶远斌，等.顾及NLOS信号的多路径误差削弱方法[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(4):666-673.

WANG Yawei,ZOU Xuan,YE Yuanbin,et al.Multipath Error Mitigation Method Considering NLOS Signals[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(4):666-673.
王亚伟,邹璇,叶远斌，等.顾及NLOS信号的多路径误差削弱方法[J].武汉大学学报（信息科学版）,2025,50(4):666-673. DOI：,10.13203/j.whugis20220769

WANG Yawei,ZOU Xuan,YE Yuanbin,et al.Multipath Error Mitigation Method Considering NLOS Signals[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2025,50(4):666-673. DOI：,10.13203/j.whugis20220769

摘要

多路径误差是全球卫星导航系统(global navigation satellite system

GNSS)精密数据处理中的主要误差源之一，非直射(non line of sight

NLOS)信号与多路径信号具有不同的信号特性，在厘米至毫米级别的GNSS定位中可能导致显著的误差。然而目前针对载波相位观测值的多路径误差改正方法均未对两者进行有效区分。通过三维（3 dimensional，3D）点云数据检测静态测站处的NLOS载波信号，评估了半天球格网点模型(multi-point hemispherical grid model

MHGM)对多路径和NLOS信号的削弱效果，并在原有MHGM的基础上进一步提出剔除NLOS信号的多路径误差建模改进策略。实验中，模糊度固定时段内的双差残差统计显示，MHGM对多路径和NLOS误差分别有73.5％和81.2％的削弱，但MHGM改正后NLOS观测值的精度仍然显著低于多路径观测值。在将NLOS信号在多路径误差建模和应用阶段进行剔除之后，模糊度固定时段内载波相位双差观测值残差的均方根进一步降低，相比不剔除NLOS时提升了8.8%。动态定位测试结果表明，在多系统和可用卫星数量充足的情况下，MHGM对定位结果3D精度有68.6%的提升，而采用剔除NLOS信号的MHGM时，3D定位精度的改善率可以达到76.0%。

Abstract

Objectives

Multipath error is one of the main error sources in high-precision global navigation satellite system (GNSS) data processing. Non line of sight (NLOS) signal and multipath signal have different characteristics

which may lead to significant errors in centimeter to millimeter GNSS positioning. However

the current multipath error mitigation methods for carrier phase observations do not effectively distinguish them.

Methods

The NLOS signals of carrier phase observations at the static station are detected using 3D point cloud data

and the correction effect of multi-point hemispherical grid model (MHGM) on multipath and NLOS is evaluated. Based on the original MHGM

an improved multipath error modeling strategy to eliminate NLOS signals is further proposed.

Results

In the experiments

the statistics of double-differenced residuals in the ambiguity-fixed periods show that MHGM can mitigate the multipath and NLOS errors by 73.5% and 81.2%

respectively

but the accuracy of NLOS affected observations after MHGM correction is still significantly lower than that of multipath observations. After the NLOS signal is eliminated in the multipath error modeling and application stage

the root mean square of double-differenced residuals in the ambiguity-fixed periods is further reduced

and it is increased by 8.8% compared with the absence of NLOS. Kinematic positioning results show that under the condition of multiple systems and sufficient number of available satellites

MHGM can improve the three-dimensional accuracy of positioning results by 68.6%

while using MHGM with NLOS signals eliminated

the improvement rate can reach 76.0%.

Conclusions

It shows that MHGM with NLOS elimination has better correction effect on multipath error

and can achieve a higher positioning accuracy in complex environment.

关键词

Keywords

references

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