gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»HGPYBFgyroscopy-187Research ArticleСтатьиВысокоточное ГНСС-позиционирование при использовании смартфона с учетом смещения фазового центра его антенныHigh-Precision GNSS-Positioning with a Smartphone Considering Its Antenna Phase Center DisplacementДолинС. В.DolinS. V.

Долин Сергей Владимирович, кандидат технических наук, младший научный сотрудник, НИИ стратегического развития; доцент, кафедра космической и физической геодезии

Новосибирск

Novosibirsk

МаликовА. О.MalikovA. O.

Маликов Артем Олегович, аспирант, кафедра космической и физической геодезии, инженер СЧ НИР ГЕОТЕХ-КВАНТ-3

Новосибирск

Novosibirsk

ЧухлебН. С.ChukhlebN. S.

Чухлеб Николай Сергеевич, студент, кафедра космической и физической геодезии, лаборант СЧ НИР ГЕОТЕХ-КВАНТ-3

Новосибирск

Novosibirsk

БессоновВ. С.BessonovV. S

Бессонов Виталий Сергеевич, студент, кафедра космической и физической геодезии, лаборант СЧ НИР ГЕОТЕХ-КВАНТ-3

Новосибирск

Novosibirsk

Сибирский государственный университет геосистем и технологийРоссияSiberian State University of Geosystems and TechnologiesRussian Federation2025241020253333022Copyright © Долин С.В., Маликов А.О., Чухлеб Н.С., Бессонов В.С., 20252025Долин С.В., Маликов А.О., Чухлеб Н.С., Бессонов В.С.Dolin S.V., Malikov A.O., Chukhleb N.S., Bessonov V.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/187

Активное развитие потребительских устройств с двухчастотными микросхемами, способными обрабатывать кодовые и фазовые сигналы глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), открывает новые возможности для высокоточного позиционирования в геодезии. Вместе с тем использование смартфонов для таких задач ограничено отсутствием данных о положении фазовых центров их антенн. В настоящей работе представлены результаты эксперимента, в ходе которого на пункте с известными координатами определялось место размещения среднего фазового центра ГНСС-антенны смартфона Huawei P40 Pro и методом PPP (Precise Point Positioning) оценивалось влияние полученной информации на погрешность позиционирования. Исследование показало, что средний фазовый центр антенны смещен относительно геометрического центра устройства на 2,7 см в сторону левого края экрана, на 1,3 см вглубь корпуса (в направлении от экрана к задней панели) и на 5,8 см вниз от его верхней границы. Эти данные позволяют корректировать систематические погрешности позиционирования.

Active development of mass-produced devices with dual-frequency microcircuits capable of processing the code and phase signals from global navigation satellite systems (GNSS) opens up new opportunities for high-precision positioning in geodesy. However, the use of smartphones for such tasks is limited by the lack of data on the position of their antenna phase centers. This paper presents the results of an experiment during which the location of the mean phase center of the GNSS antenna of Huawei P40 Pro smartphone was determined at a point with known coordinates, using the Precise Point Positioning (PPP) method, and the effect of the information obtained on the positioning error was estimated. The study showed that the antenna’s mean phase center is displaced relative to the geometric center of the device by 2.7 cm towards the left edge of the screen, by 1.3 cm deep into the body (from the screen towards the back panel), and by 5.8 cm down from its upper edge. Based on these data, it is possible to correct the systematic positioning errors.

навигацияГНССсмартфоны нового поколенияPrecise Point PositioningnavigationGNSSnew generation smartphonesPrecise Point PositioningРабота выполнена при поддержке СЧ НИР «ГЕОТЕХ-КВАНТ-3».ReferencesLi, M., Huang, G., Wang, L., Xie, W., BDS/GPS/Galileo Precise Point Positioning Performance Analysis of Android Smartphones Based on Real-Time Stream Data, Remote Sensing, 2023, vol. 15, no. 12, p. 2983, doi: 10.3390/rs15122983.Li, M., Huang, G., Wang, L., Xie, W., BDS/GPS/Galileo Precise Point Positioning Performance Analysis of Android Smartphones Based on Real-Time Stream Data, Remote Sensing, 2023, vol. 15, no. 12, p. 2983, doi: 10.3390/rs15122983.Liu, Q. et al., NLOS signal detection and correction for smartphone using convolutional neural network and variational mode decomposition in urban environment, GPS Solutions, 2023, vol. 27, no. 1, p. 31, doi: 10.1007/s10291-022-01369-2.Liu, Q. et al., NLOS signal detection and correction for smartphone using convolutional neural network and variational mode decomposition in urban environment, GPS Solutions, 2023, vol. 27, no. 1, p. 31, doi: 10.1007/s10291-022-01369-2.Zeng, S., Kuang, C., Yu, W., Evaluation of Real-Time Kinematic Positioning and Deformation Monitoring Using Xiaomi Mi 8 Smartphone, Applied Sciences, 2022, vol. 12, no. 1, p. 435, doi: 10.3390/app12010435.Zeng, S., Kuang, C., Yu, W., Evaluation of Real-Time Kinematic Positioning and Deformation Monitoring Using Xiaomi Mi 8 Smartphone, Applied Sciences, 2022, vol. 12, no. 1, p. 435, doi: 10.3390/app12010435.Липатников Л.А. Онлайн-сервис преобразования координат // Геодезия и картография. 2025. №3 (1017). С. 2–12. DOI: 10.22389/0016-7126-2025-1017-3-2-12.Липатников Л.А. Онлайн-сервис преобразования координат // Геодезия и картография. 2025. №3 (1017). С. 2–12. DOI: 10.22389/0016-7126-2025-1017-3-2-12.Карпик А.П., Мареев А.В., Мамаев Д.С. Свободное программное обеспечение для геодезического мониторинга Moncenter // Вестник СГУГиТ. Сибирский государственный университет геосистем и технологий. 2022. Т. 27. №5. С. 43–54. DOI: 10.33764/2411-1759-2022-27-5-43-54.Карпик А.П., Мареев А.В., Мамаев Д.С. Свободное программное обеспечение для геодезического мониторинга Moncenter // Вестник СГУГиТ. Сибирский государственный университет геосистем и технологий. 2022. Т. 27. №5. С. 43–54. DOI: 10.33764/2411-1759-2022-27-5-43-54.Netthonglang, C., Thongtan, T., Satirapod, C., GNSS Precise Positioning Determinations Using Smartphones, IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS), Proceedings, Bangkok, Thailand, 2019, pp. 401–404., doi: 10.1109/APCCAS47518.2019.8953132.Netthonglang, C., Thongtan, T., Satirapod, C., GNSS Precise Positioning Determinations Using Smartphones, IEEE Asia Pacific Conference on Circuits and Systems (APCCAS), Proceedings, Bangkok, Thailand, 2019, pp. 401–404., doi: 10.1109/APCCAS47518.2019.8953132.Wanninger, L., Heßelbarth, A., GNSS code and carrier phase observations of a Huawei P30 smartphone: quality assessment and centimeter-accurate positioning, GPS Solutions, 2020, vol. 24, no. 2, doi: 10.1007/s10291-020-00978-z.Wanninger, L., Heßelbarth, A., GNSS code and carrier phase observations of a Huawei P30 smartphone: quality assessment and centimeter-accurate positioning, GPS Solutions, 2020, vol. 24, no. 2, doi: 10.1007/s10291-020-00978-z.Darugna, F., Wübbena, J.B., Wübbena, G., Schmitz, M., Schön, S., Warneke, A., Impact of robot antenna calibration on dual-frequency smartphone-based high-accuracy positioning: a case study using the Huawei Mate20X, GPS Solutions, 2021, vol. 25, no. 1, doi: 10.1007/s10291-020-01048-0.Darugna, F., Wübbena, J.B., Wübbena, G., Schmitz, M., Schön, S., Warneke, A., Impact of robot antenna calibration on dual-frequency smartphone-based high-accuracy positioning: a case study using the Huawei Mate20X, GPS Solutions, 2021, vol. 25, no. 1, doi: 10.1007/s10291-020-01048-0.Долин С.В. Учет дифференциальных кодовых задержек многосистемных ГНСС-измерений при позиционировании в режиме реального времени методом Precise Point Positioning // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30. №4 (119). С. 142–151. DOI: 10.17285/0869-7035.00108.Долин С.В. Учет дифференциальных кодовых задержек многосистемных ГНСС-измерений при позиционировании в режиме реального времени методом Precise Point Positioning // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30. №4 (119). С. 142–151. DOI: 10.17285/0869-7035.00108.Wang, N., Yuan, Y., Li, Z., Montenbruck, O., Tan, B., Determination of differential code biases with multi-GNSS observations, Journal of Geodesy, 2016, vol. 90, no. 3, pp. 209–228, doi: 10.1007/s00190015-0867-4.Wang, N., Yuan, Y., Li, Z., Montenbruck, O., Tan, B., Determination of differential code biases with multi-GNSS observations, Journal of Geodesy, 2016, vol. 90, no. 3, pp. 209–228, doi: 10.1007/s00190015-0867-4.Аржанников А.А., Глотов В.Д., Митрикас В.В. Вычисление дифференциальных кодовых задержек и построение карт ионосферы с помощью ГНСС // Труды Института прикладной астрономии РАН. 2022. Вып. 60. С. 3–11. DOI: 10.32876/ApplAstron.60.3-11.Аржанников А.А., Глотов В.Д., Митрикас В.В. Вычисление дифференциальных кодовых задержек и построение карт ионосферы с помощью ГНСС // Труды Института прикладной астрономии РАН. 2022. Вып. 60. С. 3–11. DOI: 10.32876/ApplAstron.60.3-11.Särkkä, S., Nummenmaa, A., Recursive Noise Adaptive Kalman Filtering by Variational Bayesian Approximations, IEEE Transactions on Automatic Control, 2009, vol. 54, no. 3, pp. 596–600, doi: 10.1109/TAC.2008.2008348.Särkkä, S., Nummenmaa, A., Recursive Noise Adaptive Kalman Filtering by Variational Bayesian Approximations, IEEE Transactions on Automatic Control, 2009, vol. 54, no. 3, pp. 596–600, doi: 10.1109/TAC.2008.2008348.Huang, G., Zhang, Q., Real-time estimation of satellite clock offset using adaptively robust Kalman filter with classified adaptive factors, GPS Solutions, 2012, vol. 16, no. 4, pp. 531–539, DOI: 10.1007/s10291-012-0254-z.Huang, G., Zhang, Q., Real-time estimation of satellite clock offset using adaptively robust Kalman filter with classified adaptive factors, GPS Solutions, 2012, vol. 16, no. 4, pp. 531–539, DOI: 10.1007/s10291-012-0254-z.Huang, Y., Zhang, Y., Wu, Z., Li, N., Chambers, J., A Novel Adaptive Kalman Filter With Inaccurate Process and Measurement Noise Covariance Matrices, IEEE Transactions on Automatic Control, 2018, vol. 63, no. 2, pp. 594–601, doi: 10.1109/TAC.2017.2730480.Huang, Y., Zhang, Y., Wu, Z., Li, N., Chambers, J., A Novel Adaptive Kalman Filter With Inaccurate Process and Measurement Noise Covariance Matrices, IEEE Transactions on Automatic Control, 2018, vol. 63, no. 2, pp. 594–601, doi: 10.1109/TAC.2017.2730480.Zhang, Q., Zhao, L., Zhao, L., Zhou, J., An Improved Robust Adaptive Kalman Filter for GNSS Precise Point Positioning, IEEE Sensors Journal, 2018, vol. 18, no. 10, pp. 4176–4186, doi: 10.1109/JSEN.2018.2820097.Zhang, Q., Zhao, L., Zhao, L., Zhou, J., An Improved Robust Adaptive Kalman Filter for GNSS Precise Point Positioning, IEEE Sensors Journal, 2018, vol. 18, no. 10, pp. 4176–4186, doi: 10.1109/JSEN.2018.2820097.Pan, C., Li, Z., Gao, J., Li, F., A variational Bayesian-based robust adaptive fi for precise point positioning using undifferenced and uncombined observations, Advances in Space Research, 2021, vol. 67, no. 6, pp. 1859–1869, doi: 10.1016/j.asr.2020.12.022.Pan, C., Li, Z., Gao, J., Li, F., A variational Bayesian-based robust adaptive fi for precise point positioning using undifferenced and uncombined observations, Advances in Space Research, 2021, vol. 67, no. 6, pp. 1859–1869, doi: 10.1016/j.asr.2020.12.022.Yi, D., Hayden, C., Bisnath, S., Enhancing Smartphone Positioning with Galileo HAS Corrections and an Environmentally-Aware PPP/IMU Approach, IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS), 2025, doi: 10.1109/PLANS61210.2025.11028581.Yi, D., Hayden, C., Bisnath, S., Enhancing Smartphone Positioning with Galileo HAS Corrections and an Environmentally-Aware PPP/IMU Approach, IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS), 2025, doi: 10.1109/PLANS61210.2025.11028581.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.