R.E.News future Technology-GNSS Research Identifies Factors Behind Centimetre-Level Positioning Accuracy

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GNSS : la précision centimétrique au cœur des futurs chantiers intelligents

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Sur un chantier routier, quelques centimètres peuvent faire toute la différence entre un terrassement parfaitement exécuté et une reprise coûteuse. Derrière les systèmes de guidage des niveleuses, des excavatrices et des équipements de topographie se cache une technologie GNSS de plus en plus sophistiquée. Une nouvelle étude internationale révèle pourquoi certains systèmes de correction satellitaire offrent une précision supérieure à d'autres et comment l'intelligence artificielle peut aider à comprendre ces écarts.
440 stations GNSS passées au crible
Des chercheurs de York University et de Sun Yat-sen University ont analysé les données de 440 stations GNSS internationales sur une période de 28 jours en 2025.

L'étude compare deux produits de correction satellitaire utilisés avec la technologie PPP-AR (Precise Point Positioning with Ambiguity Resolution), combinant les constellations GPS, Galileo et BeiDou-3.

Les résultats montrent une différence notable : dès la première époque de traitement, 98 % des solutions utilisant les corrections de Wuhan University atteignent une précision horizontale de 2,5 cm, contre 90 % pour les produits CNES/GBM étudiés.
Des corrections satellitaires déterminantes
Après convergence des calculs, les erreurs horizontales moyennes atteignent seulement 0,8 cm avec les corrections WUM, contre 1,2 cm avec GBM. En vertical, les résultats sont respectivement de 2,0 et 2,6 cm.

Cette différence s'explique notamment par la disponibilité des corrections nécessaires pour exploiter les différentes fréquences satellitaires. Un récepteur capable de recevoir plusieurs signaux ne peut pas toujours les utiliser efficacement si les informations de correction correspondantes sont incomplètes.
L'intelligence artificielle analyse les erreurs
Les chercheurs ont également utilisé deux méthodes d'apprentissage automatique, Random Forest et XGBoost, pour identifier les facteurs associés à la qualité du positionnement.

L'analyse met notamment en évidence trois éléments importants :
- La répartition des satellites dans le ciel.
- La qualité des signaux reçus et les interférences multipath.
- La géométrie satellitaire, notamment le PDOP et l'élévation des satellites.
La distribution des satellites influence particulièrement la précision horizontale, tandis que leur élévation et la géométrie des observations jouent un rôle important dans la précision verticale.
Des applications directes pour les engins de chantier
Ces résultats présentent un intérêt pour les entreprises de terrassement, les géomètres et les fabricants de systèmes de guidage automatique.

Sur un chantier routier, une niveleuse doit respecter des altitudes précises pour réaliser le profil définitif de la chaussée. Une excavatrice équipée d'un système GNSS doit également maintenir une référence fiable malgré les bâtiments, les talus, les obstacles métalliques et les réflexions de signaux.

L'étude a toutefois été réalisée sur des stations fixes et non sur des machines en mouvement. Des essais complémentaires seront donc nécessaires pour confirmer ces performances dans les conditions réelles des chantiers.
Vers un positionnement toujours plus fiable
Cette recherche démontre que la précision centimétrique ne dépend pas uniquement de la qualité du récepteur GNSS. La disponibilité des corrections, la configuration des satellites et la qualité des observations sont tout aussi essentielles.

Pour les futurs chantiers connectés et automatisés, mieux comprendre ces paramètres représente une étape supplémentaire vers des machines capables de travailler avec toujours plus de précision, de fiabilité et de productivité.
NJC.© Info   GNSS https://link.springer.com/article/10.1186/s43020-026-00223-x

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 05/11/26-English

GNSS: Centimeter-Level Accuracy at the Heart of Future Smart Construction Sites

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On a road construction site, a few centimeters can make all the difference between perfectly executed earthworks and costly rework. Behind the guidance systems of graders, excavators, and surveying equipment lies increasingly sophisticated GNSS technology. A new international study reveals why some satellite correction systems offer superior accuracy compared to others and how artificial intelligence can help explain these discrepancies.

440 GNSS Stations Analyzed
Researchers from York University and Sun Yat-sen University analyzed data from 440 international GNSS stations over a 28-day period in 2025.

The study compares two satellite correction products used with PPP-AR (Precise Point Positioning with Ambiguity Resolution) technology, combining the GPS, Galileo, and BeiDou-3 constellations.

The results show a significant difference: from the first processing epoch, 98% of the solutions using Wuhan University corrections achieved a horizontal accuracy of 2.5 cm, compared to 90% for the CNES/GBM products studied.

Decisive satellite corrections
After convergence of calculations, the average horizontal errors reached only 0.8 cm with WUM corrections, compared to 1.2 cm with GBM. Vertically, the results were 2.0 and 2.6 cm, respectively.

This difference is explained in particular by the availability of the corrections necessary to utilize the different satellite frequencies. A receiver capable of receiving multiple signals cannot always use them effectively if the corresponding correction information is incomplete.

Artificial intelligence analyzes errors
The researchers also used two machine learning methods, Random Forest and XGBoost, to identify the factors associated with positioning quality.

The analysis notably highlights three important elements:

- The distribution of satellites in the sky.

- The quality of received signals and multipath interference.

- Satellite geometry, particularly PDOP and satellite elevation.
The satellite distribution significantly influences horizontal accuracy, while their elevation and the geometry of observations play a crucial role in vertical accuracy.

Direct applications for construction equipment
These results are of interest to earthmoving companies, surveyors, and manufacturers of automatic guidance systems.

On a road construction site, a grader must maintain precise elevations to create the final road profile. An excavator equipped with a GNSS system must also maintain a reliable reference despite buildings, embankments, metal obstacles, and signal reflections.

However, the study was conducted on stationary stations and not on moving machines. Further testing will therefore be necessary to confirm these performance levels under real-world construction site conditions.

Towards ever more reliable positioning
This research demonstrates that centimeter-level accuracy does not depend solely on the quality of the GNSS receiver. The availability of corrections, satellite configuration, and observation quality are equally essential.

For future connected and automated construction sites, a better understanding of these parameters represents a further step toward machines capable of working with ever-increasing precision, reliability, and productivity.

NJC.© Info  GNSS https://link.springer.com/article/10.1186/s43020-026-00223-x

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 05/11/26-NL

GNSS: Nauwkeurigheid tot op de centimeter in het hart van de slimme bouwplaatsen van de toekomst

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Op een wegenbouwplaats kunnen enkele centimeters het verschil maken tussen perfect uitgevoerde grondwerken en kostbaar herstelwerk. Achter de geleidingssystemen van graders, graafmachines en landmeetapparatuur schuilt steeds geavanceerdere GNSS-technologie. Een nieuwe internationale studie onthult waarom sommige satellietcorrectiesystemen een superieure nauwkeurigheid bieden in vergelijking met andere en hoe kunstmatige intelligentie kan helpen deze verschillen te verklaren.

440 GNSS-stations geanalyseerd
Onderzoekers van York University en Sun Yat-sen University analyseerden gegevens van 440 internationale GNSS-stations gedurende een periode van 28 dagen in 2025.

De studie vergelijkt twee satellietcorrectieproducten die worden gebruikt met PPP-AR-technologie (Precise Point Positioning with Ambiguity Resolution), een combinatie van de GPS-, Galileo- en BeiDou-3-constellaties.

De resultaten tonen een significant verschil: vanaf de eerste verwerkingsronde behaalde 98% van de oplossingen met correcties van de Universiteit van Wuhan een horizontale nauwkeurigheid van 2,5 cm, vergeleken met 90% voor de bestudeerde CNES/GBM-producten.

Beslissende satellietcorrecties
Na convergentie van de berekeningen bedroegen de gemiddelde horizontale fouten slechts 0,8 cm met WUM-correcties, vergeleken met 1,2 cm met GBM. Verticaal waren de resultaten respectievelijk 2,0 en 2,6 cm.

Dit verschil wordt met name verklaard door de beschikbaarheid van de correcties die nodig zijn om de verschillende satellietfrequenties te benutten. Een ontvanger die meerdere signalen kan ontvangen, kan deze niet altijd effectief gebruiken als de bijbehorende correctie-informatie onvolledig is.

Kunstmatige intelligentie analyseert fouten
De onderzoekers gebruikten ook twee machine learning-methoden, Random Forest en XGBoost, om de factoren te identificeren die verband houden met de positioneringskwaliteit.

De analyse benadrukt met name drie belangrijke elementen:

- De verdeling van satellieten in de lucht.

- De kwaliteit van de ontvangen signalen en meerpadinterferentie.

- Satellietgeometrie, met name PDOP en satellietelevatie.

De satellietverdeling heeft een aanzienlijke invloed op de horizontale nauwkeurigheid, terwijl hun elevatie en de geometrie van de waarnemingen een cruciale rol spelen in de verticale nauwkeurigheid.

Directe toepassingen voor bouwmachines
Deze resultaten zijn interessant voor grondverzetbedrijven, landmeters en fabrikanten van automatische geleidingssystemen.

Op een wegenbouwplaats moet een grader nauwkeurige hoogtes aanhouden om het uiteindelijke wegprofiel te creëren. Een graafmachine met een GNSS-systeem moet ook een betrouwbare referentie behouden, ondanks gebouwen, taluds, metalen obstakels en signaalreflecties.

Het onderzoek werd echter uitgevoerd op stationaire stations en niet op bewegende machines. Verder onderzoek is daarom nodig om deze prestatieniveaus te bevestigen onder realistische omstandigheden op een bouwplaats.

Naar steeds betrouwbaardere positionering
Dit onderzoek toont aan dat nauwkeurigheid op centimeterniveau niet alleen afhangt van de kwaliteit van de GNSS-ontvanger. De beschikbaarheid van correcties, de satellietconfiguratie en de kwaliteit van de waarnemingen zijn eveneens essentieel.

Voor toekomstige, verbonden en geautomatiseerde bouwplaatsen is een beter begrip van deze parameters een belangrijke stap richting machines die met steeds grotere precisie, betrouwbaarheid en productiviteit kunnen werken.

NJC.© Info GNSS https://link.springer.com/article/10.1186/s43020-026-00223-x

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