Test av kinematisk Precise Point Positioning i realtid

• Main Authors: Jonsson, Fredrik, Jäderberg, Rickard
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Högskolan i Gävle, Avdelningen för Industriell utveckling, IT och Samhällsbyggnad 2015
• Subjects: PPP; Precise Point Positioning; Engineering and Technology; Teknik och teknologier
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-20121

Utvecklingen av satellitbaserad positionsbestämning gör det idag befogat att begära låga osäkerheter med GNSS. Det är idag möjligt att uppnå osäkerheter kring centimetern. Bäst mätosäkerhet ger relativ mätning som sker med stöd av antingen enkelstations- eller nätverks-RTK. I Sverige erbjuder Lantmäteriet med sitt SWEPOS ett tätt referensnätverk som förser användaren med korrektionsdata oavsett position inom Sveriges gränser. Dock är det inte alla länder som kan erbjuda denna positionstjänst. Geografiskt stora länder har mycket svårt att skapa ett referensnät, det skulle betyda flera tusen stationer och gör det till en ekonomisk fråga. Det är bl.a. ur den synpunkten andra metoder har växt fram. En av dessa är Precise Point Positioning (PPP). Enligt G. Hedling (personlig kommunikation, 18 mars 2015) har PPP fått en väl etablering inom jordbruket samt på maritima gruv- och oljeplattformar. Metoden är lämplig vid stora öppna ytor och när avståndet till närmsta referensstation är stor. PPP använder sig av absolut positionering och kan mäta både statiskt och kinematiskt och resultat kan fås i realtid och genom efterberäkning. Det ligger i Lantmäteriets intresse att testa kinematisk PPP i Sverige och den här studien testar kinematisk PPP i realtid med programvaran BNC 2.11 och med korrektioner från International GPS Service (IGS). Enligt Bisnath & Gao (2009) erhålls decimeterosäkerhet med kinematisk PPP och för att bestämma dess tillförlitlighet har i den här studien koordinatavvikelse beräknats mellan BNC och enkelstations-RTK med stöd från SWEPOS. Koordinaterna från enkelstations-RTK har vid testerna angivits som de sanna koordinaterna, genom ett statiskt test har det undersökts om det är motiverat. Utifrån den statiska mätningen har även intialiseringstiden kunnat utredas, alltså den tid det tar för PPP att konvergera. Efterberäkningstjänsten CSRS-PPP har också testats och jämförts mot kända koordinater vid den statiska mätningen.Studien visar att efter närmare en timmes observation avviker PPP under 2 dm i plan mot enkelstations-RTK. Den visar också att 15-30 minuters konvergeringstid är nödvändig för att erhålla osäkerheter på några decimeter. Några av de faktorer som påverkar resultatet är bl.a. jonosfärstörning. högt PDOP-värde och antal processerade satelliter i mjukvarorna, hur mycket är svårt att säga. Vid en tappad signal krävs en ny omintialisering på flera tiotals minuter. Studien visar också att det är lämpligt att använda enkelstations-RTK som sanning. Vid den statiska mätningen avviker enkelstations-RTK kring centimetern mot den kända punktens koordinater, vilket anses godtagbart. CSRS-PPP uppvisar bra resultat och är inte mycket sämre än det resultat enkelstations-RTK redovisar. === Today it´s possible to achieve low uncertainties when surveying with GNSS. You can expect uncertainties around centimeter-level. The best results are achieved when using relative-surveying with corrections from single-station- or network-RTK. The Swedish mapping, cadastral and land registration authority (Lantmäteriet) is providing a well-developed network of reference stations. The network, called SWEPOS, offers corrections for its users independent of position within the Swedish borders. Far from all nations has the ability or the financial resources to create such an expanded network. Instead, other methods for satellite surveying have been developed, including Precise Point Positioning (PPP). According to G. Hedling (personal communication, 18 march 2015) PPP is well-established in the agriculture and in the maritime mining- and oil-industry. The method is suitable in open areas and it is independently of nearby reference stations. PPP is using what’s called absolute-surveying. The surveying is performed either kinematic or static and the results can be obtained thru post-processing or in real-time. “Lantmäteriet” has interest in testing kinematic PPP in Sweden and for this thesis kinematic PPP in real-time is tested with BNC 2.11 software and corrections is given from the International GPS Service (IGS). According to Bisnath & Gao (2009) it is possible to achieve uncertainties in decimeter-level with kinematic PPP. To determine the reliability of PPP the deviation has been calculated against single-station-RTK. The single-station-RTK coordinates have in this study been used as the “truth” and in an additional test using static measurements it has been investigated if that’s correct. From the static test the initialization time for PPP as well as the quality of the post-processing service CSRS-PPP has been studied.The results show that after nearly an hour of observation the deviation between PPP and single-station-RTK are below 2 dm for the level-coordinates. The initialization time of 15-30 minutes is necessary to achieve uncertainties of a few decimeters. Elements that are affecting the results are disturbance in the ionosphere, high PDOP and number of processed satellites in the software. In which extent it’s not possible to determine. When the signal is lost between rover and satellites a re-initialization of 15-30 minutes is needed. It also shows that it is reasonable to use single-station-RTK as the “truth”. Single-station-RTK deviates a proximately one centimeter in relation to known coordinates. The post-processing service CSRS-PPP gives remarkably good results not far from what single-station-RTK offers.