Jämförelse av metoder för anslutning av GNSS-mätning till referenssystemet SWEREF 99

• Main Authors: Hanson, Erik, Öqvist, Joel
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Högskolan i Gävle, Samhällsbyggnad 2019
• Subjects: SWEPOS Post Processing Service; VRS; session duration; baseline length; GNSS; SWEPOS Beräkningstjänst; sessionstid; baslinjelängd; Other Civil Engineering; Annan samhällsbyggnadsteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:hig:diva-30392

GNSS är idag den vanligaste tekniken för positionering och för att ansluta punkter till det nationella referenssystemet SWEREF 99. Systemet realiseras av ett nätverk av permanenta referensstationer, SWEPOS. Nätet består av ett mindre antal stabilt förankrade klass A-stationer och ett större antal, men mindre stabila klass B-stationer. Lantmäteriet erbjuder idag tre tjänster för efterberäkning av GNSS-data som använder SWEPOS-nätet: 1) SWEPOS Beräkningstjänst, som beräknar positioner genom anslutning till klass A-stationer med långa baslinjer som följd, 2) nedladdning av RINEX-data från valfria SWEPOS-stationer, vilket möjliggör medellånga baslinjer och 3) skapande av virtuella referensstationer (VRS), där baslinjerna är mycket korta. Syftet med detta examensarbete är att, genom att använda dessa tjänster, jämföra olika metoder för anslutning av statisk efterberäknad GNSS-mätning till SWEREF 99 och un-dersöka hur mätosäkerheten beror av sessionstid och baslinjelängd. Dessutom undersöks påverkan av mätmiljö och om det finns någon systematisk skillnad mellan de olika metoderna. Fyra s.k. SWEREF-punkter användes som kontrollpunkter. Punkterna mättes i tre 8 h-sessioner. Insamlat mätdata delades in i fönster och skickades till SWEPOS Beräkningstjänst, beräknades i en kommersiell programvara mot klass A-, närmaste stationer och en VRS. För att jämföra de olika metoderna beräknades RMS och standardosäkerheter. Resultaten visar att vid kortare sessionstider har SWEPOS Beräkningstjänst ett högre RMS än övriga metoder, men vid lätt och normal mätmiljö sjunker RMS till samma nivå som övriga metoder redan efter 1 h sessionstid, vilket var 1 cm eller lägre i plan och 2 cm eller lägre i höjd. Vid svår mätmiljö fortsätter RMS att sjunka ända upp till 4 h sessionstid och ligger då något högre än vid lätt och normal mätmiljö. För övriga metoder sjunker RMS inte lika tydligt när sessionstiden ökar. Det framgår att mät-miljön påverkar mätresultatet. Både standardosäkerheter och RMS är högre vid svår mätmiljö jämfört med lätt och normal mätmiljö. Signifikanta skillnader mellan de olika metodernas medelavvikelser kunde påvisas, vilket innebär att det finns systema-tiska avvikelser mellan metoderna, som kan bero på olika troposfärsmodeller och att SWEPOS beräkningstjänst använder referenssystemet ITRF för att sedan göra en transformation till SWEREF 99. === GNSS is at present the most frequently used method for positioning, as well as connecting new points to the Swedish national reference frame, SWEREF 99. The reference frame is realized by a network of permanent reference stations, SWEPOS. The network consists of a small number of rigidly mounted class-A stations and a larger number of less stable class-B stations. Lantmäteriet, the mapping, cadastral and land registration authority of Sweden, cur-rently offers three services for post processing of GNSS data that utilizes the SWEPOS network: 1) SWEPOS Post Processing Service, which computes coordinates by connecting baselines to class-A stations leading to long baselines. 2) Downloading of RINEX data from any SWEPOS stations leading to medium baseline lengths, and 3) creation of virtual reference stations (VRS), leading to very short baselines. The aim of this thesis is, by using these services, to compare different methods for connecting new points to SWEREF 99, using post processing of static GNSS measurements and to investigate the impact of session duration and baseline length on the uncertainty of the measurements. The impact of different measurement environments and systematic effects between the methods are also investigated. Four SWEREF-points were used as test points. The points were measured in three 8 h sessions. The data were divided into windows and sent to SWEPOS post processing service, as well as processed with a commercial software, where baselines were pro-cessed against class-A, class-B stations and a VRS. To compare the different methods RMS and standard uncertainties were calculated. The results indicate that shorter session duration yields higher RMS for SWEPOS post processing service when compared with the other methods, but in easy measurement environments RMS decreases to the same level as the other methods after 1 h session duration, which is 1 cm or less horizontally and 2 cm or less vertically. However, in complex measurement environments RMS continues to decrease up to 4 h session duration and is higher than in easy environments. For the other methods the decrease of RMS is not as pronounced. It is clear that the measurement environment impacts the results. Both standard uncertainty and RMS are higher in complex environments compared with easy and moderate environments. Significant differences of the mean deviation for each method could be detected, which indicates systematic effects between the methods, that could depend on different troposphere models and that SWEPOS Post Processing Service uses the reference system ITRF and then make a transformation to SWEREF 99.