Präzise Einzelpunktbestimmung in Echtzeit

Transkript

1 Präzise Einzelpunktbestimmung in Echtzeit Yüksel Altiner 1, Leos Mervart 2, Peter Neumaier 1, Tamás Horváth 3 1 Federal Agency for Cartography and Geodesy 2 Technical University of Prague 3 FÖMI Satellite Geodetic Observatory, Budapest, Hungary Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 1

2 Performance Untersuchung der Performance Abdeckung Verfügbarkeit Verlässlichkeit Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 2

3 Präzise Einzelpunktbestimmung in Echtzeit Die präzise Einzelpunktbestimmung, (PPP), in Echtzeit: Positionsbestimmung weltweit im Genauigkeitsbereich von unterhalb eines Meters; Unabhängig von der Verwendung von Korrekturwerte der Referenzstationen eines lokalen oder regionalen RTK-Netzes. Bahn und Uhr von einer externen Quelle Konsistenz der Modelle des Anbieters und Nutzers für die Datenauswertung ist wichtig. Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 3

4 Wichtige Effekte zur Abnahme der Positionsgenauigkeit Effekt Erdgezeiten Erdrotation (Polbewegung) Phase Wind Up Ionosphäre Troposphäre Multipath (Phasenverschiebung des Signals) Atmosphärische and hydrologische Aufladung Ozeangezeiten Offset und Phasenzentrumschwankungen von Satelliten- und Bodenantennen Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 4

5 BKG Ntrip Client (BNC) BNC open source BNC wurde in Zusammenarbeit mit der TU Prag in 2006 entwickelt: Strömung und Dekodierung von GNSS-Daten in Echtzeit über das Internet basierend auf dem Format von RTCM-Korrekturdaten. PPP Modul in 2009 zur Unterstützung der präzisen Einzelpunktlösungen in Echtzeit Positionierung im DM-Bereich weltweit mit Code- und Phasenmessungen eines Zwei-Frequenz-Empfängers in den Lösungen P3 und L3 Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 5

6 CONZ: Post Processing PPP durch RTNet mit 1 Hz Data und IGS Final Orbit Post-processing PPP mit RTNet (nur GPS-Daten) (M) C. Larson, Univ. of Colorado, Boulder O-W=2.5 m N-S=0.6 m Station CONZ: Echtzeit PPP, 24 Std (DoY=273) Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 6

7 Ultra Rapid Orbits und Uhren vom RTNet in einer Strömung Zur Berechnung der Korrekturwerte (Bahn/Satellitenuhren) zu Broadcast-Ephemeriden durch ein IP port: Ultra Rapid Orbit vom CODE (GPS+GLONASS) (Center for Orbit Determination in Europe) 24h geschätzt + 24h predikted = 48h Intervall: 15 Min. Aktualisierung: in 12h RTNET (50-55 Stationen) Uhrenkorrekturen vom RTNet Stream CLK11 = GPS + GLONASS Messages: 1059,1060, 1065,1066 Orbits: CODE Ultra Rapid Reference Frame: ITRF2005 (GPS Time) Referenzpunkt: APC AC: BKG / RTNet + BNS Intervall: 5 Sec. Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 7

8 PPP mit EUREF & IGS Konfiguration BNC/PPP software auf Laptop. Kommunikation mit Empfänger über Blue Tooth. Wireless Internet Verbindung über GPRS. Standardisierung RTCM SC104. Benutze PPP option mit Bahn/Uhr. Korrekturanteil des Empfängers (firmware) Gestützte Reference Systems IGS05/ITRF2005 ETRS89/ETRF2000 SIRGAS95/2000 NAD83 GAD94 Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 8

9 Echtzeit-PPP Monitoring von RTIGS ACs durch BNC N E H V IGS/ESOC, COMBI + BNS DLR, RETICLE Geo++, GNSMART 1 m ESOC, RETINA + BNS 24 Stunden EUREF/BKG/TUP, RTNet + BNS Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 9

10 Echtzeit-PPP Monitoring mit BNC Station: FFMJ Lösungen der letzten 10 Tage mit 15 Szenarios PPP Monitor Szenario: 5 PPP Monitor Szenario: 4 24 Std., Std., Orbit/clock corrections software: RTNet by GPS Solutions Orbit/clock corrections: CLK11 by BKG & TUP Broadcast ephemeris: RTCM3EPH by BKG & TUP PPP mode: Fully kinematic Ratio of sigma-code to sigma-phase: 500 EPOS-RT by GFZ CLK71 by GFZ RTCM3EPH by BKG & TUP Fully kinematic 500 Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 10

11 Gewichtungseffekt der Code- und Phasenbeobachtungen Die Dauer der Konvergenzzeit kann auf bis zu 3 Min. mittels höherer Gewichtung von Code-Messungen im Verhältnis zu den Phasenmessungen gekürzt werden Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 11

12 40 cm Lage der Antennen 50 cm FFMJ TPSCR3_GGD Dome: CONE LEIAT504GG LEIAT504GG VM01 Resultate der statischen und kinematischen Tests wurden in L3 berechnet Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 12

13 Vertikale Verschiebung Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 13

14 Horizontale Verschiebung Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 14

15 Kinematische Echtzeit-PPP mit BNC, Version April April April 2010 Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 15

16 Test an der Traktorbahn mit BNC, Version 2.1 Geschwindigkeit ~ 10 km/h Traktorhabnstrecke ~ 230 m Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 16

17 Vergleich der Traktorpositionen Traktorposition für jede gefahrene Runde (2) separat als Punkt aufgezeichnet 5 m 5 m BNC, Version 2.1 Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 17

18 Kinematik PPP vs. Netz-RTK in Budapest: Ausrüstung NTRIP/HSDPA IGS orbits & clocks + broadcast ephemeris Network RTK data RTCM3.1 GPS+GLO MAC NTRIP/HSDPA RTCM3 raw data NMEA (ETRF) BNC PPP client NMEA GGA logging ITRF 2 ETRF transformation PPP rover Leica GX1230+ GNSS RTK rover Leica GX1230GG NMEA GGA logging COMPARISON Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 18

19 Kinematik Test in Budapest mit BNC, Version 2.3 Geschwindigkeit: km/h Bahn-/Uhr-Korrekturen: CLK11 (BKG & TUP) Broadcast-Ephemeriden: RTCM3EPH (BKG & TUP) Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 19

20 Kinematik PPP vs. Netz-RTK in Budapest Parkplatz eines Geschäftes in Budapest (zur nächsten Referenzstation: ~ 15 km) Mittel Std_Dev 2D D Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 20

21 Kinematik PPP vs. Netz- RTK in Budapest PPP vs. RTK Mittel Std_Dev 2D D Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 21

22 Wettervorhersage mit Hilfe von ZTD Es gibt eine enge Beziehung zwischen dem Niederschlagwasser und dem Wasserdampf in der Atmosphäre (vertically integrated water vapour - IWV) Schnelle Änderung der Position und des Volumens des Wasserdampfes in der Atmosphäre Potentieller Vorteil der Echtzeit-PPP für die Wettervorhersage- Prozesse? ZTD IWV Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 22

23 Feb. 26. (8:00) 28 (0:00), High Resolution Limited Area Model IWV in kg/m2 NWP Model 28.Feb. 00h Sa, (07:00) 2 l/m 2 / 12 hr light rain So, (07:00) 7 l/m 2 / 12 hr rain showers Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 23

24 Erdrutsch, Tsunami, Niederschlagswasser Ionosphäre, Troposphäre, Ausblick Tsunami Frühwarnsystem im Indischen Ozean TS07 Position am GFZ Potsdam / Indonesische Reg. Brüssels, International Symposium on Global Navigation Satellite Systems 24

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Bundesamt für Kartographie und Geodäsie TU Graz FÖMI in Budapest Köln, INTERGEO 2010 / Geodätische Woche 25