Analizy wpywu centrw fazowych anten GPS oraz ich modeli na dokadno wyznaczania pozycji

K. Stpniak, M. Krukowska

katarzyna.stepniak@uwm.edu.pl marta.krukowska@uwm.edu.pl

V OGLNOPOLSKA KONFERENCJA DOKTORANTW DYSCYPLINY GEODEZJA I KARTOGRAFIA

Wojskowa Akademia Techniczna, 17-18.05.2012

Zmienno pooenia centrw fazowych (PCV- Phase Center Variations) anten odbiornikw GPS jest rdem bdw w precyzyjnych pomiarach satelitarnych, szczeglnie w satelitarnej niwelacji precyzyjnej, badaniach deformacji, opracowaniu sieci geodezyjnych, etc.

W precyzyjnym pozycjonowaniu GPS naley stosowa modele zmiennoci centrw fazowych. Istniej re modele PCV:

absolutne, wzgldne,

kalibracje IGS (International GNSS Service), NGS (National Geodetic Survey),

zalene tylko od kta elewacji satelity lub od elewacji i azymutu.

Modele PCV maja wpyw na precyzj i dokadno pomiarw oraz skal w sieciach geodezyjnych.

W ostatnich latach pojawio si kilka prac naukowych dotyczcych problemw modelowania centrw fazowych anten, np. prezentacje:

M. Becker, P. Zeimetz, E. Schnemann, Anechoic chamber calibrations of phase center variations for new and existing GNSS signals and potential impacts in IGS processing, IGS Workshop, 28 June - 2

July 2010, Newcastle upon Tyne, England,

gdzie pokazano, e nawet anteny tego samego typu mog mie rne pooenie redniego centrum fazowego (PCO Phase Center Offset);

Q. Baire, E. Pottiaux, C. Bruyninx, Impact of different individual GNSS receiver antenna calibration models on geodetic positioning, EGU General Assembly 2012, 22-27 April, Vienna, Austria,

gdzie m.in. stwierdzono wystpowanie rnic sigajcych do 4 mm dla wsprzdnych horyzontalnych i 10 mm dla wysokoci (rne modele, PPP, 43 stacje EPN, czas 2003-2010)

AOAD/M_T NONE - S/N 235 -> AOAD/M_T NONE - S/N

254-U

AOAD/M_T NONE - S/N 254-U -> JAV_RINGANT_G3T NONE S/N 316

PCO

rdo: Hofmann-Wallenhof B., Lichtenegger H., Wasle E. 2008. GNSS Global Navigation Satellite Systems. Springer-Verlag Wien

ARP

PCO-L2

PCO-L1

Antena referencyjna

3x24h

Antena 1

3x24h

Antena 2

3x24h

Antena 3

3x24h

Antena referencyjna

3x24h

Baza kalibracyjna o dugoci 24 m

LAMA LAM7

Data Antena S/N

4.08 - 6.08 ASH700936F_C SNOW 155

8.08-10.08 ASH700228D 2160

12.08-14.08 ASH700718B 13305

16.08-18.08 ASH701975.01A 5668

20.08-22.08 ASH700936F_C SNOW 155

24.08-26.08 ASH701975.01A 8055

28.08-30.08 LEIAX1202GG NONE 747958

1.09-3.09 ASH700228D 1508

6.09-8.09 ASH700936F_C SNOW 155

10.09-12.09 JAV_TRIUMPH-1

14.09-16.09 JAV_GRANT-G3T 460

18.09-20.09 JNSMARANT_GGD 1791

22.09-25.09 AERAT2775_43 5645

27.09-29.09 ASH700936F_C SNOW 155

1.10-3.10 TPSHIPER_PLUS 0843

5.10-7.10 ASH701975.01A 8059

9.10-11.10 ASH701975.01A 8286

13.10-17.10 ASH700 936F_C SNOW 155

20.10-22.10 ASH700228D 700328

24.10-26.10 AERAT2775_43 5645

28.10-30.10 ASH701975.01A 8285

1.11-3.11 ASH701975.01A 5679

5.11-7.11 ASH701975.01A 5679

9.11-11.11 ASH700936F_C SNOW 155

Data Antena S/N

10.06 - 12.06 ASH700936F_C SNOW 155

14.06 - 16.06 TPSHIPER_PLUS 343-0843

18.06 - 20.06 TPSHIPER_PLUS 344-0419

22.06 - 24.06 TRMR8_GNSS3 NONE 5027436614

26.06 - 28.06 ASH700936F_C SNOW 155

8.07 - 10.07 TRMR8_GNSS3 NONE 5027436618

13.07 - 15.07 TRMR8_GNSS3 NONE 5027436608

17.07 - 21.07 ASH700936F_C SNOW 155

23.07 - 25.07 ASH701945E_M SNOW 4004

27.07 - 29.07 AERAT1675_382 5037

31.07 - 2.08 JAV_GRANT-G3T 460

4.08 - 6.08 ASH700936F_C SNOW 155

8.08 - 10.08 ASH700936F_X SNOW 155

12.08 - 14.08 ASH111661

16.08 - 18.08 ASH111661

20.08 -22.08 ASH700936F_C SNOW 155

24.08 -26.08 AOAD/M_T NONE 263

28.08 - 30.08 JNSMARANT_GGD

1.09 - 3.09 ASH700700.A NONE 1

5.09 - 7.09 ASH700936F_C SNOW 155

9.09 - 11.09 ASH700700.A NONE 2

13.09 - 15.09 LEIAX1202GG NONE 747958

17.09 19.09 AERAT2775_43

21.09 - 23.09 ASH700936F_C SNOW 155

25.09 - 27.09 Choke-Ring (Septentrio)

32 egzemplarze anten

Bernese GPS Software v.5.0

Model absolutny PCV:

IGS

NGS

Czstotliwoci:

L1

L2

Maska elewacji: 10

Wyznaczenie nieoznaczonoci: metoda SIGMA

Model troposfery/funkcja odwzorowujca: Saastamoinen / Niell

Model jonosfery: IGS Final

Orbity precyzyjne: IGS Final

Model IGS

Model NGS

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

TRMR8 GNSS3

dU

[m

m]

session no

IGS, S/N 6618

IGS, S/N 6608

NGS, S/N 6618

NGS, S/N 6608

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

TRMR8 GNSS3

dN

[m

m]

dE [mm]

IGS, S/N 6618

IGS, S/N 6608

NGS, S/N 6618

NGS, S/N 6608

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

ASH700718B NONE No 13305

dN

[m

m]

dE [mm]

Model IGS

Model NGS

1 2 3 1 2 3-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

ASH700718B NONE No 13305

dU

[m

m]

nr sesji

IGS

NGS

WNIOSKI:

przeprowadzone testy potwierdziy wystpowanie problemu dokadnoci modeli PCV wykorzystywanych w precyzyjnych pomiarach satelitarnych,

testowane anteny znacznie rni si stabilnoci centrum fazowego, w przypadku niektrych testowanych anten tego samego typu wystpiy

znaczne rnice pooenia centrum fazowego, w pomiarach satelitarnych naley szczegln uwag zwraca na orientacj

anteny (kierunek pnocy), wyniki wskazuj na potrzeb przeprowadzania indywidualnych kalibracji anten

GNSS.

PLANOWANE DALSZE BADANIA:

analizy na czstotliwoci (kombinacji liniowej) L3, badanie wpywu czynnikw nieantenowych na pooenie centrum fazowego

anteny (odbiorniki, kable),

rozszerzenie zbioru badanych anten GNSS, analiza przydatnoci indywidualnych kalibracji anten w warunkach polowych

(Bernese 5.0).