Grundlagen und permanentnetze fokus auf agnes glonass erweiterung kleine retrospektive
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Grundlagen und Permanentnetze: Fokus auf AGNES – GLONASS Erweiterung kleine Retrospektive. E. Brockmann, D. Ineichen, S. Schaer. Inhalt. AGNES-Umstellungen Planung / Ablauf Doppelstationen Gründe Beispiel ZIM2 BSW5.0 + Nutzen Tages-Auswertungen Kinemtische Auswertungen Troposphäre

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Presentation Transcript


Grundlagen und permanentnetze fokus auf agnes glonass erweiterung kleine retrospektive

Grundlagen und Permanentnetze:Fokus auf AGNES – GLONASS Erweiterungkleine Retrospektive

E. Brockmann, D. Ineichen, S. Schaer


Inhalt

Inhalt

  • AGNES-Umstellungen

    • Planung / Ablauf

    • Doppelstationen

      • Gründe

      • Beispiel ZIM2

    • BSW5.0 +

  • Nutzen

    • Tages-Auswertungen

    • Kinemtische Auswertungen

    • Troposphäre

    • Positionierungsdienst


Agnes automatisches netz schweiz

AGNES: Automatisches Netz Schweiz

GPS

GNSS

G S


Retrospective agnes ii jahr 2006

Retrospective AGNES-II: Jahr 2006

  • Feb. 06: Ankündigung Trimble, Leica: GNSS-Empfänger

  • 14.7.06: Testempfänger Trimble NetR5 +Leica Rover GNSS Upgrade + 10 Tage GNSS-Kampagne in Zimmerwald + GNSS-Auswertetests EUREF

  • GL-Antrag 22.8.06 akzeptiert

  • Ende 2006: Testphase abgeschlossen+ Kaufentscheid + Beschaffung: Trimble GNSS als Ablösung

Motivation für schnelle Vorgehensweise: Erhöhte Verfügbarkeit für swipos- Positionierungsdienst

und moderne Infrastruktur


Vorarbeiten zur umstellung

Vorarbeiten zur Umstellung

  • Absolute Antennenkalibrierung mit Roboter der Firma Geo++

34 individuelle Antennen + IGS Werte ( ) Elev.-abhängige PhasenzentrumsvariationenGPS (individuell) + GLONASS (Gruppe)

[mm]

keine “Ausreisserantenne”


Absolute antennenkalibration

Absolute Antennenkalibration

Elev.-Azim.-abhängige PhasenzentrumsvariationenGPS (individuell) + GLONASS (Gruppe)


Gnss auswertungen mit bernese gps software bei swisstopo

GNSS-Auswertungen mit Bernese GPS Software bei swisstopo


Glonass auswertungen f r euref

WTZR

GLONASS-Auswertungen für EUREF

  • swisstopo‘s offizieller Beitrag mit GLONASS (amb. float) seit GPS Woche 1400 (Nov. 2006)

  • Orbit Information von CODE (kein kombiniertes Produkt vom IGS verfügbar)


10 doppelstation

10 Doppelstation

ARDE

BOUR

DAVO

ETHZ

FRIC

HOHT

MART

SAAN

STAB

ZIMM

  • Doppelstation als Kompromiss der Echzeitanwendungen swipos (höhere Verfügbarkeit) und der Bedürfnissen der Referenzrahmenkontrolle (“Stationsbewegungen”).


Geschwindigkeitsgenauigkeiten bei antennenwechsel

  • 3 Jahre kontinuierlich = 10 Jahre mit 2 Wechseln

Geschwindigkeitsgenauigkeiten bei Antennenwechsel

Annahme: - gleiche Geschwindigkeit vorher und nachher - “gute” Zeitserien

GLONASS

GALILEO

?

Neue Technologie alle 5-6 Jahre ?


Geschwindigkeitsbestimmung agnes

Geschwindigkeitsbestimmung AGNES

Relative Geschwindigkeits-”Constraints”: 0.001 mm/Jahr


Grundlagen und permanentnetze fokus auf agnes glonass erweiterung kleine retrospektive

ZIM2

  • Ebenfalls wie ZIMM: IGS- und EUREF-Station

  • Tagesfiles, Stundenfiles und Sekunden-NTRIP Datenlieferung

ZIM2

ZIMM


Zim2 beton fundament 8 9 07

ZIM2: Beton-Fundament (8.9.07)


Zim2 betonfundament fertig 13 9 07

ZIM2: Betonfundament (fertig 13.9.07)


Zim2 mastaufbau 20 9 07

ZIM2: Mastaufbau (20.9.07)


Zim2 antenneninstallation 9 11 07

ZIM2: Antenneninstallation (9.11.07)


Grundlagen und permanentnetze fokus auf agnes glonass erweiterung kleine retrospektive

AGNES: Stationssoftware GPSBase


Zimm zim2 zeitserie

ZIMM / ZIM2 Zeitserie

ZIMM

ZIM2


Aktivit ten agnes ii 2007

Aktivitäten AGNES-II 2007

  • 14. Juni (PAYE) – 2. Juli (GENE): 20 Stationen umgestellt

  • 7. Aug.: Aktivierung GNSS für swipos Positionierungsdienst

  • Nov. 06 –Okt. 07: GNSS-Auswertungen Rechenzentrum

    • Bernese 5.0 - > Bernese 5.0 +

      • “Bugs” (SNGDIF, CODSPP, MAUPRP, GPSEST)

      • Improvements (Extraktionsprogramme)

      • Basislinienoptimierungen

    • Sept.: Mehrdeutigkeitslösung AGNES/EUREF

    • Okt.: Mehrdeutigkeitslösung Stundenauswertungen

  • Aug. – heute: Bau von Doppelstationen (1 fehlt noch)

  • 18. Dez.: neue AGNES-Koordinaten und Informationen auf neuem Webportal swisstopo (CMS)


Beispiel basislinienoptimierung

Beispiel Basislinienoptimierung

Maximum Observation

Maximum Observation /

Short Baselines /

GNSS Baselines


Auswertungen gnss

Auswertungen GNSS

  • GNSS Mehrdeutigkeitslösung (keine Mehrdeutigkeiten GPS-GLO) seit Sept./Okt. 2007:

    • QIF < 2000 km: 60 – 90 % (nur gleiche Frequenzen)

    • L5/L3 < 200 km: 90 – 100%

    • L1/L2 < 20 km: 95 – 100%

  • Kombination GPS und GLONASS: a) GPS-only + GLONASS-only + NEQ stacking oder b) direkt in einem Guss ausgewertet

  • „Schweizerische“ Auswertungen: Weiterführung der Lösungen, die auf reltiven Antennenmodellen basieren (solange kein Reprocessing und solange die LV95-Koordinaten auf rel. Koordinaten beruhen)


Referenzrahmenstabilit t

Referenzrahmenstabilität

Station Luzern (Antennenwechsel 11. Juli 2007 -> Sprung in Zeitserie)


Referenzrahmenstabilit t koordinatendifferenzen zu den offiziellen koordinaten

Referenzrahmenstabilität:Koordinatendifferenzen zu den offiziellen Koordinaten

  • Neue Koordinaten für 20 ersetzte Stationen: Summe aus Antennenwechsel, Rundungsdifferenz und Stationsverschiebung

 Doppelstationen sichern Konsistenz des nationalen Referenzrahmens und ermöglichen ein genaueres Monitoring der Langzeitserie (Tektonik)


Gps gnss post processing auswertungen

GPS / GNSS Post-Processing Auswertungen

Wiederholbarkeiten aus 315 1-Tagesauswertungen: Nord


Grundlagen und permanentnetze fokus auf agnes glonass erweiterung kleine retrospektive

Mean RMS of 23 stations, 315 days

GPS / GNSS Post-Processing Auswertungen (2)

Wiederholbarkeiten aus 315 1-Tagesauswertungen: Summary


Gps gnss post processing auswertungen 3

GPS / GNSS Post-Processing Auswertungen (3)

Konsistenz zwischen den Lösungen

Mittel von zwei 315-Tageskombinationen

3-P Helmert von 23 Stationen


Einfluss glonass auf troposph ren parameter

Einfluss GLONASS auf Troposphären-Parameter

  • GPS+GLONASS gegenüber GPS-only: nur minimaler Einfluss

  • Ähnliches gilt auch für die Near-realtime Lösungen (8 Stunden Intervalle jede Stunde)

bias: 0.06 mm

std: 0.9 mm

# comp: ~11’000 h


Validierungen troposph re zim2

Validierungen Troposphäre (ZIM2)

Neu: Radiosonden-Daten als Vergleich in Europa über EUMETNET für Wissenschaft verfügbar (11 Kollokationsstationen für swipos Netz)


Kinematische l sungen vorgehen

Kinematische Lösungen: Vorgehen

  • 7 Tage: Stundenlösungen

  • Mehrdeutigkeiten und Troposphäre aus NRT-8-Stundenlösungen

  • Epochenweise Koordinatenbestimmung (Simulation des maximalen Genauigkeitsgewinns bei der Positionierung)

  • Vergleich GPS mit GPS+GLONASS


Kinematische l sungen residuen von gps vs gnss

Kinematische Lösungen:Residuen von GPS vs. GNSS

Station San Bernardino, 7 Tage, 19‘000 Positionen

North

East

Mehrdeutigkeiten aus post-processing übernommen


Kinematische l sungen einfluss von gns auf die rms werte

Kinematische Lösungen:Einfluss von GNS auf die RMS Werte

Verbesserung von allen Koordinatenkomponenten aller Stationen mit zusätzlichen GLONASS-Beobachtungen


Kinematische l sungen verbesserung durch glonass daten

Kinematische Lösungen:Verbesserung durch GLONASS Daten

Mittelwerte aus 7 Tagen, 24 Stationen:

  • Gewinn ca. „Wurzel n“

  • Gewinn bis zu 30% für Nord, 13% für Ost, und 16% für Höhe vor allem bei Gebirgsstationen mit eingeschränktem Horizont

  • Gewinn durch vereinfachte Mehrdeutigkeitslösung noch nicht realisiert


Netzzusammenf hrung swisstopo swissat

Netzzusammenführung swisstopo / Swissat

Stationsnetz


Swipos kundenwachstum

swipos Kundenwachstum

  • Inklusive der 2007 übernommenen Swissat Kunden


Status agnes umstellung glonass

„Normale Station“:

GNSS Empfänger und Antenne neu installiert

„Doppelstation“:

Neuer Standort für GNSS Antenne

GNSS und GPS werden parallel betrieben

„Doppelstation“:

GNSS noch nicht instaliert

Status AGNES-Umstellung GLONASS

Neue GNSS-Hardware:

Trimble NetR5 Empfänger und Zephyr GNSS Antennen


Zusammenfassung

Zusammenfassung

  • 28 GNSS-AGNES Stationen sind operationell und Daten sind integriert in Auswertezentrum (BSW 5.0+) und swipos - Positionierungsdienst

  • Schnelles Vorgehen (Vergleich zu EU)

  • Resultate sind vergleichbar; Gewinn durch GLONASS ist noch recht bescheiden; Potenzial im Real-time vorhanden vor allem bei schwierigen Messbedingungen

  • Antennenwechsel und die Sprünge in Zeitserien muss man in Kauf nehmen - Milderung durch Doppelstationen


Gnss in zukunft

GNSS in Zukunft

11-Jahres-Zyklus

Galileo operationell

GLONASS in AGNES


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