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Grundlagen und Permanentnetze: Fokus auf AGNES – GLONASS Erweiterung kleine Retrospektive

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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Grundlagen und Permanentnetze: Fokus auf AGNES – GLONASS Erweiterung kleine Retrospektive

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Presentation Transcript

  1. Grundlagen und Permanentnetze:Fokus auf AGNES – GLONASS Erweiterungkleine Retrospektive E. Brockmann, D. Ineichen, S. Schaer

  2. Inhalt • AGNES-Umstellungen • Planung / Ablauf • Doppelstationen • Gründe • Beispiel ZIM2 • BSW5.0 + • Nutzen • Tages-Auswertungen • Kinemtische Auswertungen • Troposphäre • Positionierungsdienst

  3. AGNES: Automatisches Netz Schweiz GPS GNSS G S

  4. 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

  5. Vorarbeiten zur Umstellung • Absolute Antennenkalibrierung mit Roboter der Firma Geo++ 34 individuelle Antennen + IGS Werte ( ) Elev.-abhängige PhasenzentrumsvariationenGPS (individuell) + GLONASS (Gruppe) [mm] keine “Ausreisserantenne”

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

  7. GNSS-Auswertungen mit Bernese GPS Software bei swisstopo

  8. 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)

  9. 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”).

  10. 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 ?

  11. Geschwindigkeitsbestimmung AGNES Relative Geschwindigkeits-”Constraints”: 0.001 mm/Jahr

  12. ZIM2 • Ebenfalls wie ZIMM: IGS- und EUREF-Station • Tagesfiles, Stundenfiles und Sekunden-NTRIP Datenlieferung ZIM2 ZIMM

  13. ZIM2: Beton-Fundament (8.9.07)

  14. ZIM2: Betonfundament (fertig 13.9.07)

  15. ZIM2: Mastaufbau (20.9.07)

  16. ZIM2: Antenneninstallation (9.11.07)

  17. AGNES: Stationssoftware GPSBase

  18. ZIMM / ZIM2 Zeitserie ZIMM ZIM2

  19. 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)

  20. Beispiel Basislinienoptimierung Maximum Observation ↓ Maximum Observation / Short Baselines / GNSS Baselines

  21. 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)

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

  23. 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)

  24. GPS / GNSS Post-Processing Auswertungen Wiederholbarkeiten aus 315 1-Tagesauswertungen: Nord

  25. Mean RMS of 23 stations, 315 days GPS / GNSS Post-Processing Auswertungen (2) Wiederholbarkeiten aus 315 1-Tagesauswertungen: Summary

  26. GPS / GNSS Post-Processing Auswertungen (3) Konsistenz zwischen den Lösungen Mittel von zwei 315-Tageskombinationen 3-P Helmert von 23 Stationen

  27. 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

  28. Validierungen Troposphäre (ZIM2) Neu: Radiosonden-Daten als Vergleich in Europa über EUMETNET für Wissenschaft verfügbar (11 Kollokationsstationen für swipos Netz)

  29. 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

  30. Kinematische Lösungen:Residuen von GPS vs. GNSS Station San Bernardino, 7 Tage, 19‘000 Positionen North East Mehrdeutigkeiten aus post-processing übernommen

  31. Kinematische Lösungen:Einfluss von GNS auf die RMS Werte Verbesserung von allen Koordinatenkomponenten aller Stationen mit zusätzlichen GLONASS-Beobachtungen

  32. 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

  33. Netzzusammenführung swisstopo / Swissat Stationsnetz

  34. swipos Kundenwachstum • Inklusive der 2007 übernommenen Swissat Kunden

  35. „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

  36. 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

  37. GNSS in Zukunft 11-Jahres-Zyklus Galileo operationell GLONASS in AGNES

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