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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
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)

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

slide12
ZIM2
  • Ebenfalls wie ZIMM: IGS- und EUREF-Station
  • Tagesfiles, Stundenfiles und Sekunden-NTRIP Datenlieferung

ZIM2

ZIMM

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

slide25

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
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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