Analiza dokładności modeli centrów fazowych anten odbiorników GPS dla potrzeb niwelacji satelitarnej

Transkrypt

1 Analiza dokładności modeli centrów fazowych anten odbiorników GPS dla potrzeb niwelacji satelitarnej Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badań Kosmicznych i Satelitarnych PAN Satelitarne metody wyznaczania pozycji we współczesnej geodezji i nawigacji Wrocław,..11 Radosław Baryła, Katarzyna Stępniak, Paweł Wielgosz, Jacek Paziewski, Marta Krukowska, Jacek Kapcia

2 WPROWADZENIE Zmienność położenia centrów fazowych (PCV- Phase Center Variations) anten odbiorników GPS jest źródłem błędów w precyzyjnych pomiarach satelitarnych, szczególnie w satelitarnej niwelacji precyzyjnej, badaniach deformacji, opracowaniu sieci geodezyjnych, etc. W precyzyjnym pozycjonowaniu GPS stosuje się odpowiednio modele zmienności centrów fazowych. Istnieją róże modele PCV: absolutne, względne, kalibracje IGS (International GNSS Service), NGS (National Geodetic Survey), zależne tylko od kąta elewacji satelity lub od elewacji i azymutu. Modele PCV maja wpływ na precyzję i dokładność pomiarów oraz skalę w sieciach geodezyjnych. W ostatnich latach pojawiło się kilka prac naukowych dotyczących problemów modelowania centrów fazowych anten, np. prezentacja: M. Becker, P. Zeimetz, E. IGS Workshop June - July 1, Newcastle upon Tyne, England, gdzie pokazano, że anteny tego samego typu mogą mieć różne położenie średniego centrum fazowego (PCO phase center offset).

3 M. BECKER i inni IGS Workshop 1

4 CENTRA FAZOWE ANTEN PCO Źródło: Hofmann-Wallenhof B., Lichtenegger H., Wasle E.. GNSS Global Navigation Satellite Systems. Springer-Verlag Wien

5 ARP

6 MODELE CENTRÓW FAZOWYCH

7 ANTEX ANTenna EXchange format

8 METODA POMIARU Antena referencyjna Antena 1 Antena Antena 3 Antena referencyjna 3xh 3xh 3xh 3xh 3xh Baza kalibracyjna o długości 5 m LAM7 LAMA

9 METODA OPRACOWANIA POMIARÓW DoY Antena S/N 1-1 ASH793F_C SNOW ASH7D 1 ASH771B ASH A ASH793F_C SNOW ASH A 55 LEIAX1GG 7795 ASH7D ASH793F_C SNOW JAV_TRIUMPH JAV_GRANT-G3T 13 JNSMARANT_GGD AERAT775_ ASH793F_C SNOW TPSHIPER_PLUS O3 7 ASH A 59 ASH A -9 ASH7 93F_C SNOW ASH7D AERAT775_ ASH A ASH A ASH A ASH793F_C SNOW 155 Bernese GPS Software v.5. Model absolutny PCV IGS Częstotliwość L1 Maska elewacji 1 Wyznaczenie nieoznaczoności metoda SIGMA Model troposfery/funkcja odwzorowująca Saastamoinen / Niell Model jonosfery IGS Final Orbity precyzyjne IGS Final Topcon Tools v.7.5 Model absolutny PCV NGS Częstotliwość L1 Maska elewacji 15 Wyznaczenie nieoznaczoności? Model troposfery/funkcja odwzorowująca?/? Orbity precyzyjne IGS Final

10 dn [mm] dn [mm] BERNESE GPS SOFTWARE ASH793F_C SNOW S/N TOPCON TOOLS

11 dn [mm] dn [mm] ASH A BERNESE GPS SOFTWARE S/N 5 S/N 55 S/N 59 S/N S/N 5 S/N 579 S/N 579 (1st) TOPCON TOOLS 1 S/N 5 S/N 55 S/N 59 S/N S/N 5 S/N 579 S/N 579 (1st) S/N 5 S/N 55 S/N 59 S/N S/N 5 S/N 579 S/N 579 (1st) S/N 5 S/N 55 S/N 59 S/N S/N 5 S/N 579 S/N 579 (1st)

12 dn [mm] dn [mm] ASH7D BERNESE GPS SOFTWARE S/N 1 S/N 15 S/N TOPCON TOOLS 1 S/N 1 S/N 15 S/N S/N 1 S/N 15 S/N S/N 1 S/N 15 S/N

13 dn [mm] dn [mm] 1 JAV GRANT-G3T NONE 1 JAV GRANT-G3T NONE Bernese Topcon Tools Bernese Topcon Tools AERAT775 3 NONE No 55 1 AERAT775 3 NONE No 55 - Bernese Topcon Tools Bernese Topcon Tools

14 Podsumowanie WNIOSKI: przeprowadzone pierwsze testy potwierdziły występowanie problemu dokładności modeli PCV wykorzystywanych w precyzyjnych pomiarach satelitarnych, testowane anteny znacznie różnią się stabilnością centrum fazowego, w pomiarach satelitarnych należy szczególną uwagę zwracać na orientację anteny (kierunek północy), w przypadku testowanych anten tego samego typu wystąpiły znaczne różnice położenia centrum fazowego, wyniki wskazują na potrzebę przeprowadzania indywidualnych kalibracji anten GNSS. PLANOWANE DALSZE BADANIA: analizy na częstotliwości L, badanie wpływu czynników nieantenowych na położenie centrum fazowego anteny (odbiorniki, kable), rozszerzenie zbioru badanych anten GNSS, analiza przydatności indywidualnych kalibracji anten w warunkach polowych (Bernese 5.).