Hassas Nokta Konumlama (PPP) Tekniğinin Ağaçlık Alanlardaki Konum Belirleme Performansının CSRS-PPP Yazılımı Kullanılarak İncelenmesi

Year 2023, Volume: 23 Issue: 3, 730 - 739, 28.06.2023

Berkant Konakoğlu , Serhat Şenses

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1254856

Abstract

GNSS teknolojisi, orman kaynaklarının araştırılması ve izlenmesi için güçlü bir araç haline gelmiştir. Ancak, ormanlık/ağaçlık alanlarda orman örtüsü GNSS sinyalleri ve uydu sayısı üzerinde olumsuz etkiye sahiptir. Bu yüzden hassas konum belirlemek mümkün olmayabilmektedir. Uydu jeodezisinde ve analiz tekniklerinde yaşanılan gelişmeler ile sadece bir GNSS alıcısı kullanarak üzeri açık alanlarda santimetre düzeyinde konumlama yapılabilen Hassas Nokta Konumlama (PPP) tekniği yakın zamanda büyük ilgi görmüştür. Bu çalışmada, ağaçlık alanlarda yapılan statik PPP-AR (Ambiguity Resolution) çözümlerinin, farklı gözlem sürelerinin (1, 2, 4 ve 6 saat), farklı örnekleme aralıklarının (30, 60 ve 120 sn) ve farklı uydu verilerinin (sadece GPS ve GPS+GLONASS) doğruluk açısından etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda, Amasya Üniversitesi Yeşilırmak Kampüsü’nde iki farklı konumda (açık ve ağaçlık alanda) GNSS ölçümleri yapılmıştır. Ağaçlık alanın kapalılık oranı i-Tree Canopy yazılımı ile yaklaşık %56 olarak belirlenmiştir. Toplanan gözlem verileri statik PPP-AR çözümü yapabilen Canadian Spatial Reference System Precise Point Positioning (CSRS-PPP) online (çevrimiçi) değerlendirme yazılımına gönderilmiştir. Sonuçlar, ağaçlık alanlarda PPP-AR tekniği kullanılarak 2 saat ölçü ile yaklaşık 10 santimetre doğruluğunda konum belirlenebileceğini ortaya koymuştur. Ayrıca, genel olarak GPS+GLONASS sonuçların sadece GPS sonuçlarına göre daha doğru performans gösterdiği ve örnekleme aralığının yüksek seçilmesinin elde edilen sonuçlarda anlamlı olmadığı görülmüştür.

Keywords

PPP, CSRS, Konum Doğruluğu, Ağaçlık Alanlar

Thanks

Bu çalışmada veri değerlendirmede kullanılan CSRS-PPP için Natural Resources Canada (NRCan), Geodetic Survey Division’a, yazılım desteği için Paksoy Teknik Hizmetler firmasına ve donanım desteği için Amasya Üniversitesi’ne teşekkür ederiz.

Investigation of Positioning Performance of Precise Point Positioning (PPP) Technique in Woodland Areas Using CSRS-PPP Software

Abstract

GNSS technology has become a powerful tool for researching and monitoring forest resources. However, forest cover has a negative impact on GNSS signals and satellite availability in woodland areas, which may make it difficult to determine a position with high accuracy. The Precise Point Positioning (PPP) technique, which allows for centimeter-level positioning in open areas using only a GNSS receiver, has gained considerable interest due to advancements in satellite geodesy and analysis techniques. In this study, the effect of different observation durations (1, 2, 4, and 6 hours), sampling rates (30, 60, and 120 seconds), and satellite data (GPS-only and GPS+GLONASS) on the accuracy of static PPP-AR (Ambiguity Resolution) solutions in woodland areas was investigated. GNSS measurements were conducted at two different locations (open and woodland areas) on the Yeşilırmak Campus of Amasya University. The canopy closure ratio of the woodland area was determined to be approximately 56% using i-Tree Canopy software. The collected observation data was sent to the Canadian Spatial Reference System Precise Point Positioning (CSRS-PPP) online evaluation software, which is capable of performing static PPP-AR solutions. The results were showed that using the PPP-AR technique in woodland areas, the position can be determined with an accuracy of about 10 centimeters with a 2-hour observation duration. In addition, it was observed that generally GPS+GLONASS results perform better than GPS-only results and selecting a high sampling rate did not have a significant impact on the results.

Keywords

PPP, CSRS, Positioning Accuracy, Woodland Areas

References

• Alkan, R.M., Erol, S. ve Mutlu, B., 2022. IGS-RTS ürünleri kullanılarak gerçek-zamanlı hassas nokta konumlama (RT-PPP) tekniğinin performans analizi: Antarktika örneği. Yerbilimleri, 43, 76-95.
• Aykut, N.O. ve Akpınar, B., 2021. Hassas nokta konumlama yönteminin hidrografik çalışmalardaki kinematik çözüm performansının araştırılması. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21, 837-845.
• Bahadur, B. and Nohutcu, M., 2021. Impact of observation sampling rate on Multi-GNSS static PPP performance. Survey Review, 53, 206-215.
• Erol, S., Alkan, R.M., Ozulu, İ.M. and Ilçi, V., 2021. Impact of different sampling rates on precise point positioning performance using online processing service. Geo-spatial Information Science, 24, 302-312.
• Gunaydin, O., Inceyol, Y., Cetin, H. and Ulukavak, M., 2023. Fault displacement analysis using a multidisciplinary approach on the Gerede Segment of the North Anatolian Fault Zone. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 164, 107519.
• Guo, J., Li, X., Li, Z., Hu, L., Yang, G., Zhao, C., Fairbairn, D., Watson, D. and Ge, M., 2018. Multi-GNSS precise point positioning for precision agriculture. Precision Agriculture, 19, 895-911.
• Hekimoğlu, Ş., 2005. Do robust methods identify outliers more reliably than conventional tests for outliers?. Zeitschrift fuer Vermessungswesen, 3, 174-180.
• Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H. and Collins, J., 2001. Global positioning system: theory and practice, Springer.
• İlçi, V. ve Ozulu, İ.M., 2016. PPP yönteminin arkeolojik amaçlı ölçme uygulamalarında kullanılabilirliği: Şapinuva kazı alanı örneği. Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi, 8, 1-9.
• Leick A. 2003. GPS satellite surveying, John Wiley and Sons.
• Li, P., Jiang, X., Zhang, X., Ge, M. and Schuh, H., 2020. GPS+ Galileo+ BeiDou precise point positioning with triple-frequency ambiguity resolution. GPS Solutions, 24, 1-13.
• Li, X., Li, X., Yuan, Y., Zhang, K., Zhang, X. and Wickert, J., 2018. Multi-GNSS phase delay estimation and PPP ambiguity resolution: GPS, BDS, GLONASS, Galileo. Journal of Geodesy, 92, 579-608.
• Ocalan, T., 2016. Accuracy assessment of GPS precise point positioning (PPP) technique using different web-based online services in a forest environment. Šumarski List, 140, 357-367.
• Ocalan, T., Erdogan, B., Tunalioglu, N. and Durdag, U.M., 2016. Accuracy investigation of PPP method versus relative positioning using different satellite ephemerides products near/under forest environment. Earth Sciences Research Journal, 20, D1-D9.
• Ogutcu, S., Shakor, A. and Farhan, H., 2022. Investigating the effect of observation interval on GPS, GLONASS, Galileo and BeiDou static PPP. International Journal of Engineering and Geosciences, 7, 294-301.
• Pirti, A., 2021. Investigation of GPS positioning accuracy near a deciduous forest area. Bulletin of the Transilvania University of Brasov. Series II: Forestry Wood, Industry and Agricultural Food Engineering, 14, 43-50.
• Pırtı, A. Ve Kurtulgu, Z., 2021. Sürekli gözlem yapan referans istasyonları kullanılarak yapılaşmış ve ağaçlık bölgelerdeki konum belirlemenin doğruluk analizi. Geomatik, 6, 1-14.
• Romero-Andrade, R., Trejo-Soto, M.E., Vázquez-Ontiveros, J.R., Hernández-Andrade, D. and Cabanillas-Zavala, J.L., 2021. Sampling rate impact on precise point positioning with a low-cost GNSS receiver. Applied Sciences, 11, 7669.
• Rousseeuw, P.J., Hampel, F.R., Ronchetti, E.M. and Stahel, W.A., 2011. Robust statistics: the approach based on influence functions. John Wiley and Sons.
• Sezer, G., Doğan, A.H. ve Erdoğan, B., 2021. Çoklu-GNSS çözümlerinin performansının internet tabanlı Trimble RTX servisi ile incelenmesi. Jeodezi ve Jeoinformasyon Dergisi, 8, 30-40.
• Tiryakioglu, I., Yigit, C.O., Yavasoglu, H., Saka, M.H. and Alkan, R.M., 2017. The determination of interseismic, coseismic and postseismic deformations caused by the Gökçeada-Samothraki earthquake (2014, Mw: 6.9) based on GNSS data. Journal of African Earth Sciences, 133, 86-94.
• Uçarlı, A.C., Demir, F., Erol, S. ve Alkan, R.M., 2021. Farklı GNSS uydu sistemlerinin hassas nokta konumlama (PPP) tekniğinin performansına etkisinin incelenmesi. Geomatik, 6, 247-258.
• Yigit, C.O. and Gurlek, E., 2017. Experimental testing of high-rate GNSS precise point positioning (PPP) method for detecting dynamic vertical displacement response of engineering structures. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 8, 893-904.
• Yigit, C.O., El-Mowafy, A., Bezcioglu, M. and Dindar, A.A., 2020. Investigating the effects of ultra-rapid, rapid vs. final precise orbit and clock products on high-rate GNSS-PPP for capturing dynamic displacements. Structural Engineering and Mechanics, 73, 427-436.
• Zumberge, J.F., Heflin, M.B., Jefferson, D.C., Watkins, M.M. and Webb, F.H., 1997. Precise point positioning for the efficient and robust analysis of GPS data from large networks. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 102, 5005- 5017.
• https://eu.sokkia.com/sites/default/files/product/downloads/sokkia_gcx3_brochure_sok_1041_reva_sm.pdf, (23.03.2023)
• https://canopy.itreetools.org/, (06.02.2023)
• https://www.tusaga-aktif.gov.tr/, (06.02.2023)
• https://itrf.ign.fr/docs/solutions/itrf2020/Transfo-ITRF2020_TRFs.txt, (08.02.2023)