Real-Time Precise Point Positioning (RT-PPP or PPP-RTK) Techniqe With RTCM/SSR Messages

Year 2012, Volume: 4 Issue: 2, 30 - 41, 01.06.2012

Taylan Öcalan Metin Soycan

Abstract

Today, Precise Point Positioning (PPP) technique developed by different organizations supported with accurate satellite orbit and clock products, has become an important alternative in respect to both post-processing studies and real time applications with cm-dm level accuracies. In recent years, with ongoing projects performed first by IGS and then by the other organizations and commercial services, information of satellite orbit and clock corrections and their combinations for real time applications of PPP technique is represented to the users as RTCM data format and NTRIP protocol. This information including real time satellite orbit and clock corrections related to GPS and GLONASS systems provide developing of this system named as “Real-Time PPP (RT-PPP)” or “PPP-RTK” in literature. This information, which is standardized with RTCM v3 / State Space Representation (SSR), has been implemented effectively on different combinations for PPP-RTK technique. In this study, PPP-RTK technique has been tested. For this purpose, at a permanent GPS station, its coordinates are estimated high accurately with relative technique, observations have been carried out with PPP- RTK technique. In this concept, the usability of PPP-RTK technique in surveying based applications with RTCM/SSR messages has been researched. Keywords : GNSS, PPP, RTK, RTCM, SSR

Keywords

-

RTCM/SSR Mesajları İle Gerçek Zamanlı Hassas Nokta Konumlama (PPP-RTK) Tekniği

Abstract

Günümüzde farklı organizasyonlar tarafından global ve bölgesel olarak sağlanan hassas uydu yörünge ve saat ürünlerinin kullanılması ile geliştirilen ve mutlak anlamda cm-dm gibi doğruluk sağlayan Hassas Nokta Konumlama (PPP: Precise Point Positioning) tekniği, gerek ölçü sonrası değerlendirme (post-processed) çalışmaları, gerekse gerçek zamanlı (real-time) uygulamalar için diferansiyel konum belirlemeye önemli bir alternatif olmuştur. Son yıllarda IGS başta olmak üzere, farklı organizasyon ve ticari servisler tarafından yürütülen projelerle, PPP tekniğinin gerçek zamanlı uygulamaları için uydu yörünge ve saat düzeltmeleri ve bunların kombinasyonlarını içeren bilgiler, RTCM veri formatı ve NTRIP veri iletim protokolüyle kullanıcılara sunulmaktadır. GPS ve GLONASS sistemlerine ilişkin yörünge ve saat düzeltme bilgilerini içeren gerçek zamanlı bu bilgiler, literatürde “Real-Time PPP (RT-PPP)” ya da diğer adı ile “PPP-RTK” olarak adlandırılan tekniğin geliştirilmesini ve kullanılmasını sağlamıştır. RTCM versiyon 3 ile Durum Uzay Temsili (SSR: State Space Representation) mesajlarıyla standart haline getirilen bu bilgiler, günümüzde PPP-RTK tekniği için etkin şekilde ve farklı kombinasyonlarda kullanılmaktadır. Yapılan bu çalışmada, PPP-RTK tekniği test edilmiştir. Bu amaçla koordinatları geleneksel ikili fark çözümüne dayanan rölatif konumlama tekniği ile yüksek doğrulukta kestirilen sabit bir GPS istasyonunda, PPP-RTK tekniği kullanılarak ölçüler gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda RTCM/SSR mesajları ile PPP-RTK tekniğinin ölçme amaçlı uygulamalar için kullanılabilirliği araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: GNSS, PPP, RTK, RTCM, SSR

Keywords

GNSS, PPP, RTK, RTCM, SSR

References

• Öcalan, T. ve Soycan, M., (2012), "GNSS/CORS Ağları İçin Bir Perspektif ve RTK Konum Belirlemede Gelişmeler", XYZ Dergi, Haziran 2012
• Rizos, C., Janssen, V., Roberts, C., Grinter, T., (2012), "Precise Point Positioning: Is the Era of Differential GNSS Positioning Drawing to an End?“, FIG Working Week 2012, Rome, Italy, 6-10 May 2012.
• Öcalan, T. ve Soycan, M., (2011), “Ulusal ve Yerel GNSS/CORS Ağları ve Türkiye’deki Yasal Durum”, TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi Bülteni, Sayı:2011-1, Mart 2011
• Öcalan, T., (2012), "GNSS/CORS Ağları ile Gerçek Zamanlı Konumsal Bilgi", TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi, sayfa:66-71, Ocak 2012, Yıl:45, Sayı:530
• Gao, Y. and Chen, K. (2004),”Performance Analysis of Precise Point Positioning Using Real-Time Orbit and Clock Products”, Journal of Global Positioning Systems, Vol. 3, No. 1-2. pp.95-100
• Gao, Y. and Shen, X. (2002). A New Method For Carrier-Phase–Based Precise Point Positioning, Navigation: Journal of Institute of Navigation, 49(2),109-116.
• Kouba, J. and Héroux, P. (2001). Precise Point Positioning Using IGS Orbit and Clock Products, GPS Solutions, 5(2), pp. 12-28.
• Kouba, J. (2003). A Guide to Using International GPS Service (IGS) Products, IGS Central Bureau, (on-line publication at http://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/resource/pubs/GuidetoUsingIGSProducts.pdf).
• 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, 102(B3), pp. 5005-5017.
• Geng, J., Meng, X., Teferle, F.N., Dodson, A.H., (2010), “Performance of precise point positioning with ambiguity resolution for 1- to 4-hour observation periods”, Survey Review, 42, 316 pp.155-165
• Geng, J., Teferle, F.N., Meng, X., Dodson, A.H., (2011), “Towards PPP-RTK: Ambiguity resolution in real-time precise point positioning”, Advances in Space Research, 47, 10 pp.1664-1673
• Geng, J., Shi, C., Ge, M., Dodson, A.H., Lou, Y., Zhao, Q., Liu, J., (2012), “Improving the estimation of fractional-cycle biases for ambiguity resolution in precise point positioning”, Jounal of Geodesy, (2012) 86:579–589
• Öcalan, T., (2011), “GPS/GNSS Konum Belirlemede Yeni Bir Yöntem: PPP Tekniği ve Web Tabanlı (Online) Servisler”, TMMOB Harita ve Kadastro Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi Bülteni, Sayı:2011-1, Mart 2011
• Öcalan ve Soycan, (2011) “GNSS Verisinin Gerçek Zamanlı İletimi İçin Uluslararası Standartlar ve Gelişmeler”, hkm Jeodezi, Jeoinformasyon ve Arazi Yönetimi Dergisi, Temmuz 2011, 2011/2 özel sayı, sf.123-133.
• Zhang,X., Li, P., Guo, F., (2012), “Ambiguity Resolution in Precise Point Positioning with Hourly Data for Global Single Receiver”, Advances in Space Research (2012), doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2012.08.008