An Investigation of Galileo Contribution on the Relative Point Positioning

Year 2021, Volume: 5 Issue: 2, 107 - 114, 31.12.2021

Sercan Bülbül

https://doi.org/10.46460/ijiea.945756

Abstract

Today, point coordinates are determined by Global Navigation Satellite System (GNSS) technique. Among the GNSS techniques, relative positioning techniques are widely preferred in applications that require high accuracy. Static measurement, which is one of the relative position determination methods, and different satellite configurations are used in the process of GNSS measurements. While only GPS (G) satellites were used first when point coordinates were determined, point coordinates are started to be determined with GLONASS (R) and then GALİLEO (E) satellite systems developed by different institutions and organizations. In this study, the effects of GALILEO satellite configuration on point coordinate and positioning accuracies was investigated. In this context, a geodetic network consisting of 6 IGS-MGEX stations was used. 31-day (01-31.08.2017) 24-hour RINEX data of the selected stations were processed via Bernese v5.2 Scientific GNSS software using the double difference method( static measurement processing mode) , G, G + R and G + R + E in different satellite configurations. In comparison, the coordinates obtained by shifting the coordinates of ITRF2014 (2010.00 reference epoch) to the measurement epoch with the velocity values are taken as true quantity values. Then the root mean squared errors (rmse) in the direction of the coordinate axes and their positioning accuracies were calculated and compared statistically with each other. As a result of the comparison, it was determined that the positioning accuracies obtained with the G, G + R and G + R + E satellite configurations were compatible with each other at 95% confidence interval.

Keywords

Bernese, Galileo, GNSS, Relative point positioning, the root mean square error

Galileo Uydu Sisteminin Bağıl Konum Belirlemeye Katkısının Araştırılması

Abstract

Günümüzde nokta koordinatları GNSS tekniğiyle de belirlenmektedir. Yüksek doğruluk gerektiren uygulamalarda GNSS tekniklerinden bağıl konum belirleme teknikleri yaygın olarak tercih edilmektedir. Bağıl konum belirleme yöntemlerinden statik ölçü ve bu ölçülerin değerlendirilmesinde ise farklı uydu konfigürasyonları kullanılmaktadır. İlk olarak sadece GPS (G) uyduları kullanılırken, zamanla farklı kurum ve kuruluşlar tarafından geliştirilen önce GLONASS (R) daha sonra GALİLEO (E) uydu sistemleri ile nokta koordinatları belirlenmeye başlanmıştır. Gerçekleştirilen bu çalışmada, GALİLEO uydu konfigürasyonunun nokta koordinat ve konum doğruluklarına etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda 6 adet IGS-MGEX istasyonundan oluşan bir jeodezik ağ oluşturulmuştur. Seçilen ağa ilişkin 31 günlük ( 01-31.08.2017) 24 saat RINEX verileri Bernese v5.2 Bilimsel GNSS değerlendirme yazılımında ikili farklar yöntemi ile G, G+R ve G+R+E farklı uydu konfigürasyonunda değerlendirilmiştir. Karşılaştırmada ITRF2014 (2010.00 referans epoğu) koordinatları hız değerleri ile ölçü epoğuna kaydırılarak elde edilen koordinatlar gerçek değerler olarak alınmıştır. Daha sonra koordinat eksenleri yönündeki karesel ortalama hatalar (koh) ve konum doğrulukları hesaplanarak istatistiksel olarak birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda ise G, G+R ve G+R+E uydu konfigürasyonları ile elde edilen konum doğrulukların %95 güven aralığında birbirleri ile uyuşumlu olduğu belirlenmiştir.

Keywords

Bernese, GALELIO, GNSS, Karesel Ortalama Hata, İstatistiksel Test, Rölatif Konum Belirleme

References

• [1]. Duan, B., Hugentobler, U., 2021, Enhanced solar radiation pressure model for GPS satellites considering various physical effects. GPS Solut 25, 42 (2021). https://doi.org/10.1007/s10291-020-01073-z
• [2]. Johnston G, Riddell A, Hausler G., 2017, The international GNSS service. In: Teunissen PJ, Montenbruck O (eds) Springer handbook of global navigation satellite systems. Springer, pp 967–982
• [3]. Xie, W., Huang, G., Wang, L., Li, P., Cui, P., Wang, H., Cao, Y., 2021, Long-term performance detection and evaluation of GLONASS onboard satellite clocks,Measurement, Volume 175, ISSN 0263-2241,https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.109091.
• [4]. Strugarek, D., Sośnica, K., Arnold, D., Jäggi, A., Zajdel, R., Bury, G., 2021, Determination of SLR station coordinates based on LEO, LARES, LAGEOS, and Galileo satellites, Strugarek et al. Earth, Planets and Space (2021) 73:87, https://doi.org/10.1186/s40623-021-01397-1.
• [5]. Montenbruck, O., Steigenberger, P., Khachikyan, R., Weber, G., Langley, R.B., Mervart, L., Hugentobler, U., 2014, IGS-MGEX: Preparing the Ground for Multi-Constellation GNSS Science, InsideGNSS 9 (1) (2014) 42–49.
• [6]. Ogutcu, S., Assessing the contribution of Galileo to GPS+ GLONASS PPP: Towards full operational capability. Measurement, 2020, 151: 107143.
• [7]. Sos´nica, K., Prange, L., Kaz´mierski, K., Bury, G., Drozdzewski, M., Zajdel, R., Hadas, T., 2018, Validation of Galileo orbits using SLR with a focus on satellites launched into incorrect orbital planes, J. Geod. 92 (2),pp. 131–148.
• [8]. Yalvac, S., 2021, Investigating the historical development of accuracy and precision of Galileo bymeans of relative GNSS analysis technique, Earth Science Informatics (2021) 14:193–200.
• [9]. Chen, J., Zhao, X., Liu, C., Zhu, S., Liu, Z., Yue, D., 2020, Evaluating the Latest Performance of Precise Point Positioning in Multi-GNSS/RNSS: GPS, GLONASS, BDS, Galileo and QZSS, The Journal Of Navigation, 74(1), 1-21, doi:10.1017/S0373463320000508
• [10]. Deng, Y., Guo, F., Ren, X. et al. Estimation and analysis of multi-GNSS observable-specific code biases. GPS Solut 25, 100 (2021). https://doi.org/10.1007/s10291-021-01139-6
• [11]. Wu, Y.b., Liu, Y., Yi, W. et al. Impact of elevation mask on multi-GNSS precise point positioning performance. Earth Sci Inform (2021). https://doi.org/10.1007/s12145-021-00619-0
• [12]. Du, Z., Chai, H., Xiao, G. et al. Analyzing the contributions of multi-GNSS and INS to the PPP-AR outage re-fixing. GPS Solut 25, 81 (2021). https://doi.org/10.1007/s10291-021-01121-2
• [13]. Paziewski, J., Fortunato, M., Mazzoni, A., Odolinski, R.,2021, An analysis of multi-GNSS observations tracked by recent Android smartphones and smartphone-only relative positioning results, Measurement, Volume 175, 109162,ISSN 0263-2241,https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.109162.,
• [14]. Wellenhof, B. H., Lichtenegger, H. ve Wasle, E., 2008, GNSS - Global Navigation Satellite Systems, Avusturya, Springer, p.
• [15]. Tiryakioğlu, İ. 2005. GPSSinyal Yansımasının (Multipath) Nokta Konumlarına Etkisinin Araştırılması, Yüksek lisans Tezi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyon
• [16]. Bilgen, B., 2017, GNSS Tekniği İle Yatay Yöndeki Deformasyonların Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.