MEVSİMSEL DEĞİŞİMLERİN HASSAS NOKTA KONUMLAMAYA ETKİSİ

Abstract

Hassas Nokta Konumlama (Precise Point Positioning-PPP), tek bir GNSS alıcısıyla hassas uydu yörünge ve saat bilgilerini kullanarak santimetre doğruluğunda konum bilgisi sağlayan bir yöntemdir. Son zamanlarda bu yöntem pek çok bilimsel çalışmaya konu olmaktadır. Bu çalışmada, mevsimlerin PPP konum belirleme doğruluğu üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla kuzey yarım kürede yer alan yüksek enlem (KIR8 (İsveç), NYA2 (Norveç)), orta enlem (ANKR(Türkiye), DLF1(Hollanda)) ve ekvatoral bölgede (NKLG(Gabon), SIN1(Singapur)) bulunan Uluslararası GNSS Servisi (International GNSS Service: IGS) istasyonları seçilmiştir. Seçilen istasyonlara ait 365 gün 24 saat 30 saniyelik RINEX verileri çözümlerde kullanılmak üzere elde edilmiştir. 01.12.2019-30.11.2020 tarihleri arasında elde edilen veriler çözümlerin yapılabildiği web tabanlı PPP servislerinden CSRS-PPP, MagicGNSS ve APPS ile değerlendirilmiştir. Web tabanlı servislerden elde edilen koordinatların hassasiyetlerini araştırmak amacıyla her ay için ortalama koordinat değerleri kullanılarak karesel ortalama hatalar (KOH) hesaplanmış, daha sonra mevsimlere bağlı doğrulukları ortaya koymak için istasyonların IGS’den temin edilen bilinen koordinatları kullanılarak konum ortalama hataları hesaplanmıştır. Aynı istasyonlar ve servisler için farklı mevsimlerde elde edilen konum ortalama hataları Bartlett testi ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonunda ANKR istasyonu hariç diğer istasyonlarda konum ortalama hatalarının uyuşum içinde olduğu, konum doğruluklarının mevsimlerden ziyade kullanılan servislere bağlı olduğu ve en iyi sonuçların MagicGNSS ile elde edildiği görülmüştür.

Keywords

• IGS
• online-PPP
• CSRS-PPP
• MagicGNSS
• APPS

The Effect of Seasonal Changes on Precise Point Positioning

Abstract

Precise Point Positioning (PPP) is a method that provides centimeter-level positioning accuracy using precise satellite orbit and clock products with a single GNSS receiver. Recently, this method has been the subject of many scientific studies. In this study, International GNSS Service (IGS) stations located in high latitude (KIR8 (Sweden), NYA2 (Norway)), mid-latitude (ANKR (Turkey), DLF1 (Netherlands)) and equatorial region (NKLG (Gabon), SIN1 (Singapore)) in northern hemisphere were selected to investigate the effect of seasons on position accuracy of PPP. RINEX data of 365 days 24 hours 30 seconds of selected stations were obtained to be used in solutions. The data obtained between 01.12.2019 and 30.11.2020 were evaluated with CSRS-PPP, MagicGNSS and APPS, which are web-based PPP services where solutions can be made within the specified date range. In order to investigate the precisions of the coordinates obtained from the web-based services, root mean square errors (RMSE) were calculated using the average coordinate values for each month, and then the 3D RMSE were calculated using the known coordinates of the stations obtained from IGS to reveal seasonal accuracies. The 3D RMSE obtained for the same stations and services in different seasons were compared with the Bartlett test. At the end of the comparison, it was seen that the 3D RMSE were in agreement at the other stations, except for the ANKR station, the positioning accuracy was dependent on the used services rather than seasons, and the best results were obtained with MagicGNSS.

Keywords

• IGS
• online-PPP
• CSRS-PPP
• MagicGNSS
• APPS

References

1. Alçay, S., 2016, “Farklı Gözlem Sürelerinde GPS-PPP ve GPS/GLONASS-PPP Yöntemlerinin Konum Belirleme Performanslarının İncelenmesi”, AKÜ Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 16, Sayı 2, ss. 292-302.
2. Alçay, S., 2019, “Gerçek Zamanlı Hassas Nokta Konumlama (RT-PPP) Yönteminin Konum Belirleme Performansının Doğruluk ve Hassasiyet Bakımından İncelenmesi”, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 8, Sayı 1, ss. 121- 133.
3. Alçay, S., Atiz, Ö. 2021, “Farklı Yazılımlar Kullanılarak Gerçek Zamanlı Hassas Nokta Konum Belirleme (RT-PPP) Yönteminin Performansının İncelenmesi”, Geomatik, Cilt 6, Sayı 1, ss. 77–83.
4. Alçay, S., Yiğit, C. Ö., Ceylan, A., 2013, “CSRS-PPP, MagicGNSS ve APPS web tabanlı yazılımların statik PPP modüllerinin karşılaştırılması”, Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi, Cilt 5, Sayı 1, ss. 1- 12.
5. Alkan, R.M., Ozulu, İ.M., İlçi, V., 2017, “Klasik GNSS Veri Değerlendirme Yazılımlarına Alternatif Olarak Web-tabanlı Online Değerlendirme Servisleri”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Cilt 17, Sayı 2, ss. 603-619.
6. Anderle, R. J., 1976, “Point Positioning Concept Using Precise Ephemeris”, Proc. Int. Geodetic Symp. On Satellite Doppler Positioning, 12-14 October 1976, Las Cruces, New Mexico, ss. 47-75.
7. Bahadur, B., Nohutcu, M., 2019, “Galileo Temelli Hassas Nokta Konumlama Yönteminin Performans Değerlendirmesi: Türkiye Örneği”, Harita Dergisi, Cilt 85, Sayı 162, ss. 1–11.
8. Cai, C., Gao, Y., 2013, “GLONASS-Based Precise Point Positioning and Performance Analysis”, Advances in Space Research, Cilt 51, Sayı 3, ss. 514–524.

9. Choy S, Zhang S, Lahaye, F., Héroux, P., 2013, “A Comparison Between GPS-only and Combined GPS+GLONASS Precise Point Positioning”, Journal of Spatial Science, Cilt 58, Sayı 2, ss. 169-190.
10. Dawidowicz, K., Krzan, G., 2014, “Coordinate Estimation Accuracy of Static Precise Point Positioning Using on-line PPP Service, a Case Study”, Acta Geod Geophys, Cilt 49, ss. 37–55.
11. Ebner, R., 2008, Validation and application of free-online and commercial post-processing PPP packages, Graz University of Technology, Institute of Navigation and Satellite Geodesy, Doktora Tezi, Graz.
12. Erdoğan, B., Karlıtepe, F., Öcalan, T., 2017, “GPS Kinematik PPP’nin Gerçek Zamanlı PPP (RT-PPP) Çözümleri ile Karşılaştırılması Üzerine Bir Çalışma”, 16. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı, 3 - 6 May 2017, Ankara.
13. Erol, T., 2021, “Web tabanlı CSRS-PPP uygulamasının farklı uydu sistemleri üzerindeki performansı”, Jeodezi ve Jeoinformasyon Dergisi, Cilt 8, Sayı 1, ss. 41-56.
14. Gelişkan, Ş., İnal, C., Bülbül, S., 2018, “The Comparison of Accuracies of Results Obtained from Bernese v5.2 Software and Web-Based PPP Services”, Presented at the FIG International Congress 2018, İstanbul.
15. Kahveci, M., Yıldız, F., 2017, Global Konum Belirleme Sistemleri Teori-Uygulama, Nobel Yayın Dağıtım, 8. Baskı, Ankara, 1-3.
16. Kouba, J., Héroux, P., 2001, “Precise Point Positioning Using IGS Orbit and Clock Products”, GPS Solutions, Cilt 5, ss. 12-28.
17. Lim, T. S., Loh, W. Y., 1996, “A Comparison of Tests of Equality of Variances”, Computational Statistics and Data Analysis, Cilt 22, ss. 287–301.
18. Ott, L., 1998, An Introduction to Statistical Methods and Data Analysis, Third Edition, PWS-Kent Publishing Company.
19. Özdemir, E. G., Gülal, V. E., 2019, “İnternet Tabanlı Hassas Nokta Konum Belirleme (PPP) Yazılımlarının İrdelenmesi ve Belirsizlik Analizi” Presented at the 17. Türkiye Harita Bilimsel ve Teknik Kurultayı (THBTK), 25 - 27 Nisan 2017, Ankara.
20. Pan, L., Cai, C., Santerre, R., Zhu, J., 2014, “Combined GPS/GLONASS Precise Point Positioning with Fixed GPS Ambiguities”, Sensors, Cilt 14, ss. 17530-17547.
21. Soycan, M., 2012, “A Quality Evaluation of Precise Point Positioning within the Bernese GPS Software Version 5.0”, Arab J Sci Eng., Cilt 37, ss. 147–162.
22. Uçarlı, A. C., Demir, F., Erol, S., Alkan, R. M., 2021, “Farklı GNSS Uydu Sistemlerinin Hassas Nokta Konumlama (PPP) Tekniğinin Performansına Etkisinin İncelenmesi” Geomatik, Cilt 6, Sayı 3, ss. 247-258.
23. Xu, C., Wang, J., Gao, J., Wang, J., Hu, H., 2011, “Precise Point Positioning and its application in mining deformation monitoring”, Transactions of Nonferrous Metals Society of China, Cilt 21, ss. 499-505.
24. Yigit, C.Ö., Kızılarslan, M., Çalışkan, E., 2016, “GPS-PPP ve GPS/GLONASS-PPP Yöntemlerinin Konum Belirleme Performanslarının Ölçü Süresine Bağlı Olarak Değerlendirilmesi”, Harita Teknolojileri Elektronik Dergisi, Cilt 8, Sayı 1, ss. 22-39.
25. Zar, J. H., 1999, Biostatistical Analysis, New Jersey: Prentice Hall Inc. Simon and Schuster, A Viacom Company.
26. Zumberge, J. F., Heflin, M. B., Jefferson, D. C., Watkins M. M., 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, Cilt 102, ss. 5005-5017.