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Gottfried Thaler
Wir haben 1 Artikel von und mit Gottfried Thaler gefunden.
Precise Point Positioning - Towards Real-Time Applications
Kurzfassung
Mit Precise Point Positioning (PPP) wird eine GNSS- (Global Navigation Satellite System) basierte Positionierungstechnik bezeichnet, welche unter Nutzung von 2- Frequenz Code- und Phasenbeobachtungen eines einzelnen Empfängers die Berechnung präziser Stationskoordinaten mit sub-dm Genauigkeit erlaubt. Die Datenprozessierung stützt sich dabei auf präzise Satellitenbahn- und Uhrinformation welche von Organisationen wie dem International GNSS Service (IGS) aus Daten eines globalen Netzwerkes berechnet und bereitgestellt wird. Die ionosphärische Verzögerung wird bei PPP im Allgemeinen durch Bildung der ionosphärenfreien Linearkombination eliminiert, die troposphärische Verzögerung und der Stationsuhrfehler werden als Parameter neben den Koordinaten geschätzt. Seit rund 14 Jahren wird PPP als Punktbestimmungstechnik eingesetzt, vor allem geeignet für Postprozessierung Applikationen. Als Hindernis für die verstärkte Nutzung erwiesen sich die echtzeitnahe Verfügbarkeit von präziser Bahn- und Uhrinformation, eine bis heute unzulängliche Kenntnis der Empfänger- und Satellitenhardwarekalibrierung ("calibration biases") und nicht zuletzt die lange Konvergenzzeit der Koordinatenlösung. Um der stark steigenden Nachfrage nach in Echtzeit verfügbaren Beobachtungsdaten und Bahn- und Uhrprodukten zu begegnen, wurde von IGS die Real-Time Working Group ins Leben gerufen. Die Arbeitsgruppe setzt sich aus Forschungsinstituten aber auch kommerziellen Unternehmen zusammen, welche einerseits GNSS Referenzstationen betreiben oder Echtzeitprodukte aus deren Beobachtungen ableiten. Dieser Artikel beschäftigt sich vorrangig mit dem Beitrag des Instituts für Geodäsie und Geophysik (TU-Wien) zur IGS Real-Time Working Group und mit der erreichbaren Positionierungsgenauigkeit bei Nutzung der intern berechneten und bereitgestellten Echtzeit-Korrekturdatenströmen. Neben dem Positionierungsaspekt wird auch kurz auf das Potenzial der ebenfalls mittels PPP geschätzten troposphärischen Signalverzögerungen eingegangen. Der Beitrag schließt mit einem Ausblick auf Stärken aber auch Problembereiche von PPP in Hinblick auf die demnächst verfügbaren neuen Navigationssysteme und Signale.
Abstract
Precise Point Positioning (PPP) denotes a GNSS (Global Navigation Satellite System) based positioning technique, where dual-frequency code and phase measurements from a single receiver are used to calculate precise site coordinates at the sub-decimeter level. The data processing relies on precise satellite orbits and clock correction information determined from observation data of a global reference station network provided by organizations such as the International GNSS Service (IGS). Typically, the ionospheric delay is almost completely eliminated by means of the ionosphere-free linear combination, while the tropospheric delay and the receiver clock bias are estimated parameters along with the site coordinates. Introduced for the first time about 14 years ago the PPP technique was mainly used in post-processing applications. Barriers for a more intense use of PPP were a lack of accurate real-time orbit and clock products, the still poor knowledge of receiver and satellite calibrations biases and last, but not least, long coordinate filter convergence times due to complex or incomplete integer ambiguity fixing. However, to meet the increasing demand of upcoming real-time (RT) applications IGS has initiated a real-time working group to investigate the feasibility of real-time GNSS data distribution and the generation of derived products such as precise clock corrections and orbits. Scientific organizations and companies operating reference stations can participate in the working group either by delivering their data-streams via a central service or by providing real-time GNSS products. This article deals with the contributions of the Institute of Geodesy and Geophysics, Technical University of Vienna (TUW) to the IGS Real-Time Working Group and with the quality of PPP positioning obtained using the RT-data stream established at our institute. Aside from the positioning aspect the potential of PPP to derive related products such as tropospheric delays to contribute to weather forecast models is discussed. Finally prospects as well as current barriers of PPP in view of the upcoming new GNSS systems and signals are highlighted.
Mit Precise Point Positioning (PPP) wird eine GNSS- (Global Navigation Satellite System) basierte Positionierungstechnik bezeichnet, welche unter Nutzung von 2- Frequenz Code- und Phasenbeobachtungen eines einzelnen Empfängers die Berechnung präziser Stationskoordinaten mit sub-dm Genauigkeit erlaubt. Die Datenprozessierung stützt sich dabei auf präzise Satellitenbahn- und Uhrinformation welche von Organisationen wie dem International GNSS Service (IGS) aus Daten eines globalen Netzwerkes berechnet und bereitgestellt wird. Die ionosphärische Verzögerung wird bei PPP im Allgemeinen durch Bildung der ionosphärenfreien Linearkombination eliminiert, die troposphärische Verzögerung und der Stationsuhrfehler werden als Parameter neben den Koordinaten geschätzt. Seit rund 14 Jahren wird PPP als Punktbestimmungstechnik eingesetzt, vor allem geeignet für Postprozessierung Applikationen. Als Hindernis für die verstärkte Nutzung erwiesen sich die echtzeitnahe Verfügbarkeit von präziser Bahn- und Uhrinformation, eine bis heute unzulängliche Kenntnis der Empfänger- und Satellitenhardwarekalibrierung ("calibration biases") und nicht zuletzt die lange Konvergenzzeit der Koordinatenlösung. Um der stark steigenden Nachfrage nach in Echtzeit verfügbaren Beobachtungsdaten und Bahn- und Uhrprodukten zu begegnen, wurde von IGS die Real-Time Working Group ins Leben gerufen. Die Arbeitsgruppe setzt sich aus Forschungsinstituten aber auch kommerziellen Unternehmen zusammen, welche einerseits GNSS Referenzstationen betreiben oder Echtzeitprodukte aus deren Beobachtungen ableiten. Dieser Artikel beschäftigt sich vorrangig mit dem Beitrag des Instituts für Geodäsie und Geophysik (TU-Wien) zur IGS Real-Time Working Group und mit der erreichbaren Positionierungsgenauigkeit bei Nutzung der intern berechneten und bereitgestellten Echtzeit-Korrekturdatenströmen. Neben dem Positionierungsaspekt wird auch kurz auf das Potenzial der ebenfalls mittels PPP geschätzten troposphärischen Signalverzögerungen eingegangen. Der Beitrag schließt mit einem Ausblick auf Stärken aber auch Problembereiche von PPP in Hinblick auf die demnächst verfügbaren neuen Navigationssysteme und Signale.
Abstract
Precise Point Positioning (PPP) denotes a GNSS (Global Navigation Satellite System) based positioning technique, where dual-frequency code and phase measurements from a single receiver are used to calculate precise site coordinates at the sub-decimeter level. The data processing relies on precise satellite orbits and clock correction information determined from observation data of a global reference station network provided by organizations such as the International GNSS Service (IGS). Typically, the ionospheric delay is almost completely eliminated by means of the ionosphere-free linear combination, while the tropospheric delay and the receiver clock bias are estimated parameters along with the site coordinates. Introduced for the first time about 14 years ago the PPP technique was mainly used in post-processing applications. Barriers for a more intense use of PPP were a lack of accurate real-time orbit and clock products, the still poor knowledge of receiver and satellite calibrations biases and last, but not least, long coordinate filter convergence times due to complex or incomplete integer ambiguity fixing. However, to meet the increasing demand of upcoming real-time (RT) applications IGS has initiated a real-time working group to investigate the feasibility of real-time GNSS data distribution and the generation of derived products such as precise clock corrections and orbits. Scientific organizations and companies operating reference stations can participate in the working group either by delivering their data-streams via a central service or by providing real-time GNSS products. This article deals with the contributions of the Institute of Geodesy and Geophysics, Technical University of Vienna (TUW) to the IGS Real-Time Working Group and with the quality of PPP positioning obtained using the RT-data stream established at our institute. Aside from the positioning aspect the potential of PPP to derive related products such as tropospheric delays to contribute to weather forecast models is discussed. Finally prospects as well as current barriers of PPP in view of the upcoming new GNSS systems and signals are highlighted.
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