Aktív GNSS hálózat fejlesztése a penci KGO-ban
Horváth Tamás
Rédey István Szeminárium, BME, 2004. november 17.
Tartalom Háttér • Abszolút GNSS helymeghatározás • Standalone DGNSS és RTK referencia állomások • RTK hálózat
Jelenlegi állapot • Épülő Aktív GNSS hálózat • Szolgáltatások teszt üzemmódban
Fejlesztési irány • EUPOS®
Technikai háttér
Abszolút GNSS helymeghatározás • Egyetlen GNSS vevővel • Elérhető pontosság: 5-20 m Műhold órahiba Műhold pályahiba Ionoszféra Troposzféra Multipath Antenna (FCV) Vevő órahiba Z Y
X WGS 84
Hibahatások nagyságrendje
Hiba
Abszolút hibahatás
Műhold óra
2 … 100m
Műhold pálya
2 … 50m
Ionoszféra
0,5 … >100m
Troposzféra
0,01 … 0,5m
Multipath kód
m
Multipath fázis
mm … cm
Antenna
mm … cm Összesen: 5 … 20m
Differenciális GNSS helymeghatározás • Referencia állomás-Rover pár
Bázis-rover vektorhossz
Standalone referencia állomások (DGNSS)
Pontosság, Megbízhatóság, Rendelkezésre állás Jó Rossz
DGNSS/RTK távolságfüggő hibák
PRC
Valódi hibahatás Továbbított korrekció
Távolságfüggő hiba (a növekvő távolsággal romlik a helymeghatározás minősége)
Távolság Referencia állomás
Rover
Hibahatások nagyságrendje
Hiba
Abszolút hibahatás Relatív hibahatás
Műhold óra
2 … 100 m
0,0 ppm
Műhold pálya
2 … 50 m
0,1 … 2 ppm
Ionoszféra
0,5 … >100 m
1 … 50 ppm
Troposzféra
0,01 … 0,5 m
0 … 3 ppm
Multipath kód
m
m
Multipath fázis
mm … cm
mm … cm
Antenna
mm … cm
mm … cm
Összesen: 1…2 cm + 1…20 ppm Nagyfokú térbeli korreláció
Lokális (kalibráció)
RTK: pontosság, rendelkezésre állás, megbízhatóság
100 % Rendelkezésre állás, Megbízhatóság
Pontosság
1 cm
Referenciaállomás távolsága
Az RTK technika távolságkorlátai
RTK korlátai PRC
Max. megengedhető hiba RTK-nál
Távolság Referenciaállomás
Standalone referencia állomások (RTK)
Pontosság, Megbízhatóság, Rendelkezésre állás Jó Rossz
RTK hálózat távolságfüggő hibái
Valódi hibahatás
PRC
Interpolált hibahatás a Rover helyzetére
Ref 1 hibahatás
Ref 2 hibahatás Ref 1
Rover
Ref 2
Távolság
RTK hálózat
Pontosság, Megbízhatóság, Rendelkezésre állás Jó Rossz
Hálózati RTK koncepciók
Felületi Korrekció Paraméterek (FKP) PRC
δr0 = 6.37(N 0 (ϕ − ϕ R ) + E0 (λ − λR ) cos(ϕ R )) δrI = 6.37 H (N I (ϕ − ϕ R ) + EI (λ − λR ) cos(ϕ R ))
ϕ
N0
FKP É-D komponense az ionoszféra mentes jelen [ppm]
E0
FKP K-NY komponense az ionoszféra mentes jelen [ppm]
NI
FKP É-D komponense a narrow-lane jelen [ppm]
EI
FKP K-NY komponense a narrow-lane jelen [ppm]
ϕ R , λR H E
FKP sík korrekciók
λ
FKP sík minden egyes • referencia állomásra, • műholdra, • jelre (Li, L0)
δr0 δrI
Referencia állomás WGS 84 koordinátái [rad]
E H = 1 + 16 0.53 − π
3
Műhold magassági szöge [rad] Távolságfüggő hiba az ionoszféra mentes jelen [m] Távolságfüggő hiba a narrow-lane jelen [m]
120 δrI Távolságfüggő hiba az 154 L1 és L2 154 jeleken [m] δr2 = δr0 + δrI 120 Rk = R − δr Helyfüggő hibák hatásával javított
δr1 = δr0 +
fázisméréses pszeudotávolság [m]
Felületi Korrekció Paraméterek (FKP)
Fázis korrekció
∆FKP Modell hiba
Távolság Ref 1
Rover
Ref 2
Virtuális referencia állomás (VRS) korrekciók
Fázis korrekció
∆VRS Modell hiba
Távolság Ref 1
Ref V Rover
Ref 2
Bázis-rover kommunikáció
Jelenlegi állapot
Jelenlegi kiépítettség Pencen Az Aktív GNSS hálózat 8 működő állomása: • Penc, Budapest, Nyírbátor, Orosháza, Székesfehérvár, Zalaegerszeg, Kaposvár, (Csorna)
Elérhető szolgáltatások: • Utólagos feldolgozáshoz RINEX 2.1 fájlok a weboldalról regisztrációs lap letöltés ! szerződéskötés regisztrált felhasználónévvel és jelszóval a kívánt állományok letölthetőek egyszeri regisztrációs díj + fájlmérettől függő letöltési díj • Valósidőben DGPS és RTK korrekciók RTCM 2.1 formátumban korrekciók továbbítása a penci Ntrip BroadCasterről hozzáférés jelenleg ingyenes, felhasználónevet és jelszót bárki igényelhet Horváth Tamástól vagy Galambos Istvántól
Ntrip protokoll Networked Transport of RTCM via Internet Protocol
Szerver
Caster
Kliens
50...100 x max 5 kbit/s
1000... x max 5 kbit/s
Felhasználói felszerelés Kézi GPS vevő + PDA + mobiltelefon
mobileNtrip
Motorola V80, V180, V220, V300, V400, V500, V525,V600 A780, A845, C380, C650, E380, E398, E1000, T725,RAZRV3
Leica GX1200
Trimble TerraSyncTM
Trimble Survey ControllerTM
Elérhető pontosság valósidőben Jelenleg még Standalone referencia állomások! Differenciális GPS: vízszintes értelemben már most szubméteres pontosság az ország egész területén. RTK: az állomások közelében néhány cm-es vízszintes pontosság, nagyban függ a bázis-rover távolságtól, és a pillanatnyi körülményektől.
Hálózati RTK szoftverrel a jövőben Differenciális GPS: homogén, néhány dm-es pontosság. Hálózati RTK: homogén ≤2 cm-es pontosság, először Budapest környékén, majd országosan
Feladatok Hálózati RTK szoftver: Geo++ GNSMART telepítése még idén További állomások kiépítése: idén még 2 állomás (Kecskemét és Sümeg) Jövőre további állomások (Budapest környéki pilot projekt, hálózatsűrítés) GPRS kommunikáció tesztelése: Budapesten és lakott területen kívül Antennák abszolút kalibrálása Integritás monitoring továbbfejlesztése
Fejlesztési irány
Az európai helymeghatározó rendszer
European Position Determination System
• A SAPOS mintáját követő közép-keleteurópai kezdeményezés • GBAS - földi bázisú regionális differenciális GNSS szolgálat • Teljes pontossági skála • Teljes felhasználói lefedettség • Magas szintű integritás • Magas szintű rendelkezésre állás • Egységes referencia rendszer (ETRS 89) • Egységes kötelező technikai szabványok • Galileo kompatibilitás
Egységes rendszer
Tervezett szolgáltatások EUPOS® DGNSS korrekciók • valósidőben vagy utófeldolgozással • kódmérés • 3m-0.5m pontosság
EUPOS® Network RTK korrekciók • valósidőben • fázismérés • ≤2cm pontosság
EUPOS® Geodetic RINEX adatok • utófeldolgozással • fázismérés • ≤1cm pontosság
EUPOS valósidejű korrekciók formátuma RTCM-EU:
kódolt, tömörített
GNSS vevők új generációja képes lesz RTCM-EU korrekciók fogadására
Message Type
Tartalom
Frissítés
1
Kód korrekció
1s
2
Delta kód korrekció
3
Ref. áll. koord.
6
Üres
14
Idő információ
max. 61 s
16 23
Ref. áll. kód Antenna info.
max. 499 s max. 29 s
24
Antenna ref. pont
max. 29 s
31 59 59
GLONASS kód korr. Kód és fázis korrekciók FKP
1s 1s max. 10 s
kb. 1 h (automatikus) max. 29 s 5s
EUPOS EUPOS DGNSS Network RTK
Kérdések?
Információ: Web: www.gpsnet.hu, www.sgo.fomi.hu E-mail:
[email protected] Telefon: (27) 374-980, (27) 374-844/115
