GLONASS voor RTK-Netwerken
Presentatie ir. Jean-Paul Henry www.06-GPS.nl 27 Maart 2009 GIN/NIN/HSB WVP, NLR Amsterdam
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
1
Inhoud Presentatie • GPS + GLONASS, opmaat voor superieure GNSS • Wat is er te verbeteren: – Beschikbaarheid satellieten / Obstakels – Snelheid initialisatie – Nauwkeurigheid – Ionosfeer / Zonne-activiteit • Kwesties bij GLONASS: – Ref. ontvangers <-> netwerk software <->rovers – FDMA, Interchannel biases, e.a. • Conclusies
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
2
GPS + GLONASS, opmaat voor superieure GNSS
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
3
06-GPS 2002 - 2009 • • • •
2002 start 23 stations, samenwerking SAPOS (D) 2003 aansluiting FLEPOS (B) 2005 start NTRIP communicatie, netwerk DGPS 2006 GPS/GLONASS, samenwerking ASCOS (D) – GNSS RTK, DGNSS – Naast Topcon, Javad steeds meer merken • 2007 uitbreiding 38 stations, GALILEO voorbereid • 2008 Amper nog nieuwe rovers zonder GLONASS • 2009 Met uitbouw GLONASS tot wel 20 GNSS SV gelijktijdig ter beschikking.
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
4
06-GPS 2002 - 2009
Gem. Verbindingstijden per maand GPS <-> GNSS
56 % 51 % 36 % 64 %
49 %
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
44 %
5
GNSS : MEER = BETER • GPS (31) + GLONASS (24) + GALILEO (30) +COMPASS (30) = 115 satellieten !
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
6
GNSS : MEER = BETER • GPS: 3 Draaggolf frequenties en nieuwe (civiele) codes (L2C, L5, L1C) • GLONASS: „full Constellation“ in 2009/2010 • GLONASS: 5 frequenties L3 (FDMA), fL3(i) = 94/125 fL1(i) en GPS-L1 (CDMA) GPS-L5 (CDMA) • Galileo: operationeel in 201.. • Galileo tot 5 frequenties met verscheidene signalen • China: Compass GNSS 30(?) MEO's en 3 GEO's • In totaal > 100 GNSS satellieten! • RINEX 3.0 definieert >40 verschillende code signalen en combinaties op >7 draaggolffrequenties • SBAS Systemen met L1/L5 (Egnos,WAAS,QZSS,..)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
7
WAT IS ER TE VERBETEREN ?
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
8
Beschikbaarheid satellieten / Obstakels
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
9
Beschikbaarheid satellieten / Obstakels • Satelliet Beschikbaarheid Plots voor Hannover (Geo++) uitgaande van: – GPS Almanac – Galileo constellatie: • • • •
3 Baanvlakken met elk 9 satellieten Altitude: 23616 km Inclinatiehoek: 56° Herhaling grondtraject elke 10 siderische dagen (23h56m)
– GLONASS constellatie: • • • •
3 Baanvlakken met elk 8 satellieten Altitude: 19100 km Inclinatiehoek: 64.8 ° Herhaling grondtraject elke 8 siderische dagen
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
10
GPS Sky-Plot
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
11
GLONASS Sky-Plot
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
12
GALILEO Sky-Plot
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
13
GNSS Sky-Plot
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
14
Zichtbare GNSS satellieten
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
15
GNSS PDOP
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
16
GNSS Beschikbaarheid bij Obstakels (1/6)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
17
GNSS Beschikbaarheid bij Obstakels (2/6)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
18
GNSS Beschikbaarheid bij Obstakels (3/6)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
19
GNSS Beschikbaarheid bij Obstakels (4/6)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
20
GNSS Beschikbaarheid bij Obstakels (5/6)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
21
GNSS Beschikbaarheid bij Obstakels (6/6)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
22
SNELHEID INITIALISATIE
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
23
Monitor Station Sliedrecht • 24h monitoring snelheid en nauwkeurigheid • Topcon GB1000 + PG-A1 rover antenne • GNSMART RTK rover, GPS en GPS+GLONASS, VRS
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
24
Monitor Station Sliedrecht • •
Fix snelheid GPS t.o.v. aant. GPS satellieten (5gr. Elev.) Gemiddelde: 14s over 24 uur (doy 66)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
25
Monitor Station Sliedrecht • •
Fix snelheid GPS+GLONASS t.o.v. aant. GNSS satellieten Gemiddelde: 7s over 24 uur (doy 66)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
26
Test SAPOS Bayern • Obstakel in het Oosten
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
27
NAUWKEURIGHEID
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
28
Monitor Station Sliedrecht • •
Nauwkeurigheid GPS 24 uur sessie St. afw. : Sx=5 mm, Sy=7 mm, Sz=11 mm
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
29
Monitor Station Sliedrecht • •
Nauwkeurigheid GPS+GLONASS 24 uur sessie St. afw. : Sx=5 mm, Sy=6 mm, Sz=10 mm, (iets) beter dan GPS
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
30
Test SAPOS Bayern • Obstakel in het Oosten
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
31
Ionosfeer / Zonne-activiteit
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
32
11-Jarige Zonnecyclus
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
33
I95 index
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
34
SIMULATIE GPS + GALILEO • 3 testnetwerken SAPOS (D)
• (35/19km) • (105/55km) • (165/95km) • 7 Ionosferische scenario’s (I: licht U U U U U U U VII: zeer zwaar) • FIXING (binnen 40s) + Nauwkeurigheid 06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
35
Simulatie: 19 km BASISLIJN GPS
GPS + GALILEO
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
36
Simulatie: 55 km BASISLIJN GPS
GPS + GALILEO
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
37
Simulatie: 95 km BASISLIJN GPS
GPS + GALILEO
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
38
Kwesties bij GLONASS
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
39
Ref. ontvangers <-> netwerk software <->rovers
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
40
Capaciteit ontvangers en netwerk software • • • • • •
Inhomogene verzameling Referentie Stations / signalen Satellieten met verschillende signalen (GPS) Netwerk moet alle signalen ondersteunen Toevoeging Precise Ephemerides (Centre Orbit Determ. Eur.) Flexibele software (gemengde ontvangers/satellieten/signalen) Soms Sparse Networks:
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
41
Foutenbronnen
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
42
HW Delay, Inter-channel biases • GLONASS signalen ervaren verschillende hardware vertragingen doordat elke satelliet op zijn eigen frequentie uitzendt (FDMA). Resulterende “inter-channel biases” verschillen per merk. Hiermee moet met fase processing rekening worden gehouden.
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
43
REFS
GLONASS Biases 06-GPS
ROVERS Topcon
Topcon
Leica
GPP
RTK
NTRIP RTCM
GNNET
Javad
SSR
VRS RINEX
GPP
Leica
Javad
Trimble
Trimble
Novatel
Septentrio 06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
44
GLONASS BIASES 06-GPS • GLONASS Bias individualisatie d.m.v. NTRIP Client herkenning: NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP NTRIP
GNMOBILE/1.0 GNSMART GNSSGSM/1.0 GNSSInternetRadio/1.4.11 Leica System 1200/1.0 LinuxClient/1.11 Metrotech R&D/0.0001 NtripSokkiaGSMClient/1.00 SCS900/1.20 smallTRIP QUAD/v3.0.a SurveyController/12.41 SurveyPro TerraSync Topcon Client/1.0.0 TopconNtrip/1.0.3 Trimble NtripClient/1.57.4.2 TSM Client/1.0.0
• En in de toekomst individueel met NTRIP user-ID. 06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
45
RTCM • Working Groups RTCM SC104: – Network-RTK: GLONASS MAC, FKP (Interoperability Testing) – „Version 3“: new Raw Data Messages for multiple GNSS Signals – GLONASS: Interoperability Problems, Biases – Galileo: Galileo Raw Data Messages – Private Services: Encryption (Interoperability Testing) – RSIM: Integrity of Single Reference Stations – Internet Protocol: NTRIP2.0 (UDP, full HTTP-Compatibility) – State Space: 1st Step: Satellite Clock/Orbit/Bias Messages (Interoperability)
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
46
GLONASS: “verrassend” • Datumshift PZ-90-02 naar ITRF2000, sept. 2007 • 3D standaardafwijking 1S (stand alone): 2007: 7.5m, 2008: 5.8m, 2009: 5.8m, 2010: 4.4m, 2011: 2.5m • Soms:
• Frequentieshift: C. GENERAL: NO IMPACT, INFORMATIONAL PURPOSE ONLY NAGU-MSG.DATE-TIME-SL/CH-TYPE-SUMMAR 032-090312-12.03.09-1100-10/04-FREQUENCY CHANGING 033-090312-12.03.09-1100-14/04-FREQUENCY CHANGING 034-090312-12.03.09-1100-17/-1-FREQUENCY CHANGING 035-090312-12.03.09-1100-21/-1-FREQUENCY CHANGING
FROM FROM FROM FROM
4 TO -7 4 TO -7 -1 TO 4 -1 TO 4
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
11.03.2009 11.03.2009 11.03.2009 11.03.2009
47
CONCLUSIES • Meer en volle GNSS constellaties leveren: – Betere beschikbaarheid – Betere Nauwkeurigheid – Snelle en betrouwbare fix van fasemeerduidigheden over lange afstanden – Resistentie tegen atmosferische storingen • Netwerk, software en rovers complexer
06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
48
Dank u voor uw aandacht ! 06-GPS GIN/NIN 27-03-2009
49
