RaPPPid

Ausgangssituation / Motivation

Die GNSS Punktbestimmung im Relativverfahren erlaubt heute bei längeren Beobachtungszeiten eine Koordinatenbestimmung im mm-Bereich. Selbst in Echtzeit (oder nahe-Echtzeit) gelingen Positionierungen im cm-Bereich. Mit Hilfe des RTK-Verfahrens gelingt das, unter Nutzung von 2-Frequenz Phasen- und Code-Beobachtungen in Kombination mit von regionalen GNSS-Referenzstationsanbietern ausgesandten geeigneten Korrekturdaten, sogar in wenigen Sekunden.

Diese Methode zeigt allerdings auch eine Reihe von Schwächen wie z.B. die Notwendigkeit eines relativ dichten Referenzstationsnetzes, die Abhängigkeit vom Koordinatenreferenzrahmen des Korrekturanbieters, eine hohe benötigte Korrekturdatenrate, und nicht zuletzt die mit dem Differenzverfahren verbundenen Netzwerkeffekte.

Inhalte und Zielsetzungen

PPP (GNSS basierte präzise Punktbestimmung unter Nutzung von Phasen- und Codebeobachtungen) ist dagegen eine Einzelpunktbestimmungstechnik, die in den letzten 10 Jahren immer stärkeren Einzug in den verschiedensten Anwendungsbereichen gefunden hat.

PPP erlaubt eine Punktbestimmung im Genauigkeitsbereich von 1 dm, ist jedoch derzeit noch mit einer nicht zu vernachlässigenden Koordinatenkonvergenzzeit von ca. 20 Minuten, abhängig von der Satellitengeometrie, behaftet. In diesem Zusammenhang sei auf den geplanten Galileo HA-Commercial Service verwiesen der eine PPP-Punktbestimmung mit globalen Korrekturmodelldaten (SSR) darstellt.

Globale SSR Informationen wie Satellitenbahn- und Uhrverbesserungen erlauben im PPP-Modus allerdings noch keine Phasen­mehrdeutigkeitslösung was lange Konvergenzzeiten nach sich zieht.

Methodische Vorgehensweise

Das Projekt RaPPPid (Rapid Precise Point Positioning with integer ambiguity resolution) zielt deshalb zentral auf eine signifikante Reduktion dieser Konvergenzzeit in den Bereich von 2 Minuten oder weniger.

Im Rahmen von RaPPPid sollen zwei unterschiedlichen Modellansätzen für eine schnellere Phasen­mehrdeutigkeitslösung untersucht werden. Dies soll einerseits durch die Nutzung regionaler Information der ionosphärischen Signalverzögerung und andererseits mit Hilfe der nun verfügbaren 3-Frequenzdaten (GPS L1/L2/L5; Galileo E1/E5/E6) gelingen.

Beide Ansätze versprechen eine deutliche Reduktion des Rauschens der verwendeten Signallinearkombination und damit eine schnellere Bestimmung von Phasen-kalibrierungs­verzögerungen (UPDs) und der daraus abgeleiteten ganzzahligen Phasenmehrdeutigkeiten.

Im letzten Projektteil werden die Stabilität und Qualität der ermittelten UPDs und der Standpunkt-Koordinaten untersucht. Abschließend erfolgt eine durchgreifende Analyse der erzielten Reduktion der Konvergenzzeiten für alle Ansätze unter Berücksichtigung unterschiedlicher (auch abgeschattete) Satellitengeometrien.

Erwartete Ergebnisse

Die in diesem Projekt entwickelten Algorithmen können in Zukunft für die Implementierung eines innovativen PPP-Modells in GNSS Sensor Software Verwendung finden.

Projektleitung

TU Wien

TU Wien
Ao. Univ. Prof. Dr Robert Weber
Gußhausstraße 27-29/E120-4
A-1040 Wien