Einfluss von Code-Variationen und Mehrwege auf die ......JAV-RINGANT LEIAR25-R4 TRM59800 LEIAR25-R3...

Hael Sumaya

Lambert Wanninger

Fakultät Umweltwissenschaften Fachrichtung Geowissenschaften, Geodätisches Institut

Geodätische Woche, Stuttgart, 15.-17.09.2015

Einfluss von Code-Variationen und –Mehrwege auf die

Einfrequenz-PPP-Lösung

Geodätische Woche 15.-17.09.2015

Einfluss von Code-Variationen und –Mehrwege auf die Einfrequenz-PPP-Lösung

2

• Einfrequenz-PPP-24h-Lösung: Ionosphärenfreie Kombination aus Code- und Phasenbeobachtungen

𝐺𝑖 = + Φ𝑖

2

• Systematische Fehler bei dieser PPP-Lösung wegen Code-Variationen !?

• Code-Variationen abhängig von:

Frequenzen, L1, L2 …

Azimut, Elevation des Satelliten

Modell der Antenne, Satellitenantenne sowie Empfangsantenne

• Ziel:

- Modellierung der elevationsabhängigen Code-Variationen von GPS-Satellitenantennen und einigen Empfangsantennen

- Untersuchung ihrer Einflüsse auf PPP-Lösung

Motivation

𝑃𝑖



3

• 𝑀𝑃𝑖 : Linearkombination zwischen Einfrequenz-Codemessung und Zweifrequenz- Phasenmessung

𝑀𝑃𝑖 = 𝐶𝑖 + 𝑚𝑖𝑗𝑘 − 1 ∗ 𝜆𝑗 ∗ 𝜑𝑗 − 𝑚𝑖𝑗𝑘 ∗ 𝜆𝑘 ∗ 𝜑𝑘 − B

Wobei 𝑚𝑖𝑗𝑘 =𝜆𝑖

2+𝜆𝑗2

𝜆𝑗2+𝜆𝑘

2

gibt mehr Info als Code-Mehrwegeeinflüsse, unter Voraussetzungen:

Auswahl der Stationen mit niedrigen Mehrwegeeinflüssen RMS(𝑀𝑃i)!

Korrigieren der Phasenmessungen an Empfangsantenne auf L1, L2

Korrigieren der Phasenmessungen an Satellitenantenne auf L1, L2

Trennung der Korrekturen für ionosphärenfreie Linearkombination in IGS-Antex Datei

Code Mehrwege Beobachtungen 𝑀𝑃𝑖



4

• Beobachtungsdaten

IGS-, NGS- und australische Referenzstationen

GPS-Woche 1830, Jahr 2015

Berücksichtigung der weltweiten Verteilung (Nadirwinkel 0 14 )

4 Empfangsantennentypen (Dorne Margolin)

Nadirabhängige Code-Variationen an GPS-Satellitenantenne auf L1 (C/A) und L2 (P2)

Satellitenantennen

0 2 4 6 8 10 12 14-800

-600

-400

-200

0

200

400

600

800

Nadirwinkel am Satelliten °

Co

de-V

ari

ati

on

en

au

f d

er

ion

osp

häri

sch

efr

eie

n

Lin

eark

om

bin

ati

on

L0 (

mm

)

BLOCK IIF

G01

G03

G06

G09

G24

G25

G27

G30



5

Satellitenantennen

0 2 4 6 8 10 12 14-800

-600

-400

-200

0

200

400

600

800


Co

de-V

ari

ati

on

en

au

f d

er

ion

osp

häri

sch

efr

eie

n

Lin

eark

om

bin

ati

on

L0 (

mm

)

BLOCK IIR-A

G11

G13

G14

G16

G18

G20

G21

0 2 4 6 8 10 12 14-800

-600

-400

-200

0

200

400

600

800


Co

de-V

ari

ati

on

en

au

f d

er

ion

osp

häri

sch

efr

eie

n

Lin

eark

om

bin

ati

on

L0 (

mm

)

BLOCK IIR-M

G05

G07

G12

G15

G17

G29

G31



6

• Beobachtungsdaten

Mindestens 10 Referenzstationen für jede Antenne

GPS-Woche 1830, Jahr 2015

Korrigieren der Code-Variationen der GPS-Satelliten

Untersuchung elf verschiedener Empfangsantennen

Elevationsabhängige Code-Variationen auf L1 und L2

Empfangsantennen

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90-300

-200

-100

0

100

200

300

Zenitswinkel an Empfangsantenne °

Code-V

ariationen a

uf

der

Fre

quenz L

2 (

mm

)

ASH700936D-M

LEIAT504GG

TPSCR

TRM29659

TRM55971

AOAD

JAV-RINGANT

LEIAR25-R4

TRM59800

LEIAR25-R3

TRM57971

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90-300

-200

-100

0

100

200

300


Code-V

ariationen a

uf

der

Fre

quenz L

1 (

mm

)

ASH700936D-M

LEIAT504GG

TPSCR

TRM29659

TRM55971

AOAD

JAV-RINGANT

LEIAR25-R4

TRM59800

LEIAR25-R3

TRM57971



7

• Deutliche Unterschiede zwischen LEIAR25.R3 und LEIAR25.R4, obwohl beide Antennen gleiche Gestalt haben.

Empfangsantennen

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90-300

-200

-100

0

100

200

300


Co

de-V

ari

ati

on

en

au

f d

er

Fre

qu

en

z L

1 (

mm

)

LEIAR25-R4

LEIAR25-R3

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90-300

-200

-100

0

100

200

300


Co

de-V

ari

ati

on

en

au

f d

er

Fre

qu

en

z L

2 (

mm

)

LEIAR25-R4

LEIAR25-R3



8

Ergebnisse der PPP-24h-Lösung auf L1

-0,25

-0,15

-0,05

0,05

0,15

0,25

Ab

we

ich

un

gen

zu

Zw

eif

req

ue

nz-

PP

P-

24

h-L

ösu

ng

(m)

Mittelwert verschiedener Stationen -/+ std

Einfrequenz-PPP-Lösung auf L1, ohne Code-Korrektur Einfrequenz-PPP-Lösung auf L1, mit Code-Korrektur



9

Ergebnisse der PPP-24h-Lösung auf L2

-0,25

-0,15

-0,05

0,05

0,15

0,25

Ab

we

ich

un

gen

zu

Zw

eif

req

ue

nz-

PP

P-

Lösu

ng

24

Stu

nd

en

Mittelwert verschiedener Stationen -/+ std

PPP-Lösung auf L2, ohne Code-Korrektur PPP-Lösung auf L2, mit Code-Korrektur



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• Code-Variationen an GPS-Sendeantennen

sehr unterschiedliche Variationen bei Block IIR

ähnliche Variationen bei Block IIF

• Code-Variationen an Empfangsantenne

beachtlicher Unterschied zwischen LEIAR25.R3 und R4 auf L1

Größere Variationen an LEIAR25.R3 und JAV_RINGANT_G3T

• Deutliche Verbesserungen bei Einfrequenz-PPP-24h-Lösung

Abweichungen zu Zweifrequenz-PPP-Lösung kleiner als 2 cm

Zusammenfassung



11

Danke für Ihre Aufmerksamkeit

Hael Sumaya

Geodätisches Institut

Technische Universität Dresden http://tu-dresden.de/gi/gg/

[email protected]

http://tu-dresden.de/gi/gg/




mailto:[email protected]





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• Wanninger, L. und Beer, S. (2014): BeiDou satellite-induced code pseudorange variations: diagnosis and therapy. GPS Solut DOI 10.1007/s10291-014-0423-3.

• Haines, B., Bertiger, W., Desai, S., Harvey, N., Sibois, A. und Weiss, J. (2014): Terrestrial Reference Frame from GPS: New Perspectives from Low-Earth Orbit. IGS Workshop, Pasadena, USA.

• Haines, B., Bertiger, W., Desai, S., Harvey, N., Sibois, A. und Weiss, J. (2014): Characterizing the GPS Satellite Antenna Phase- and Group-Delay Variations Using Data from Low-Earth Orbiters: Latest Results. IGS Workshop, Olsztyn, Poland.

• Wübbena, G., Schmitz, M. und Propp, M. (2008): Antenna Group Delay Calibration with the Geo++ Robot Extension to Code Observable. IGS Analysis Workshop, 2-6 June 2008, Miami Beach, Florida, USA.

Literatur

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