Investigating the accuracy of GPS/Galileo PPP-AR and PPP methods in terms of observation duration and satellite combinations

Bu çalışmada farklı enlemlerde seçilen üç farklı Uluslararası GNSS Servisi (IGS) istasyonunun ardışık 15 günlük GPS/Galileo gözlem verileri kullanılmış, elde edilen bu gözlemler, hem geleneksel-PPP hem de PPP-AR teknikleri kullanılarak statik modda değerlendirilmiştir. Kısa ve uzun ölçü süresinin yöntemler üzerindeki etkisini değerlendirmek için, üç farklı istasyondan elde edilen gözlem dosyaları 0.75, 1, 1.5, 2, 3, 4 ve 24 saatlik verilere ayrılmış, Galileo uydu gözlemlerinin GPS uydu gözlemlerine katkısını incelemek için PPP ve PPP-AR yöntemleri sadece-GPS ve GPS/Galileo uydu kombinasyonları açısından da incelenmiştir. Sonuçlar gözlem sürelerinin artması ile PPP yönteminde konum doğruluğunun arttığını ve PPP-AR tekniğinde ise faz başlangıç belirsizliğinin yanlış değere sabitlenme riskini azalttığını göstermiştir. Çalışmanın bulguları, PPP ve PPP-AR tekniklerinde Galileo uydu sisteminin GPS gözlemlerine dahil edilmesiyle konum doğruluğunun geliştiğini, PPP ve PPP-AR yöntemlerinin birbirleriyle karşılaştırıldıklarında ise PPP-AR yönteminin konum doğruluğunun genellikle tüm ölçü sürelerinde PPP yönteminden daha iyi çıktığı açıkça ifade edilmektedir.In this study, 15 consecutive days of GPS/Galileo observations of three different International GNSS Service (IGS) stations selected at different latitudes were used, and these observations were evaluated in static mode using both traditional-PPP and PPP-AR techniques. In order to evaluate the effect of short and long observation duration on discussed the methods, observation files obtained from three different stations were divided into 0.75, 1, 1.5, 2, 3, 4 and 24 hour data. In order to examine the contribution of Galileo satellite observations to GPS satellite observations, PPP and PPP-AR methods were also examined in terms of GPS-only and GPS/Galileo satellite combinations. The results showed that with the increase of the observation duration, the position accuracy increased in the PPP method and the risk of fixing wrong integer ambiguity in the PPP-AR technique was reduced. The findings of the study clearly state that in PPP and PPP-AR techniques, the inclusion of Galileo observations to GPS has improved the positioning accuracy, and when the PPP and PPP-AR methods are compared with each other, the horizontal positioning accuracy of the PPP-AR method is generally better than the PPP method at all observation periods

Investigation of real-time GNSS VADASE approach capability of capturing vertical dynamic movements

Yeryüzünde meydana gelen dinamik hareketlerin tespit edilmesinde GNSS (Global Navigation Satellite System) sensörüne dayalı birçok konum belirleme yöntemi (Bağıl Kinematik, Gerçek Zamanlı Kinematik (RTK), Hassas Nokta Konumlama (PPP), Gerçek Zamanlı (RT)-PPP vb.) kullanılmıştır. Kullanılan bu yöntemler ikinci bir GNSS alıcısı, internet bağlantısı, uydu yörünge ve saat düzeltme bilgisi gibi harici parametreler gerektirir. Bu çalışmada herhangi bir harici parametreye ihtiyaç duymadan gerçek zamanlı (Real-Time) dinamik hareketleri doğrudan yakalayabilen VADASE (Variometric Approach for Displacement Analysis Stand-Alone Engine) yaklaşımının düşey yönlü dinamik davranışları belirleyebilme yeteneği incelenmiştir. Çoklu-GNSS gözlemlerine dayalı bu yöntem, zaman ve frekans alanında bağıl konum belirleme (RP) yöntemi referans alınarak PPP yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlara bakıldığında düşey dinamik hareketlerin baskın frekans değerlerinin üç yöntem için de aynı olduğu görülmüştür. Baskın frekansa karşılık gelen genlik değerlerinde ise deneylerde referans alınan RP yöntemine göre RT-VADASE yönteminde 1.6 mm ila 3.2 mm arasında değişmekteyken PPP yönteminde bu farklılık 1.1 mm ila 1.6 mm arasında değişmektedir. Ayrıca zaman alanında tüm deney durumlarına incelendiğinde RT-VADASE yönteminin PP-PPP yöntemine göre KOH değerleri arasında milimetre düzeyinde (1-2mm) küçük farklılık bulunmaktadır. Sonuçlar, RT-VADASE yaklaşımının anlık olarak düşey dinamik hareketleri doğru ve güvenilir bir şekilde tespit edebileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, RT-VADASE yöntemi deprem, rüzgâr, trafik yükü gibi dinamik yüklerin, yapıda meydana getirebileceği etkiyi anlık olarak tespit etmek ve yapı sağlığını tehdit edebilecek durumlarda yapının hızlı tehlike değerlendirilmesi yapılarak insan hayatını tehlikeye düşürecek durumlarda erken uyarı sistemine entegre bir sensör olarak kullanılabileceği gösterilmiştir.Many positioning methods (Relative Kinematic, Real Time Kinematic (RTK), Pricese Point Positioning (PPP) and Real Time (RT)-PPP etc.) based on GNSS sensor have been used to detect dynamic motions occurring on the earth. These methods used require external parameters such as a second GNSS receiver, internet connection, satellite orbit and clock correction information. In this study, the VADASE (Variometric Approach for Displacement Analysis Stand-Alone Engine) approach, which can directly capture dynamic motions in real-time without the need for any additional parameters, are examined. This method, based on multi-GNSS observations, was compared with the PPP method, with reference to the Relative Positioning(RP) method in the time and frequency domain. According to the results, it was seen that the dominant frequency values of vertical dynamic motions were the same for all three methods. While the amplitude values corresponding to the dominant frequency vary between 1.6 mm and 3.2 mm in the RT-VADASE method according to the RP method referenced in the experiments, this difference varies between 1.1 mm and 1.6 mm in the PPP method. In addition, when all experimental cases are examined in the time domain, there is a small (1-2mm) difference between the KOH values of the RT-VADASE method compared to the PP-PPP method. The results show that the RT-VADASE approach can accurately and reliably detect instantaneous vertical dynamic motions. However, it has been shown that the RT-VADASE method can be used as an integrated sensor in the early warning system in situations that will endanger human life by making a rapid hazard assessment of the structure in cases that may threaten the health of the structure, instantly detecting the effect of dynamic loads such as earthquake, wind, traffic load

The positioning performance of low-cost GNSS receivers in the Precise Point Positioning method

Satellite-based positioning, which started being developed in the mid-1960s for military purposes, is now used in almost every area. For the studies single and/or double frequency receivers are used. The cost of a receiver and antenna couple that have capable of high coordinate accuracies ranges from $3000 to$15000. With the production of Original Equipment Manufacturer (OEM) receivers, the cost of satellite-based location determination decreases to approximately one in 10 for the civilian user compared to the operations performed with geodetic receivers and antennas. However, although these receivers collect data in multi-Global Navigation Satellite System (GNSS) and frequencies, the accuracy of the coordinate values estimated is not as high as geodetic receivers and antennas. Therefore, it is necessary to carry out an accuracy study to obtain information about which studies can be used in. In this study, measurements were made at the UZEL point located on the roof of the Yıldız Technical University Geomatics Engineering Department by using the ZED-F9P-02B OEM multi GNSS receiver and ANN-MB L1/L2 multi-band GNSS patch antenna. The performance of the test results has been examined by comparing the results from CSRS(Canadian Spatial Reference System)-PPP with the coordinates of the UZEL point. As a result of the comparison, the difference between the coordinate determined with collected 3.5 hr data and the coordinates of the UZEL point has been determined as – 1.4 cm, 2.8 cm, and 9.3 cm in the East, North, and Height directions, respectivel

Preliminary results of the Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep (Mw:7.7) and Ekinözü Kahramanmaraş (Mw:7.6) earthquakes based on GNSS observations on February 6, 2023

Bu çalışmada 6 Şubat 2023 tarihinde sırasıyla yerel saat ile 04:17 ve 13:24’te artarda meydana gelen Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep (Mw:7.7) ve Ekinözü Kahramanmaraş (Mw:7.6) depremlerinin öncül jeodezik sonuçları verilmiştir. Öncül jeodezik sonuçları elde etmek için deprem odak merkezleri etrafındaki ve etkili olduğu alandaki TUSAGA-Aktif istasyonlarına ait GNSS alıcılarından 30 sn (0,033 Hz) ve 1 sn’lik (1 Hz) GNSS gözlemleri kullanılmıştır. Deprem kaynaklı kosismik yer değiştirmeleri belirlemek için bağıl statik çözümler GAMIT/GLOBK yazılım takımında 30 sn’lik RINEX verileri kullanılarak yapılmıştır. Statik çözümlerde değerlendirmeye alınan istasyonlarda Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep depreminde doğu bileşende atımın 1.1-23.4 cm, kuzey bileşende 1.1-30.9 cm aralığında değiştiği görülmüştür. Ekinözü Kahramanmaraş depreminde ise atım miktarı doğu bileşende 1.2-440.4 cm, kuzey bileşende 1.4-69.6 cm aralığında değişmiştir. Kinematik çözümler ise PPP yöntemiyle CSRS-PPP ve PRIDE PPP-AR yazılımları ile 1 sn’lik RINEX verileri kullanılarak elde edilmiştir. Her iki yazılımda seçilen istasyonlardaki deprem anı yer değiştirmeler (deplasman) ve ardışık epok farkları (hız) hesaplanmıştır. Seçilen tüm istasyonlarda hızlar Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep depreminde doğu bileşen için 3-12.5 cm/sn, kuzey bileşen için 3.8 - 37.7 cm/sn aralığında; Ekinözü Kahramanmaraş depreminde ise doğu bileşende 3.7-20.5 cm/sn, kuzey bileşende 4.1-20.1 cm/sn tespit edilmiştir. Öncül sonuçların elde edilmesinden sonra bölgenin daha yakından takibi ve yeni noktalarda atımların tespiti için yeni bir GNSS ağı kurulmuştur. Kurulan yeni ağda TÜBİTAK 1002-C Doğal Afetler Odaklı Saha Çalışması Acil Destek Programı çağrısı kapsamında arazi çalışmalarına başlanmıştır.In this study, the earthquakes which took place on 6 February 2023, respectively at local time 04:17 and 13:24 preliminary geodetic results are given that occurred of Sofalaca-Şehitkamil (Gaziantep) (Mw:7.7) and of Ekinözü (Kahramanmaraş) (Mw: 7.6). In order to obtain preliminary geodetic results the GNSS observations were used at 30 s (0.033 Hz) and 1 s (1 Hz) intervals from the GNSS receivers in the network of Continuously Operating Reference Stations, Turkey (CORS-TR). Relative static solutions to determine earthquake-induced coseismic displacements were performed using 30-second RINEX data in the GAMIT/GLOBK software. In the GNSS stations evaluated in the static solutions, it was observed that the coseismic displacement in the Sofalaca-Şehitkamil Gaziantep earthquake varied between 1.1 - 23.4 cm in the eastern component and 1.1 - 30.9 cm and northern component. In the Ekinözü Kahramanmaraş earthquake, the amount of coseismic displacement varied between 1.2 - 440.4 cm in the eastern component and 1.4-69.6 cm in the northern component. Kinematic solutions were obtained by PPP method using CSRS-PPP and PRIDE PPP-AR software and 1 second RINEX data. In both software, earthquake displacements and consecutive epoch differences (velocity) at selected stations were calculated.During the Sofalaca Şehitkamil-Gaziantep earthquake velocities for all selected stations were detected approximately between 3.0-12.5 cm/s for the eastern component and 3.8 - 37.7 cm/sn for the northern component; during the Ekinözü Kahramanmaraş earthquake were detected approximately between 3.7-20.5 cm/sn for the eastern component and 4.1-20.1 cm/sn for the northern component. After the preliminary results were obtained, a new GNSS network was established to observation the region more closely and to detect displacement at new GNSS points. In study area has started new GNSS observations within the scope of TÜBİTAK 1002-C Natural Disasters Focused Field Study Emergency Support Program call in the new network established

KONTROL KENARLARININ GPS İLE ÖLÇEKLENDİRİLEBİLİRLİĞİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMAKONTROL KENARLARININ GPS İLE ÖLÇEKLENDİRİLEBİLİRLİĞİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

The default calibration values of EDM’s, which are given by manufacturers, lose up-todatenessby time. Due to this reason, these instruments have to be controlled with specific interval.Instruments controls usually have been made by using control baselines, which are formed inaccordance with H.R. Schwendener’s suggestion. The zero additive, scale factor, and phase differencefunction are determined by result of made controls. The control baseline has to be scaled to determinescale factor. Scaling can be done by Kern Mekometer 3000 high precision instrument as well as by GPSmeasurements. In this study, scaling control baseline had been performed by GPS measurements. Thecalibration parameters of SET2, Topcon GTS701, Topcon GTS229, and Sokkia Power SET2000 had beencalculated by using control baseline.Elektromağnetik uzaklık ölçerlerin(EDM) üretici firma tarafından verilen kalibrasyon değerlerizamanla güncelliğini yitirir. Bu nedenle aletlerin belirli aralıklarla kontrol edilmesi gerekir. Aletkontrolleri genellikle H.R. Schwendener’in önerisine uygun olarak bu amaç için oluşturulan kontrolkenarlarında yapılır. Yapılan kontrol sonucunda ölçmede kullanılan uzaklık ölçerin sıfır eki, ölçekkatsayısı ve faz farkı ölçme fonksiyonu belirlenir. Ölçek katsayısının belirlenmesi için kontrol kenarınınölçekli olması gerekir. Ölçeklendirme Kern Mekometer 3000 gibi yüksek doğruluklu aletlerleyapılabileceği gibi GPS ölçmeleri ile de yapılabilir. Bu çalışmada kontrol kenarının ölçeklendirilmesiGPS ölçmeleri ile yapılmış ve ölçeklendirilmiş kontrol kenarı kullanılarak Sokkisha SET2, TopconGTS701, Topcon GTS 229 ve Sokkia Power SET2000 elektronik takeometrelerinin kalibrasyonparametreleri hesaplanmıştır

(Usability of Generating Long Term GNSS Time Series Using CSRS-PPP and Site Velocity Estimation)

Son yıllarda PPP (Precise Point Positioning) yöntemiyle konum belirleme doğruluğunun artması yönteme olan ilginin artmasına ve yöntemin daha yaygın kullanılır hale gelmesine neden olmuştur. CSRS-PPP (The Canadian Spatial Reference SystemPPP), APPS (Automatic Precise Positioning Service) v.b. gibi Web-Tabanlı PPP yazılımlarla tek nokta GNSS verileri herhangi bir ücret ödemeksizin statik ya da kinematik yöntemlerden biri ile kolaylıkla değerlendirilebilmektedir. prensibi gözlem verilerinin RINEX (The Receiver Independent Exchange Format) formatında Web ara yüzleri kullanılarak sunuculara gönderilmesi ve sunucu tarafından hesaplama sonuçlarının web den doğrudan ya da e-posta yolu ile gönderilen linkten indirilmesi işlemine dayanır. Bu çalışmada, CSRS-PPP yazılımının uzun dönemli zaman serilerinin üretilmesinde ve bu zaman serilerinden nokta hızlarının kestirilmesindeki performansı değerlendirilmiştir. Bu amaçla, IGS (International GNSS Service) ağından seçilen 3 noktanın uzun dönemli zaman serileri günlük PPP çözümleri ile elde edilmiştir. CSRS-PPP yazılımı kullanılarak elde edilen zaman serilerinden nokta hızları robust regresyon yöntemi ile kestirilmiş ve JPL (Jet Propulsion Laboratory) zaman serileri kullanılarak kestirilen nokta hızlarıyla karşılaştırılması yapılmıştır.Recently, the improvement in the accuracy of positioning with PPP (Precise Point Positioning) method has caused an increase in interest and to become more widely used. Using the web-based PPP softwares such as CSRS-PPP (The Canadian Spatial Reference System-PPP), APPS (Automatic Precise Positioning Service), etc., stand-alone GNSS data can be easily processed in both static and kinematic mode without any payment. The basic principle of these software is to send observation data in RINEX (The Receiver Independent Exchange Format) format from web interface and to download results via a link received by e-mail. In this study, performance of the CSRS-PPP software was evaluated in terms of generating longterm time series and estimating station velocity. For this purpose, time series of three stations from IGS (International GNSS Service) network is generated by daily PPP solutions. The velocities of these stations based on time series generated from CSRS-PPP were estimated by means of robust regression methods and they were compared with the velocities estimated from JPL (Jet Propulsion Laboratory) time series