GPS L1-C1 ve Galileo E1-C1 gözlemleri kullanılarak üç boyutlu konum belirlenmesi üzerine araştırma

Abstract

Son yıllarda uydu teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak özellikle navigasyon amaçlı uygulamalar için tek bir alıcı ile maliyeti düşük, yüksek doğruluklu ve gerçek zamanlı konum belirlemek olanaklı hale gelmiştir. Tek nokta konum belirleme veya mutlak konum belirleme adı verilen bu yöntemde herhangi bir sabit istasyonda toplanan GNSS verilerine ihtiyaç duyulmamakta, nokta koordinatları hem gerçek zamanlı hem de ölçü sonrası büro da (post-process) yapılan hesaplamalarla yüksek doğrulukta belirlenebilmektedir. Bu tez çalışması kapsamında kod ölçüleri ile tek nokta (mutlak) konum belirleme amaçlı KTUN_HRT isimli bir yazılım hazırlanmıştır. GPS ve Galileo uydu sistemlerine ait C1 kod gözlemlerinin kullanıldığı bu yazılımda; atmosferik düzeltme modelleri (iyonosfer ve troposfer), yayın ve hassas yörünge bilgileri de kullanılarak En Küçük Kareler (EKK) yöntemi ile hesaplanan 3 boyutlu nokta konum doğrulukları araştırılmıştır. Söz konusu yazılımda ayrıca, kullanıcı dostu bir arayüz tasarlanarak kullanıcının dilediği hesaplama senaryolarını gerçekleştirebilme olanağı da sunulmuştur. Tezin sayısal uygulama kısmında 22 ve 23 Nisan 2021 tarihli 5 IGS istasyonuna ait 24 saatlik gözlem verileri kullanılarak farklı hesap senaryoları oluşturulmuş ve elde edilen sonuçlar online GNSS veri değerlendirme servislerinden olan "Trimble CenterPoint RTX Post-Processing Service" ve "AUSPOS" kullanılarak elde edilmiş sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Söz konusu sonuçlara göre; yayın efemerisi kullanılarak yapılmış olan Galileo ve GPS çözümleri arasında çok büyük farkların olmadığı bir başka ifadeyle ± 1-3 metre doğruluk sınırları içerisinde kaldığı, hassas efemeris kullanılarak yapılmış Galileo ve GPS çözümleri karşılaştırıldığında ise özellikle 22 Nisan tarihli verilerde, Galileo+hassas efemeris çözümlerinin GPS+hassas efemeris çözümlerine göre daha doğru sonuçlar verdiği görülmüştür. Ayrıca, tez çalışması kapsamında, çok frekanslı ve faz ölçüleri kullanmaları nedeniyle, doğru olduğu kabul edilen RTX ve AUSPOS ile elde edilen sonuçların KTUN_HRT GPS sonuçları ile uyumlu olduğu görülmüştür. Sonuç olarak tez çalışması kapsamında hazırlanmış olan KTUN_HRT yazılımının tek nokta konum belirleme uygulamaları için güvenle kullanılabilecek yazılım olduğu RTX ve AUSPOS çözümleri ile de doğrulanmıştır.

In recent years, parallel to the developments in satellite technology, it has become possible to determine low-cost, high-accuracy and real-time positioning with a single receiver, especially for navigational purposes. No GNSS reference station data is needed in this method, which is called single point positioning or absolute positioning, and point coordinates can be determined with high accuracy in both real-time and post-processing. Within the context of this thesis, a software named KTUN_HRT has been prepared for single point (absolute) positioning with code measurements. In this software, 3D point positioning accuracies have been investigated by Least Squares Method (LSM) using C1 code observations of GPS and Galileo satellite system, atmospheric correction models (ionosphere and troposphere), broadcast and precise ephemeris information. Also, a user-friendly interface has been designed and thus users have the opportunity to perform the computation scenarious depending on their preferences. In the numerical application part of the thesis, different computation scenarious were created using 24-hour observation data of 5 IGS stations on April, 22nd and 23rd 2021. The results obtained were compared with the results obtained using "Trimble CenterPoint RTX Post-Processing Service" and "AUSPOS", which are online GNSS data evaluation services. According to the aforementioned results, there is not much difference between Galileo and GPS solutions made using broadcast ephemerides, in other words, it remains within ± 1-3 meters accuracy limits. On the other hand, especially in the data dated April 22nd, Galileo+precise ephemeris solutions yielded more accurate results than GPS+precise ephemeris solutions. Besides, it was seen that the results obtained with RTX and AUSPOS, which are accepted as correct because they use multi-frequency and phase measurement data, are compatible with KTUN_HRT GPS results. As a result, it has been confirmed by RTX and AUSPOS solutions that the KTUN_HRT software, which was prepared within the context of this thesis study, can be used reliably for single point positioning applications.