10 km`den küçük geçkiler için GPS nivelmanının duyarlığı üzerine bir inceleme

Abstract

ÖZET Günümüzde GPS nivelmanı kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Ülkemizde de, yakında çıkacak olan `Büyük Ölçekli Harita ve Harita Bilgilerinin Üretim Yönetmeliği` nde yüksekliklerin GPS nivelmanı yardımıyla belirlenebileceği belirtilmektedir. GPS ile belirlenen yükseklik bilgisi duyarlığının yatay konum bilgisi duyarlığına göre 1,5-2 kat daha düşük olması nedeni ile, GPS ile duyarlı yükseklik belirleme konusu günümüzün en önemli araştırma konularından birini oluşturmaktadır. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda; farklı ölçüm metotları ve farklı değerlendirme algoritmaları kullanılarak duyarlığın artırılabileceği gözlenmiştir. Bu çalışmalardan elde edilen izlenimler ışığında; GPS ile duyarlı yükseklik bilgisi elde etmek için gerekli en uygun ölçüm metodu ve değerlendirme algoritmasının belirlenmesi ile ilgili araştırmalar yapılması gerektiği düşünülmektedir. Bu çalışmada; < 10 km bazlarda GPS ile elde edilen yükseklik bilgisi duyarlığının; farklı ölçüm metotları ve farklı değerlendirme algoritmaları ile nasıl değiştiğinin incelenmesi ve bu inceleme sonucunda en uygun ölçüm metodu ile değerlendirme algoritmasının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda birer 1 km ara ile 10 noktadan oluşan 9 km' lik bir baz oluşturulmuş ve bu bazda ilk olarak gidiş-dönüş geometrik nivelman ölçümleri ile IGS in statik ölçü prensiplerine göre 3-5 saatlik GPS gözlemi gerçekleştirilmiştir. Daha Sonra GPS verileri BERNESE v. 4.2 programı kullanılarak 30 ve 10 dakikalık veri kümeleri oluşturacak şekilde bölünmüştür. Elde edilen 3-5 saatlik, 30 dakikalık ve 10 dakikalık veriler ilk olarak Ashtech PRISM v. 2.10 ticari yazılımının üç farklı değerlendirme yöntemi AUTO, LI ONLY ve Ll TROP yöntemleri ile daha sonra ise BERNESE v. 4.2 programında BERNESE grubu tarafından önerilen yerel kampanyaları değerlendirme stratejisi ve hızlı statik değerlendirme stratejileri (Beutler vd., 2001) kullanılarak değerlendirilmiştir. Değerlendirmeler sonucunda GPS/Geometrik Nivelman yöntemi ile belirlenen jeoit yükseklik farkı ile EGG97 jeoit yükseklik farkları karşılaştırılmış ve GPS nivelmanının duyarlığı 10 ppm olarak belirlenmiştir. Bunun yanı sıra < 10 km bazlarda 10 dakikalılık GPS gözlemlerin, BERNESE v.4.2 akademik programı Hızlı Statik değerlendirme stratejisi kullanılarak değerlendirilmesi sonucunda 2 cm standart sapma değerine sahip duyarlı GPS yükseklik farkları elde edilmiştir. Anahtar kelimeler: GPS Nivelmanı, Geometrik Nivelman, Elipsoidal Yükseklik, Jeoit xıu

ABSTRACT Today, the usage of GPS levelling is becoming widespread. It is stated in `Instructions for Reproduction of Large Scale Maps and Map Information (BOHHUY), which will be published in a short time, that heights will be able to determined by the help of GPS levelling. As height knowledge precision determined by GPS is 1,5 or 2 times lower than horizontal position knowledge precision, precise height determination is one of the most important research subjects. It is observed in the studies that has been done so far that precision can be increased by using different surveying metods and different procssing algorithms. By the help of the obtained results from these studies, it is thought that further research needs to be carried out about the most proper method to obtain precise height knowledge with GPS and to detemine processing algorithms. In this study, it is aimed to search how the obtained height knowledge with GPS over baselines <10 km changes by using different surveying methods and different processing algorithms, and as a result of this research, to determine the most proper surveying method with the processing algorithm. In the direction of this aim, a 9 km baseline which consisted of 10 points with distances of 1 km between consecutive points was established, and over this baseline, first a GPS campaign which lasted 3-5 hours was carried out according to the geometric levelling and static surveying rules of IGS. Then datas of GPS was splitted by using Bernese v.4.2 to make sets of 30 and 10 minutes. The obtained 3-5 hours, 30 minutes and 10 minutes data were processed by using first Auto, LI Only and LI Trop methods which are three different processing methods of Ashtech Prism v.2.10 software and then local campaign and rapid static strategies of Bernese v.4.2 software. As a result of these processes, geoid height differences which were determined by GPS/Geometric levelling method and EGG 97 geoid height differences were compared and the precision of GPS levelling is determined as 10 ppm. On the other hand, 10 minutes observations for < 10 km baselines were processed by using rapid static strategies of Bernese v.4.2 software. Precise GPS height differences which had 2 cm standart deviation were obtained. Keywords: GPS Levelling, Geometric Levelling, Elipsoidal Height, Geoid xiv