Improving the performance of precise point positioning with multi-GNSS

Abstract

Hassas Nokta Konumlama (PPP), yalnızca bir alıcı kullanarak statik modda santimetre seviyesinde doğruluk sağlayabilen konum belirleme tekniğidir. Ancak, optimum sonuca ulaşmak için gereken uzun başlangıç süresi hala PPP'nin en büyük kısıtıdır. Son dönemlerde yeni navigasyon sistemlerinin ortaya çıkması bu kısıtın ortadan kaldırılması için iyi bir fırsat sunmaktadır. Çoklu-GNSS kombinasyonu uydu geometrisini iyileştirmeyi ve görünür uydu sayısını arttırmayı mümkün kılar. Bununla birlikte, çoklu-GNSS kombinasyonu yeni modelleme yaklaşımları ve daha karmaşık işleme stratejilerini gerektirir. Bu çalışmanın öncelikli amacı çoklu-GNSS kombinasyonunun PPP üzerindeki etkisini araştırmaktır. Ek olarak, çoklu-GNSS'in PPP performansına olan etkisini araştırmak için PPPH adında bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılım, GPS, GLONASS, Galileo ve BDS gözlemlerini içeren çoklu-GNSS PPP çözümünü gerçekleştirmek üzere tasarlanmıştır. PPPH yazılımının sonuçlarını doğrulamak için PPPH ve online PPP servisleri arasında bir karşılaştırma yapılmıştır. Bu analizlerin sonucunda, PPPH'ın statik modda santimetre seviyesinde konum doğruluğu sağladığı ve online PPP servislerine benzer yakınsama süresine ulaştığı görülmüştür. Ayrıca, çoklu-GNSS analizinin PPP üzerine olan etkisi doğruluk ve yakınsama süresi açısından incelenmiştir. Sonuçlar, GPS/GLONASS PPP ve çoklu-GNSS PPP çözümlerinin GPS PPP çözümüne göre konum doğruluğunu sırasıyla %16,2 ve %21,6 iyileştirdiğini göstermiştir. Diğer taraftan, GPS/GLONASS PPP ve çoklu-GNSS PPP, GPS PPP ile elde edilen yakınsama sürelerini sırasıyla %28,1 ve %33,2 azaltmıştır.

Precise Point Positioning (PPP) is the positioning technique which enables centimetre-level positioning accuracy with only one receiver in static mode. However, long initial time which is required to converge an optimal solution is still the main restriction of PPP. In recent years, the emergence of new navigation systems has offered the prospect of overcoming the limitation of PPP. The combination of multi-GNSS makes it possible to improve the satellite geometry and to increase the number of visible satellites. Nevertheless, the combination of multi-GNSS entails new modelling approaches and more complex processing strategies. The principal objective of this study is to investigate the influence of multi-GNSS on PPP performance. Furthermore, a PPP software package, named PPPH, was developed to evaluate the performance of multi-GNSS. A comparison between PPPH and online PPP services was performed to validate PPPH's results. It was confirmed that PPPH provides centimetre-level positioning accuracy in static mode and convergence time is similar to the solutions obtained from online PPP services. The influence of multi-GNSS on PPP performance was investigated in terms of positioning accuracy and convergence time. The results showed that the GPS/GLONASS PPP and the multi-GNSS PPP improves the positioning accuracy at the rate of 16,2% and 21,6%, respectively in relative to GPS-only PPP. On the other hand, the GPS/GLONASS PPP and multi-GNSS PPP was reduced the convergence time obtained from GPS-only PPP by 28,1% and 33,2%, respectively.