En kvalitetsundersøkelse av GNSS-systemene Galileo og BeiDou

Abstract

Denne oppgaven gir et innblikk i de to nye GNSS-systemene, Galileo og BeiDou, som i undersøkelsesperioden ikke var fullt operative. Vi skal se at de er bygd opp noe ulikt i forhold til det vi allerede kjenner til, GPS og GLONASS. Samtidig skal vi se at vi er på god vei til å oppnå en høyere nøyaktighet når vi legger til disse nye systemene. BeiDou er kjent for å ha andre typer satellittbaner som skal bidra til å gi en høyere nøyaktighet i Asia. Vi skal da se nærmere på hvor mye bedre nøyaktigheten blir i Asia i forhold til andre deler av verden med BeiDou. For å se på nøyaktigheten og hvor mye bedre nøyaktighet vi kan oppnå ved bruk av Galileo og BeiDou, er det blitt utført en feltdel i Ås med kinematiske målinger knyttet til 23 kontrollpunkter som vi har faste koordinater til. For å se på nøyaktigheten rundt i verden benytter vi oss av statiske IGS-stasjoner som kontinuerlig logger data. Stasjonene som er brukt i oppgaven er fordelt jevnt rundt i verden. I prosesseringene skal vi bruke teknikker som SPS, PPP og DGNSS til å se på nøyaktigheten i form av RMS-verdier. Med nesten 300 prosesseringer skal vi se på alle mulige kombinasjoner av de ulike systemene for så å se etter styrker og svakheter i systemene. Undersøkelsen har vist at alle systemene kan brukes alene, med unntak av BeiDou i andre deler av verden enn Asia, men at det er GPS gir oss den høyeste nøyaktigheten. Undersøkelsen viser at dersom vi legger til Galileo med GPS og GLONASS, vil nøyaktigheten øke med 37% med SPS og 31% med PPP i Ås. Dersom vi inkluderer BeiDou med GPS, GLONASS og Galileo øker nøyaktigheten med 6% med SPS, men minker med 51% ved PPP i Ås. Det er altså ikke anbefalt å bruke BeiDou i Norge enda. I Asia får vi 8% høyere nøyaktighet ved bruk av BeiDou i den samme testen mot dersom vi er i områder med dårlig BeiDou-dekning. Ved sammenlikninger skal vi se at bidraget til GLONASS er svakere enn de andre. QZSS er svært dårlig dersom vi inkluderer dette i prosessering i Norge. Nøyaktigheten minker med hele 600%, men i lokale områder i Asia viser undersøkelsen at vi får 5% høyere nøyaktighet ved å inkludere QZSS med de andre fire systemene.

This thesis provides an insight into the two new GNSS systems, Galileo and BeiDou, which in the test period were not fully operational. We'll see that they are a bit different compared to what we already know, GPS and GLONASS. At the same time, we are going to see that we are well on our way to achieving a higher accuracy when we add these new systems. BeiDou is known for having other types of satellite orbits that will help provide a higher accuracy in Asia. We will then examine how much better the accuracy will be in Asia compared to other parts of the world with BeiDou. To look at the accuracy and how much better accuracy we can achieve using Galileo and BeiDou, a field section has been carried out in Ås with kinematic measurements related to 23 checkpoints to which we have fixed coordinates. To look at the accuracy around the world, we are using static IGS-stations that continually log data. The stations used in the task are distributed evenly around the world. In the processing, we are going to use techniques such as SPS, PPP and DGNSS to look at the accuracy in terms of RMS values. With nearly 300 procession, we'll look at all possible combinations of the different systems and then look for strengths and weaknesses in these systems. The survey has shown that all systems can be used alone, with the exception of BeiDou in other parts of the world than Asia, but that it is GPS that gives us the highest accuracy. The survey shows that if we add Galileo with GPS and GLONASS, the accuracy will increase by 37% with SPS and 31% with PPP in Ås. If we include BeiDou with GPS, GLONASS and Galileo increases accuracy by 6% with SPS, but decreases by 51% at PPP in Ås. It is therefore not recommended to use BeiDou in Norway yet. In Asia, we get 8% higher accuracy when using BeiDou in the same test against if we are in areas with poor BeiDou coverage. When comparing, we will see that the system GLONASS is weaker than the others. QZSS is very bad if we include this in processing in Norway. The accuracy decreases by 600%, but in local areas in Asia, the survey shows that we get 5% higher accuracy by including QZSS with the other four systems.