Precise Point Positioning (PPP) ermöglicht eine präzise Positionsbestimmung mittels globaler Satellitennavigationssysteme (Global Navigation Satellite System, GNSS) ohne die direkte Verwendung der Beobachtungsdaten von regionalen Referenzstationen. Die wesentlichste Einschränkung von PPP im Vergleich zu differenziellen Auswertetechniken (Real-Time Kinematic, RTK) ist die deutlich längere Konvergenzzeit. Voraussetzung für die Verkürzung der Konvergenzzeit ist die Festsetzung der geschätzten Mehrdeutigkeiten auf ganzzahlige Werte. Die Mehrdeutigkeitslösung verlangt ein robustes funktionales Modell und beruht auf einem zweistufigen Mehrdeutigkeitsfestsetzungsverfahren, welches frei von ionosphärischen Einflüssen 1. Ordnung ist. Die sowohl auf Code- als auch auf Phasenbeobachtungen basierende Melbourne-Wübbena-Linearkombination erlaubt hierbei eine einfache Festsetzung der Widelane-Mehrdeutigkeiten. Infolgedessen kann zur Berechnung der ionosphären-freien Linearkombination die im Vergleich zur Wellenlänge der ionosphären-freien Linearkombination deutlich größere Narrowlane-Wellenlänge verwendet werden.
Zur Stabilisierung des im Normalfall lediglich auf den Beobachtungsdaten des amerikanischen Global Positioning System (GPS) beruhenden funktionalen Modells können die Beobachtungsdaten des russischen GLObal’naya NAvigatsioannaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS) beitragen. Aufgrund der Technik, die GLONASS zur Identifizierung der einzelnen Satelliten einsetzt (Frequency Division Multiple Access, FDMA), unterscheiden sich die Frequenzen der einzelnen Satelliten. Die leicht unterschiedlichen Frequenzen erschweren die Modellierung und Korrektion der instrumentell bedingten Signalverzögerungen (z. B. Fractional-Cycle Biases (FCB)). Vor diesem Hintergrund kann das konventionelle Mehrdeutigkeitsfestsetzungsverfahren nur bedingt für GLONASS verwendet werden.
Die Untersuchung der instrumentell bedingten GLONASS-Signalverzögerungen sowie die Entwicklung einer alternativen Methode zur Festsetzung der GLONASS-Mehrdeutigkeiten mit dem Ziel einer kombinierten GPS/GLONASS-Mehrdeutigkeitslösung sind die Schwerpunkte der vorliegenden Arbeit. Die entwickelte alternative Mehrdeutigkeitsfestsetzungsstrategie baut auf der puren Widelane-Linearkombination auf, weshalb globale Ionosphärenmodelle unabdingbar sind. Sie eignet sich sowohl für GLONASS als auch für GPS und zeigt gleichwertige Ergebnisse für beide GNSS, wenngleich im Vergleich zur konventionellen Methode mit geringeren Mehrdeutigkeitsfestsetzungsquoten zu rechnen ist. / Precise Point Positioning (PPP) allows for accurate Global Navigation Satellite System (GNSS) based positioning without the immediate need for observations collected by regional station networks. The fundamental drawback of PPP in comparison to differential techniques such as Real-Time Kinematic (RTK) is a significant increase in convergence time. Among a plurality of different measures aiming for a reduction of convergence time, fixing the estimated carrier phase ambiguities to integer values is the key technique for success. The ambiguity resolution asks for a robust functional model and rests upon a two-stage method ruling out first-order ionospheric effects. In this context the Melbourne-Wübbena linear combination of dual-frequency carrier phase and code measurements leverages a simple resolution of widelane ambiguities. As a consequence the in comparison to the wavelength of the ionosphere-free linear combination significantly longer narrowlane wavelength can be used to form the ionosphere-free linear combination.
By default the applied functional model is solely based on observations of the Global Positioning System (GPS). However measurements from the GLObal’naya NAvigatsioannaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS) can contribute to improve the model’s stability significantly. Due to the technique used by GLONASS to distinguish individual satellites (Frequency Division Multiple Access, FDMA), the signals broadcast by those satellites differ in their frequencies. The resulting slightly different frequencies constitute a barricade for both modelling and correcting any device-dependent signal delays, e.g. fractional-cycle biases (FCB). These facts limit the applicability of the conventional ambiguity-fixing approach when it comes to GLONASS signals.
The present work puts a focus both on investigating the device-dependent GLONASS signal delays and on developing an alternative method for fixing GLONASS ambiguities with the ultimate objective of a combined GPS/GLONASS ambiguity resolution. The alternative ambiguity resolution strategy is based on the pure widelane linear combination, for which reason ionospheric corrections are indispensable. The procedure is applicable for GLONASS in the first instance but reveals equivalent results for both GPS and GLONASS. The disadvantage relative to the conventional approach is the reduced ambiguity fixing success rate.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:29464 |
| Date | 28 September 2015 |
| Creators | Reußner, Nico |
| Contributors | Wanninger, Lambert, Becker, Matthias, Scheinert, Mirko, Technische Universität Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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