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Improving GNSS Realtime Height Measurements in Mountain Areas – Activities of the D-A-CH Group in the Alpine Region
Kurzfassung
GNSS Echtzeitmessungen sind für Höhenbestimmungen nicht besonders gut geeignet, da die erzielten Höhenresultate oft nicht die erforderliche Genauigkeit erreichen. Spielte das in der Vergangenheit eine eher untergeordnete Rolle, so erfordern neue Anwendungen doch mehr und mehr eine Verbesserung der erzielbaren Höhengenauigkeit. Zeitserien von mit Echtzeitsystemen gemessenen Höhen zeigen aber kurzzeitige und jahreszeitliche Schwankungen auf, welche mit der Vernachlässigung von Troposphäreneffekten in den Tälern in Zusammenhang stehen. Mit Hilfe eines speziellen Echtzeit Monitoring Konzepts gelang den Mitgliedern der D-A-CH Gruppe der Nachweis des Zusammenhangs zwischen Echtzeit Höhendifferenzen und vertikalen Laufzeitunterschieden in der Troposphäre (ZTD). Die Kombination von ZTD Werten aus schnellen Postprozessing Analysen mit gespeicherten VRS-Daten eines Echtzeitsystems zeigte sich als sehr geeignet für die Erhöhung der Genauigkeit von Echtzeit Höhenmessungen. Dieses neue Konzept wurde in einer kommerziellen Software umgesetzt und ist in der Lage, die systematischen Höhenfehler von Echtzeitmessungen zu beheben.
Abstract
Heights are the weakest part of GNSS realtime measurements but modern applications more and more require very accurate height results at the user segment. Realtime height timeseries show short term and annual systematic signals that are connected to remaining neglected tropospheric effects. The D-A-CH group in the Alpine Region in Europe proved the correlation between height differences and differences of tropospheric zenith total delays (ZTD) between reference stations on mountain tops and in the valleys using special realtime monitoring stations. Combining near realtime ZTD values and VRS (virtual reference station) data in postprocessing showed the potential for improving the accuracy of realtime height measurements. The new concept was implemented into commercial software and is able to remove the systematic height errors in realtime systems.
GNSS Echtzeitmessungen sind für Höhenbestimmungen nicht besonders gut geeignet, da die erzielten Höhenresultate oft nicht die erforderliche Genauigkeit erreichen. Spielte das in der Vergangenheit eine eher untergeordnete Rolle, so erfordern neue Anwendungen doch mehr und mehr eine Verbesserung der erzielbaren Höhengenauigkeit. Zeitserien von mit Echtzeitsystemen gemessenen Höhen zeigen aber kurzzeitige und jahreszeitliche Schwankungen auf, welche mit der Vernachlässigung von Troposphäreneffekten in den Tälern in Zusammenhang stehen. Mit Hilfe eines speziellen Echtzeit Monitoring Konzepts gelang den Mitgliedern der D-A-CH Gruppe der Nachweis des Zusammenhangs zwischen Echtzeit Höhendifferenzen und vertikalen Laufzeitunterschieden in der Troposphäre (ZTD). Die Kombination von ZTD Werten aus schnellen Postprozessing Analysen mit gespeicherten VRS-Daten eines Echtzeitsystems zeigte sich als sehr geeignet für die Erhöhung der Genauigkeit von Echtzeit Höhenmessungen. Dieses neue Konzept wurde in einer kommerziellen Software umgesetzt und ist in der Lage, die systematischen Höhenfehler von Echtzeitmessungen zu beheben.
Abstract
Heights are the weakest part of GNSS realtime measurements but modern applications more and more require very accurate height results at the user segment. Realtime height timeseries show short term and annual systematic signals that are connected to remaining neglected tropospheric effects. The D-A-CH group in the Alpine Region in Europe proved the correlation between height differences and differences of tropospheric zenith total delays (ZTD) between reference stations on mountain tops and in the valleys using special realtime monitoring stations. Combining near realtime ZTD values and VRS (virtual reference station) data in postprocessing showed the potential for improving the accuracy of realtime height measurements. The new concept was implemented into commercial software and is able to remove the systematic height errors in realtime systems.
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VGI_201911_Titz.pdf
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Präzise Positionierung von Asphaltiermaschinen
Kurzfassung
Die Europäische Union verfügt über ein Netzwerk von 5 Millionen Kilometer an befestigter Straße, wovon rund 90% asphaltiert sind. Eine kontinuierliche Überwachung und Steuerung unterschiedlicher Parameter bei Straßenbauarbeiten können die Qualität und Lebensdauer der Straße wesentlich beein.ussen. Die Schlüsselfaktoren sind dabei optimal die Lastwagen.otte zu leiten, die Straßenfertiger zu steuern und die Straßenwalzen zu lenken. Hier kann die Satellitennavigation einen wesentlichen Beitrag leisten. Im Rahmen des gleich lautenden Forschungsprojekts ASPHALT wurden die Anforderungen des Straßenbaus insbesondere der Asphaltiermaschinen analysiert und daraus ein Anforderungskatalog an einen Satellitennavigationsempfänger abgeleitet. In weiterer Folge wurde das Hauptaugenmerk auf die Entwicklung eines neuen Mehr-Frequenz GNSS Empfängers gelegt. Die Positionierung selbst erfolgt, je nach Anwendung und Anforderung, entweder auf Basis von RTK oder EGNOS/EDAS Daten. Das Ziel des Forschungsprojekts war es die Qualität und Lebensdauer der Asphaltstraßen zu steigern, um damit Kosten einzusparen.
Abstract
The European Union has more than 5 million kilometres of paved roads, and 90% of the total road network has an asphalt surface. Continuous monitoring and control of parameters during road construction are signi.cant for the quality and durability of the road. Key factors are to optimally manage truck .eets, operate the paver, and steer the compactors. Thereby GNSS technology has been chosen to play a major role. The research project ASPHALT analysed the requirements of the asphalt road construction and derived the requirements for a GNSS receiver. In the next step focus was on the development of a multi-frequency GNSS receiver. Positioning is performed depending on the application and requirement using RTK technology or EGNOS/EDAS data. The objective of the project was to increase the quality and durability of roads in order to save costs.
Die Europäische Union verfügt über ein Netzwerk von 5 Millionen Kilometer an befestigter Straße, wovon rund 90% asphaltiert sind. Eine kontinuierliche Überwachung und Steuerung unterschiedlicher Parameter bei Straßenbauarbeiten können die Qualität und Lebensdauer der Straße wesentlich beein.ussen. Die Schlüsselfaktoren sind dabei optimal die Lastwagen.otte zu leiten, die Straßenfertiger zu steuern und die Straßenwalzen zu lenken. Hier kann die Satellitennavigation einen wesentlichen Beitrag leisten. Im Rahmen des gleich lautenden Forschungsprojekts ASPHALT wurden die Anforderungen des Straßenbaus insbesondere der Asphaltiermaschinen analysiert und daraus ein Anforderungskatalog an einen Satellitennavigationsempfänger abgeleitet. In weiterer Folge wurde das Hauptaugenmerk auf die Entwicklung eines neuen Mehr-Frequenz GNSS Empfängers gelegt. Die Positionierung selbst erfolgt, je nach Anwendung und Anforderung, entweder auf Basis von RTK oder EGNOS/EDAS Daten. Das Ziel des Forschungsprojekts war es die Qualität und Lebensdauer der Asphaltstraßen zu steigern, um damit Kosten einzusparen.
Abstract
The European Union has more than 5 million kilometres of paved roads, and 90% of the total road network has an asphalt surface. Continuous monitoring and control of parameters during road construction are signi.cant for the quality and durability of the road. Key factors are to optimally manage truck .eets, operate the paver, and steer the compactors. Thereby GNSS technology has been chosen to play a major role. The research project ASPHALT analysed the requirements of the asphalt road construction and derived the requirements for a GNSS receiver. In the next step focus was on the development of a multi-frequency GNSS receiver. Positioning is performed depending on the application and requirement using RTK technology or EGNOS/EDAS data. The objective of the project was to increase the quality and durability of roads in order to save costs.
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VGI_201233_Wasle.pdf
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