GNSS-status och Galileoanvändning

Transkript

1 GNSS-status och Galileoanvändning vid nätverks-rtk Geodesidagarna 2019 Göteborg, 5 7 februari 2019 Stefan Öberg Lantmäteriet, stefan.oberg@lm.se

2 Lantmäteriet Geodetisk infrastruktur Del av Geodatadivisionen Drygt 40 personer Enhetschef: Mikael Lilje Tre områden Geodetiska referenssystem och koordinatsystem Geodetisk mätning och stöd SWEPOS det nationella nätet av fasta referensstationer för GNSS Bild: SWEPOS

3 Satellitsystem (GNSS) GPS (USA) Glonass (Ryssland Galileo (EU) Beidou (Kina) QZSS (Japan) Tilläggsystem till GPS Navic (Indien) Regionalt system

4 GPS-satelliter genom tiderna Block År Antal Antal aktiva I II IIA IIR IIR-M IIF III Summa Sköts upp 23 december 2018, genomgår tester

5 GPS signaler framöver L1 1575,42 MHz C/A-kod 1,023 MHz C-kod 3 1,023 MHz Satellitmeddelande P (Y)-kod 10,23 MHz M-kod 1 5,115 MHz 19 cm 300 m 300 m 30 m 60 m L2 1227,60 MHz C-kod 1 1,023 MHz Satellitmeddelande P (Y)-kod 10,23 MHz M-kod 1 5,115 MHz 24 cm 300 m 30 m 60 m L ,45 MHz 25,5 cm C5-kod 2 10,23 MHz 30 m Satellitmeddelande 1 19 satelliter har denna information idag 2 12 satelliter har denna information idag 3 Ingen aktiv satellit har denna information idag

6 GPS nya signaler L2C Ger förbättrad åtkomst av L2 signalen L5 Främst designad för safety-of-life - tillämpningar dvs. för flyg Ökar tillförlitligheten, kortare initialiseringstid vid RTK L1C Bättre anpassad till andra GNSS än gamla L1 Kommer i GPS III

7 Glonass-satelliter genom tiderna Generation År Antal Antal aktiva Glonass Glonass-M Glonass-K Summa Testsatelliter

8 Glonass-signaler L n*0,5625 MHz 19 cm C/A-kod 0,511 MHz 600 m Satellitmeddelande P-kod 5,11 MHz 60 m L n*0,4375 MHz 24 cm C/A-kod 0,511 MHz 600 m Satellitmeddelande P-kod 5,11 MHz 60 m

9 Glonass modernisering Full konstellation med 24 Glonass-Msatelliter uppnåddes 8 december 2011 Senaste uppskjutning av en Glonass-Msatellit 3 november 2018 (fyra Glonass-M återstår) Nästa generation Glonass-K på gång med utökad livslängd (10 år), lägre vikt, ny civil signal (L3) och förbättringar på L1 och L2 m.m.

10 Galileo-satelliter genom tiderna Satellitmodell År Antal Antal aktiva Prov Prototyp FOC Summa En är inte tillgänglig (och förblir nog det) 2 Två första sköts upp 22 augusti 2014, men hamnade i fel bana som nu är förbättrade, en är inte tillgänglig och de fyra senaste är ännu ej operationella

11 Galileo Nytt system med modern design som bl.a. ger stabilare satellitsignaler med högt signal/brusförhållande 30 satelliter för full konstellation Kommande planerade uppskjutning är fyra stycken uppskjutningar med två satelliter samtidigt

12 Beidou-satelliter genom tiderna Generation År Antal Antal aktiva Beidou-2 (regionalt, utbyggt 2012) Beidou-3 (globalt) Föregicks av fem testsatelliter. 2 Av totalt 30 fullt utbyggt, varav 24 normala banor.

13 Fördelen med att använda flera GNSS satellitsystem och nya signaler Öka tillgängligheten för GNSS mätning i svåra miljöer, städer, skog mm. Minska mätosäkerheten Flera signaler gör det enklare att ta bort dåliga observationer, multipath etc. Picture from Ken Alexander, National Coordination Office for Space-Based PNT

14 SWEPOS 48 Klass A 67 Externa 373 Klass B

15 SWEPOS Nätverks-RTK-tjänst Mer än 4100 betalande användare Total uppkopplingstid ,4 miljoner h Nya användargrupper ger nya krav 2 parallella ben, servicekvällar utan avbrott Disaster Recovery (DR) infört Dubbla datacenter planeras under 2019 Autonoma fordon Projektet Network RTK Positioning for Automated Driving (NPAD) pågår med bl.a. Rise, Ericsson, Volvo och Scania Massmarknad med direkt utsändning av nätverks-rtk via mobiltelefoninätet Bild: Dan Norin

16 SWEPOS Nätverks-RTK-tjänst uppkopplingstid i timmar/vecka

17 SWEPOS Nätverks-RTK-tjänst nu med Galileo 2004: Lanserades som tjänst GPS 2006: GPS+Glonass 1 februari 2018: GPS+Glonass+Galileo Även GPS-signalerna L5 och L2C Ingen extra avgift : SWEPOS-stationerna har uppgraderats med nya GNSS-antenner och GNSS-mottagare, hittills s.k. Sparse network Testmätningar och examensarbeten 2019: Testmätning med Beidou planeras

18 SWEPOS Nätverks-RTK-tjänst användning av Galileo

19 Testmätningar med Galileo, Nätverks-RTK och Enkelstations-RTK Rover: Flera fabrikat Strategi: Nedkoppling från mobilt Internet mellan varje mätning Medelvärde: Varje mätning ett medeltal av 10 positioner Elevationsgräns: 10 grader Fixlösning: Om lösning av periodobekanta inte erhölls inom 2 (3) minuter, så betraktades mätningen som ej lyckad

20 April 2016 GPS + Galileo (7) Enkelstations-RTK, Stockholm, avstånd 1,2 km, Öppen miljö, Examensarbete, Anna Berggren, Stockholms universitet GPS + Galileo Mätningar Lyckade fixlösningar Medelvärde av tid till fixlösning horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (antal) (%) (s) (mm) (mm) (-) , * 17 3, , , , , , ,1 *8 mm om en stor avvikelse på 57 mm togs bort

21 Nov jan2017 GPS + Galileo (11) Nätverks-RTK, Gävle, Öppen miljö, Lantmäteriets egna tester GPS + Galileo Mätningar Lyckade fixlösningar Medelvärde av tid till fixlösning horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (antal) (%) (s) (mm) (mm) (-) , , , , , , , , ,5

22 Nätverks-RTK, Mårtsbo, 6 punkter, Skogsmiljö, Examensarbete, Stefan Johansson & Petter Tysk, HiG GPS+Glonass G+G Satelliter medel Lyckade fixlösningar Medelvärde av tid till fixlösning horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (vinkel) (antal) (%) (s) (mm) (mm) (-) 15 o ,5 25 o ,8 35 o ,8 GPS+Glo+Gal G+G+G Satelliter medel Lyckade fixlösningar April - maj 2017 GPS + Glonass + Galileo (11) Medelvärde av tid till fixlösning horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (vinkel) (antal) (%) (s) (mm) (mm) (-) 15 o ,2 25 o ,4 35 o ,7

23 Nätverks-RTK, Gävle, 5 punkter, Stadsmiljö, Examensarbete, Stefan Johansson & Petter Tysk, HiG GPS+Glonass G+G Satelliter medel Lyckade fixlösningar Medelvärde av tid till fixlösning horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (vinkel) (antal) (%) (s) (mm) (mm) (-) 15 o ,7 25 o ,6 35 o ,9 GPS+Glo+Gal G+G+G Satelliter medel Lyckade fixlösningar April - maj 2017 GPS + Glonass + Galileo (11) Medelvärde av tid till fixlösning horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (vinkel) (antal) (%) (s) (mm) (mm) (-) 15 o ,4 25 o ,4 35 o ,7

24 Slutsatser så långt Testmätningarna visar ingen större skillnad i positionsosäkerhet beroende på om Galileo-satelliter adderas tillsammans med GPS- och Glonass-satelliter eller inte, för Öppen miljö och Skogs- /stadsmiljö (tuffare miljö) Testmätningarna indikerar förbättringar i tillgänglighet om Galileo-satelliter adderas Något fler fixlösningar och något kortare initialiseringstid, framför allt vid 25 och 35 graders vinkel i tuffare miljö

25 Oktober 2018 GPS + Glonass vs GPS + Glonass + Galileo Nätverks-RTK, Rörberg, kontinuerlig mätning med en observation/sekund, Skogsmiljö, Lantmäteriets egna tester, (16 km) GPS+Glonass G+G (vinkel) Satelliter medel Lyckade fixlösningar horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (antal) (%) (mm) (mm) (-) 17 st aktiva Galileo Medelvärde av tid till fixlösning (s) 13 o ,5 25 o ,4 GPS+Glo+Gal G+G+G Satelliter medel (vinkel) Lyckade fixlösningar horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (antal) (%) (mm) (mm) (-) 13 o ,5 25 o , , Medelvärde av tid till fixlösning (s) Outliers, gräns 100mm

26 Oktober 2018 GPS + Glonass vs GPS + Glonass + Galileo Nätverks-RTK, Lantmäteriet, kontinuerlig mätning med en observation/sekund, Skogsmiljö, Lantmäteriets egna tester, (0,2 km) GPS+Glonass G+G (vinkel) Satelliter medel Lyckade fixlösningar horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (antal) (%) (mm) (mm) (-) 17 st aktiva Galileo Medelvärde av tid till fixlösning (s) 13 o ,5 25 o ,3 GPS+Glo+Gal G+G+G Satelliter medel (vinkel) Lyckade fixlösningar horisontellt vertikalt Medelvärde av PDOP (antal) (%) (mm) (mm) (-) 13 o ,5 25 o , Medelvärde av tid till fixlösning (s) Outliers, gräns 100mm

27 Summering tester Oktober 2018 Testmätningarna så långt visar ingen större skillnad i positionsosäkerhet beroende på om Galileo-satelliter adderas tillsammans med GPS- och Glonass-satelliter eller inte Tillgängligheten blir likvärdiga om Galileo-satelliter adderas på lägre elevationsvinklar (antal fixlösningar) Indikerar på något fler- och kortare tid till fixlösning på 25 graders vinkel i tuffare miljö när Galileo adderas

28 Geoidmodellen SWEN17_RH2000 Höjdomvandling mellan Sveriges referenssystem SWEREF 99 (h) och RH 2000 (H) Osäkerhet i RTK-mätning i SWEREF 99 (h): ~15 mm (68 %) Osäkerhet från SWEN17_RH2000 (N): ~10 mm (68 %) Totalt (H): ~18 mm (68 %) H 2 2 GNSS geoidmodell SWEN17_RH2000 finns i RTK-utrustningar Jordyta Geoid h H H=h-N Ellipsoid N

29 Skillnad mellan SWEN17_RH2000 och den äldre geoidmodellen SWEN08_RH cm ekvidistans

30 HMK GNSS-baserad detaljmätning 2017 Innehåller inga specifika rekommendationer om användning av Galileo Däremot finns en rekommendation om att utnyttja signaler från fler GNSS i mätmiljöer med sikthinder

31 Handbok i mät- och kartfrågor Lantmäteriet publicerar riktlinjer för yrkesmässig mätning/insamling av geodata. Totalt finns 15 HMK-dokument 5 dokument i HMK-Geodesi Nya versioner planeras för hösten 2019 Revideringen och utmaningarna för mätningsbranschen diskuterades vid senaste referensgruppsmötet 4 december 2018

32 Mer information Besök vår monter! Geodetisk information och information om våra kurser och seminarier och Registrering för nyhetsbrev HMK och SWEPOS Bild: Britt-Louise Malm

33 Frågor? Tack för uppmärksamheten! GNSS-status och Galileoanvändning vid nätverks-rtk Stefan Öberg Geodesidagarna 2019 Göteborg, 5 7 februari 2019 Bild: Britt-Louise Malm