The effect of absolute humidity on GPS-positioning accuracy

Simple item page
dc.citation.epage35
dc.citation.journalTitleГеодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник
dc.citation.spage30
dc.citation.volume87
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorПішко, Ю.
dc.contributor.authorPishko, Yu.
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.date.accessioned2019-05-21T07:23:44Z
dc.date.available2019-05-21T07:23:44Z
dc.date.created2018-02-26
dc.date.issued2018-02-26
dc.description.abstractМета. Дослідити вплив абсолютної вологості на точність визначення положення пунктів супутникових геодезичних мереж під час спостереження різної тривалості GPS-приймачами. Методика. Вихідними даними для дослідження послужили результати спостережень різної тривалості протягом 50 діб з квітня по жовтень місяць на 17 перманентних станціях Франції та 8 станціях Швейцарії. З цих спостережень сформовано чотири мережі з різною кількістю пунктів (від 8 до 5) та довжинами векторів (середня довжина сторін змінюється від 48,6 км до 5,1 км). Визначено значення абсолютної вологості, використовуючи середні значення температури повітря, атмосферного тиску та відносної вологості, отриманими за показниками з 6 по 22 год. Підібрані такі дні, коли значення абсолютної вологості, суттєво відрізнялися, тобто були найменшими та найбільшими. Опрацювання спостережень виконувалось програмним забезпеченням Trimble Business Center, змінюючи тривалість спостережень (4, 2, 1 год). Загалом нами опрацьовано 1200 сеансів. Порівнявши значення істинних та визначених за результатами спостережень планових координат пунктів мереж, отримані середні квадратичні помилки положення пунктів. Результати. Аналіз отриманих значень середніх квадратичних помилок положення пунктів, отриманих за результатами спостережень, показав що спостерігається тенденція погіршення точності визначення положення пунктів мереж за зростання абсолютної вологості. Порівнювалися значення СКП, отримані за найменших значень абсолютної вологості та найбільших для всіх мереж та різній тривалості спостережень. Таким чином, за зміни абсолютної вологості від 7,0 г/м3 до 13,8 г/м3 та тривалості спостережень 4 год, отримане середнє значення СКП зросло у 1,6 раза (від 4,4 мм до 7,0 мм), за тривалості сеансів 2 год значення СКП зросло у 1,8 раза (від 4,7 мм до 8,3 мм), а для тривалості 1 год – у 2,1 раза (від 6,1 мм до 13,0 мм). Наукова новизна та практична значущість. Середовище поширення супутникових сигналів і досі залишається одним з основних джерел помилок, зокрема тропосфера, у якій по суті “формується” погода. Хоча сьогодні більше увагу акцентують на прогнозуванні погоди використовуючи супутникові навігаційні системи, але існує і зворотний зв’язок. У дослідженні запропоновано враховувати метеорологічні умови, зокрема абсолютну вологість як спосіб зменшення впливу зовнішнього середовища на точність GPS-вимірювань, тобто підвищити їхню якість. Одержані результати проведених досліджень є досить достовірними, оскільки використано значну кількість даних, вони дають змогу рекомендувати вибирати такі дні для спостережень, коли значення вологості є мінімальними (не більшими ніж 12 г/м3). З практичного погляду – це можливість за відомими метеопараметрами, отриманими з прогнозу погоди, встановлювати доцільність виконання спостережень.
dc.description.abstractObjective. Investigate the effect of absolute humidity on the GPS accuracy for different durations of observation. Methods. The GPS observations with different durations over spring-autumn period at 17 permanent stations in France and 8 stations in Switzerland were chosen for initial data. These observations used four GPS networks with a different number of points (from 5 to 8) and lengths of vectors (average length varied from 5.1 to 48.6 km). Values of absolute humidity were determined using the average values of air temperature, atmospheric pressure, and relative humidity, obtained from 06:00 to 22:00. For our investigation we selected only those days when absolute humidity varied significantly. The observations were processed by the Trimble Business Center software, changing the duration of the observations (1, 2, 4 hours). In total, 1.200 sessions were processed. By comparing the values of true coordinates of the network points and those determined by the results of observations, we obtained the RMS (rootmean- square) errors of the positions of the points. Results. The analysis of RMS position errors showed that there is a tendency for deterioration of the point’s position accuracy in the network when the absolute humidity is increasing. The values of the RMS, obtained at the lowest and highest values of absolute humidity, for all networks and the different durations of observations were compared. Thus, when the absolute humidity changed from 7.0 g/m3 to 13,8 g/m3 for the observation duration of 4 hours, the average values of RMS increased 1.6 times (from 4.4 mm to 7.0 mm), for the sessions of 2 hour duration the value of RMS increased 1.8 times (from 4.7 mm to 8.3 mm), and for a 1 hour duration – 2.1 times (6.1 mm to 13.0 mm). Scientific novelty and practical significance. The environment of satellite signals propagation remains one of the main sources of errors, in particular in the troposphere, which, in essence, “forms” the weather. Although today more attention is focused on weather forecasting using satellite navigation systems, there is also an inverse problem. The study suggests meteorological conditions, specifically absolute humidity, should be considered to increase the accuracy of GPS-measurements. The obtained results of the studies are quite reliable, since a large amount of data is used. It is advisable to choose the days for GPS observations, when the moisture content is minimal (no higher than 12 g/m3). From a practical point of view – the possibility of using observable meteorological parameters obtained from the weather forecasts are feasible.
dc.format.extent30-35
dc.format.pages6
dc.identifier.citationPishko Yu. The effect of absolute humidity on GPS-positioning accuracy / Yu. Pishko // Геодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2018. — Том 87. — С. 30–35.
dc.identifier.citationenPishko Yu. The effect of absolute humidity on GPS-positioning accuracy / Yu. Pishko // Heodeziia, kartohrafiia i aerofotoznimannia : mizhvidomchyi naukovo-tekhnichnyi zbirnyk. — Lviv : Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2018. — Vol 87. — P. 30–35.
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/44988
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.relation.ispartofГеодезія, картографія і аерофотознімання : міжвідомчий науково-технічний збірник (87), 2018
dc.relation.referencesAbsoliutna volohist [absolute humidity. [Wikipedia, the
dc.relation.referencesfree encyclopedia]. Available at:
dc.relation.referenceshttps://en.wikipedia.org/wiki/Humidity
dc.relation.referencesAntonovich K. M., Frolova E. K. Sovmestnoe ispol'zovanie
dc.relation.referencesmeteodannyh nazemnyh i ajerologicheskih nabljudenij
dc.relation.referencespri obrabotke sputnikovyh izmerenij [The use of
dc.relation.referencesmeteorological data from terrestrial and aerial
dc.relation.referencesobservations in the processing of satellite
dc.relation.referencesmeasurements]. Vestnik SGGA. 2003, issue 8, pp. 8–13.
dc.relation.referencesAzizov A. A., Gajkovich K. P., Kashkarov S. S., Chernjaeva
dc.relation.referencesM. B. Ispol'zovanie signalov navigacionnyh ISZ dlja
dc.relation.referencesopredelenija parametrov atmosfery [Use of navigation
dc.relation.referencessatellite signals to determine atmospheric parameters]. Izv.
dc.relation.referencesVUZov. Radiofizika [Radiophysics and Quantum
dc.relation.referencesElectronics], 1997, T. XLI, no. 9, pp. 1093–1110.
dc.relation.referencesDevis M. S., Businger S., Herring T. A. et al. GPS
dc.relation.referencesmeteorology: remote sensing of atmospheric water
dc.relation.referencesvapor using the Global Positioning System.
dc.relation.referencesJ. Geophys. 1992, v. 97, pp. 15787–15801.
dc.relation.referencesHofmann-Wellenhof В., Lichtenegger Н., Collins J.
dc.relation.referencesGlobal Positioning System. Theory and Practice.
dc.relation.referencesWien; N. Y.: Springer-Verlag, 1994, 356 p.
dc.relation.referencesHutorova O. G., Vasil'ev A. A., Hutorov V. E.
dc.relation.referencesO perspektivah issledovanija neodnorodnoj struktury
dc.relation.referencestroposfery s pomoshh'ju seti priemnikov GPSGLONASS
dc.relation.references[On prospects of investigation of the
dc.relation.referencesnonhomogeneous troposphere structure using the set
dc.relation.referencesof GPS-GLONASS receivers]. Optika atmosfery i
dc.relation.referencesokeana [Atmospheric and Oceanic Optics]. 2010, 23,
dc.relation.referencesno. 6, pp. 510–514
dc.relation.referencesIvanov V. A., Rjabova N. V., Zuev A. V., Kislicyn A. A.,
dc.relation.referencesErshov P. M. Vlijanie klimaticheskih i geofizicheskih
dc.relation.referencesjavlenij na pomehoustojchivost' priema radionavigacionnyh
dc.relation.referencessignalov sistem GLONASS/GPS [Influence of
dc.relation.referencesclimatic and geophysical phenomena on noise immunity
dc.relation.referencesreception of radio navigation signals of GLONASS/GPS
dc.relation.referencessystems]. II Vserossijskie Armandovskie chtenija.
dc.relation.referencesRadiofizicheskie metody v distancionnom zondirovanii
dc.relation.referencessred. Materialy V Vserossijskoj nauchnoj konferencii
dc.relation.references[Materials of the All-Russian Scientific Conference]
dc.relation.references(Murom, 26-28 June 2012). Murom: Izd. poligraficheskij
dc.relation.referencescentrMI VlGU, 2012, 567 p.
dc.relation.referencesKablak N. I. Monitorynh osadzhenoi vodianoi pary na
dc.relation.referencesosnovi obrobky HNSS-danykh [Monitoring of the
dc.relation.referencesbesieged water vapor on the basis of the processing
dc.relation.referencesof GNSS data]. Kosmichna nauka i tekhnolohiia
dc.relation.references[Space Science and Technology]. 2011, T. 17, no. 4,pp. 65–73.
dc.relation.referencesKablak N. I. Suchasni pidkhody do vyznachennia ta
dc.relation.referencesvykorystannia troposfernykh zatrymok GNSS syhnaliv [Questions of definition that uses of
dc.relation.referencestropospheric delays of GNSS-signals at the present
dc.relation.referencesstage of development of satellite technologies are
dc.relation.referencesconsidered]. Heodeziia, kartohrafiia i
dc.relation.referencesaerofotoznimannia [Geodesy, Cartography and
dc.relation.referencesAerial Survey”]. 2009, issue 72, pp. 22–27
dc.relation.referencesKovorotnyj A. L., Kivva F. V., Goncharenko Ju. V.,
dc.relation.referencesGorobec V. N., Gorb A.I. Sravnitel'nyj analiz
dc.relation.referencesmodelej dlja ocenki polnogo vlagosoderzhanija
dc.relation.referencestroposfery nad Har'kovskim regionom posredstvom
dc.relation.referencesGPS-izmerenij [The comparative analysis of models
dc.relation.referencesfor estimation of the total moisture content of the
dc.relation.referencestroposphere through the GPS measurements over
dc.relation.referencesKharkov]. Radiofizyka ta elektronika [Radiophysics
dc.relation.referencesand electronics]. 2014, T. 5(19), no. 4, pp. 21–26.
dc.relation.referencesMendes V. B., Langley R. B. Tropospheric Zenith Delay
dc.relation.referencesPrediction Accuracy for Airborne GPS High-
dc.relation.referencesPrecision Positioning. Proceedings of The Institute of
dc.relation.referencesNavigation 54th Annual Meeting, Denver, CO,
dc.relation.referencesU.S.A., 1–3 June 1998, pp. 337–347.
dc.relation.referencesSchueler T. On Ground-Based GPS Tropospheric Delay
dc.relation.referencesEstimation Dissertation. T. Schuelеr. Schriftenreihe73, Studiengang Geodäsie und Geoinformation
dc.relation.referencesUniversität der Bundeswehr München, February2001. Available at: http://137.193.32.1/ Forschung/TropAC/ docs/phd/index.html.
dc.relation.referencesVahnin A. V. Primenenie meteorologicheskoj informacii
dc.relation.referencesv navigacionnyh sistemah GLONASS/GPS:
dc.relation.referencesMagisterskaja dissertacija [Application of
dc.relation.referencesmeteorological information in navigation systems
dc.relation.referencesGLONASS. GPS: Master's thesis]. Vahnin Anton
dc.relation.referencesVjacheslavovich. Sankt-Peterburg, 2012, 68 p.
dc.relation.referencesZablotskyi F. D. HNSS-meteorolohiia [GNSS
dc.relation.referencesmeteorology]. lviv Polytechnic Publishing House,2013, 96 p.
dc.relation.referencesZablotskyi F., Palianytsia B., Matviienko L., Turchyn N.
dc.relation.referencesSukha i hidrostatychna skladovi zenitnoi troposfernoi
dc.relation.referenceszatrymky [On the dry and hydrostatic component of
dc.relation.referenceszenith tropospheric delay]. Suchas. dosiahn. heodez.
dc.relation.referencesnauky ta vyr-va: zb. nauk. pr. Zakh. heodez. t-va
dc.relation.referencesUTHK [Modern achievements of geodetic science
dc.relation.referencesand industry: Coll. Science pr. UTHK Western
dc.relation.referencesgeodetic company]. Lviv Polytechnic Publishing House, 2011, issue II, pp. 92–95.
dc.relation.referencesenAbsoliutna volohist [absolute humidity. [Wikipedia, the
dc.relation.referencesenfree encyclopedia]. Available at:
dc.relation.referencesenhttps://en.wikipedia.org/wiki/Humidity
dc.relation.referencesenAntonovich K. M., Frolova E. K. Sovmestnoe ispol'zovanie
dc.relation.referencesenmeteodannyh nazemnyh i ajerologicheskih nabljudenij
dc.relation.referencesenpri obrabotke sputnikovyh izmerenij [The use of
dc.relation.referencesenmeteorological data from terrestrial and aerial
dc.relation.referencesenobservations in the processing of satellite
dc.relation.referencesenmeasurements]. Vestnik SGGA. 2003, issue 8, pp. 8–13.
dc.relation.referencesenAzizov A. A., Gajkovich K. P., Kashkarov S. S., Chernjaeva
dc.relation.referencesenM. B. Ispol'zovanie signalov navigacionnyh ISZ dlja
dc.relation.referencesenopredelenija parametrov atmosfery [Use of navigation
dc.relation.referencesensatellite signals to determine atmospheric parameters]. Izv.
dc.relation.referencesenVUZov. Radiofizika [Radiophysics and Quantum
dc.relation.referencesenElectronics], 1997, T. XLI, no. 9, pp. 1093–1110.
dc.relation.referencesenDevis M. S., Businger S., Herring T. A. et al. GPS
dc.relation.referencesenmeteorology: remote sensing of atmospheric water
dc.relation.referencesenvapor using the Global Positioning System.
dc.relation.referencesenJ. Geophys. 1992, v. 97, pp. 15787–15801.
dc.relation.referencesenHofmann-Wellenhof V., Lichtenegger N., Collins J.
dc.relation.referencesenGlobal Positioning System. Theory and Practice.
dc.relation.referencesenWien; N. Y., Springer-Verlag, 1994, 356 p.
dc.relation.referencesenHutorova O. G., Vasil'ev A. A., Hutorov V. E.
dc.relation.referencesenO perspektivah issledovanija neodnorodnoj struktury
dc.relation.referencesentroposfery s pomoshh'ju seti priemnikov GPSGLONASS
dc.relation.referencesen[On prospects of investigation of the
dc.relation.referencesennonhomogeneous troposphere structure using the set
dc.relation.referencesenof GPS-GLONASS receivers]. Optika atmosfery i
dc.relation.referencesenokeana [Atmospheric and Oceanic Optics]. 2010, 23,
dc.relation.referencesenno. 6, pp. 510–514
dc.relation.referencesenIvanov V. A., Rjabova N. V., Zuev A. V., Kislicyn A. A.,
dc.relation.referencesenErshov P. M. Vlijanie klimaticheskih i geofizicheskih
dc.relation.referencesenjavlenij na pomehoustojchivost' priema radionavigacionnyh
dc.relation.referencesensignalov sistem GLONASS/GPS [Influence of
dc.relation.referencesenclimatic and geophysical phenomena on noise immunity
dc.relation.referencesenreception of radio navigation signals of GLONASS/GPS
dc.relation.referencesensystems]. II Vserossijskie Armandovskie chtenija.
dc.relation.referencesenRadiofizicheskie metody v distancionnom zondirovanii
dc.relation.referencesensred. Materialy V Vserossijskoj nauchnoj konferencii
dc.relation.referencesen[Materials of the All-Russian Scientific Conference]
dc.relation.referencesen(Murom, 26-28 June 2012). Murom: Izd. poligraficheskij
dc.relation.referencesencentrMI VlGU, 2012, 567 p.
dc.relation.referencesenKablak N. I. Monitorynh osadzhenoi vodianoi pary na
dc.relation.referencesenosnovi obrobky HNSS-danykh [Monitoring of the
dc.relation.referencesenbesieged water vapor on the basis of the processing
dc.relation.referencesenof GNSS data]. Kosmichna nauka i tekhnolohiia
dc.relation.referencesen[Space Science and Technology]. 2011, T. 17, no. 4,pp. 65–73.
dc.relation.referencesenKablak N. I. Suchasni pidkhody do vyznachennia ta
dc.relation.referencesenvykorystannia troposfernykh zatrymok GNSS syhnaliv [Questions of definition that uses of
dc.relation.referencesentropospheric delays of GNSS-signals at the present
dc.relation.referencesenstage of development of satellite technologies are
dc.relation.referencesenconsidered]. Heodeziia, kartohrafiia i
dc.relation.referencesenaerofotoznimannia [Geodesy, Cartography and
dc.relation.referencesenAerial Survey"]. 2009, issue 72, pp. 22–27
dc.relation.referencesenKovorotnyj A. L., Kivva F. V., Goncharenko Ju. V.,
dc.relation.referencesenGorobec V. N., Gorb A.I. Sravnitel'nyj analiz
dc.relation.referencesenmodelej dlja ocenki polnogo vlagosoderzhanija
dc.relation.referencesentroposfery nad Har'kovskim regionom posredstvom
dc.relation.referencesenGPS-izmerenij [The comparative analysis of models
dc.relation.referencesenfor estimation of the total moisture content of the
dc.relation.referencesentroposphere through the GPS measurements over
dc.relation.referencesenKharkov]. Radiofizyka ta elektronika [Radiophysics
dc.relation.referencesenand electronics]. 2014, T. 5(19), no. 4, pp. 21–26.
dc.relation.referencesenMendes V. B., Langley R. B. Tropospheric Zenith Delay
dc.relation.referencesenPrediction Accuracy for Airborne GPS High-
dc.relation.referencesenPrecision Positioning. Proceedings of The Institute of
dc.relation.referencesenNavigation 54th Annual Meeting, Denver, CO,
dc.relation.referencesenU.S.A., 1–3 June 1998, pp. 337–347.
dc.relation.referencesenSchueler T. On Ground-Based GPS Tropospheric Delay
dc.relation.referencesenEstimation Dissertation. T. Schueler. Schriftenreihe73, Studiengang Geodäsie und Geoinformation
dc.relation.referencesenUniversität der Bundeswehr München, February2001. Available at: http://137.193.32.1/ Forschung/TropAC/ docs/phd/index.html.
dc.relation.referencesenVahnin A. V. Primenenie meteorologicheskoj informacii
dc.relation.referencesenv navigacionnyh sistemah GLONASS/GPS:
dc.relation.referencesenMagisterskaja dissertacija [Application of
dc.relation.referencesenmeteorological information in navigation systems
dc.relation.referencesenGLONASS. GPS: Master's thesis]. Vahnin Anton
dc.relation.referencesenVjacheslavovich. Sankt-Peterburg, 2012, 68 p.
dc.relation.referencesenZablotskyi F. D. HNSS-meteorolohiia [GNSS
dc.relation.referencesenmeteorology]. lviv Polytechnic Publishing House,2013, 96 p.
dc.relation.referencesenZablotskyi F., Palianytsia B., Matviienko L., Turchyn N.
dc.relation.referencesenSukha i hidrostatychna skladovi zenitnoi troposfernoi
dc.relation.referencesenzatrymky [On the dry and hydrostatic component of
dc.relation.referencesenzenith tropospheric delay]. Suchas. dosiahn. heodez.
dc.relation.referencesennauky ta vyr-va: zb. nauk. pr. Zakh. heodez. t-va
dc.relation.referencesenUTHK [Modern achievements of geodetic science
dc.relation.referencesenand industry: Coll. Science pr. UTHK Western
dc.relation.referencesengeodetic company]. Lviv Polytechnic Publishing House, 2011, issue II, pp. 92–95.
dc.relation.urihttps://en.wikipedia.org/wiki/Humidity
dc.relation.urihttp://137.193.32.1/
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2018
dc.subjectGPS
dc.subjectабсолютна вологість
dc.subjectтривалість сеансів спостережень
dc.subjectточність положення пунктів
dc.subjectGPS
dc.subjectabsolute humidity
dc.subjectduration of observation
dc.subjectpoints-positioning accuracy
dc.subject.udc528.2
dc.titleThe effect of absolute humidity on GPS-positioning accuracy
dc.title.alternativeВплив абсолютної вологості на точність визначення положення пунктів GPS-приймачами
dc.typeArticle

Files

License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
2.96 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 2018. – Випуск 87