Badania nad nowymi algorytmami i opracowanie metodyki wykorzystania obserwacji z europejskich systemów nawigacyjnych Galileo i EGNOS w precyzyjnym wyznaczaniu pozycji

konkurs NCN PRELUDIUM 2, ogłoszony 15 września 2011 r., 2011-2014

panel: ST 10

kierownik projektu: dr inż. Jacek Paziewski, Instytut Geodezji, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Głównym celem projektu było opracowanie algorytmów umożliwiających precyzyjne wyznaczanie pozycji na podstawie łącznego opracowania obserwacji z niezależnych systemów globalnego satelitarnego pozycjonowania (GNSS-Global Navigation Satellite System). Oprócz powszechnie znanego amerykańskiego systemu GPS, w badaniach wykorzystywane są również obserwacje z powstającego europejskiego systemu Galileo oraz obserwacje z systemów satelitarnego wspomagania pozycjonowania EGNOS i WAAS. Stworzone algorytmy umożliwiają wykorzystanie większej liczby sygnałów, co pozwala na poprawę dokładności satelitarnego pozycjonowania.

Wykorzystywanie jednego systemu globalnego satelitarnego pozycjonowania nierzadko prowadzi do sytuacji, kiedy niemożliwe jest wyznaczenie pozycji ze względu na niedostateczną liczbę widocznych satelitów, np. w terenie zurbanizowanym. Dzięki algorytmom umożliwiającym łączne opracowanie obserwacji z kilku niezależnych systemów, możliwe będzie wyznaczenie precyzyjnej pozycji tam, gdzie wcześniej nie było to możliwe.

Opracowanie metodologii i algorytmów do precyzyjnego wyznaczania pozycji z wykorzystaniem europejskich systemów nawigacyjnych Galileo i EGNOS umożliwiają także skrócenie wymaganej długości czasu rejestracji obserwacji satelitarnych z zachowaniem, a nawet ze zwiększeniem, dostępności, dokładności i wiarygodności rozwiązania. Możliwe jest bardzo szybkie uzyskanie pozycji z dokładnością subcentymetrową. Opracowane algorytmy będą mogły znaleźć zastosowanie wszędzie tam, gdzie potrzebne jest uzyskanie dokładnej i wiarygodnej pozycji użytkownika a więc między innymi w geodezji, geodynamice, systemach informacji przestrzennej, pomiarach inżynierskich w budownictwie i wielu innych. 

Szczegółowe wyniki projektu zawarte są w poniższych publikacjach naukowych:

1. Paziewski J, Wielgosz P, 2014a, Accounting for Galileo-GPS inter-system biases in precise satellite positioning, Journal of Geodesy, online first, DOI 10.1007/s00190-014-0763-3
2. Paziewski J., Wielgosz P., 2014b, Assessment of GPS + Galileo and multi-frequency Galileo single-epoch precise positioning with network corrections, GPS Solutions, Vol. 18, Issue 4, pp 571-579, DOI 10.1007/s10291-013-0355-3
3. Paziewski J, Krukowska M, 2014, Ultra szybkie statyczne pozycjonowanie GNSS z zastosowaniem systemów GPS i Galileo, Biuletyn WAT Vol. LXIII, nr 2
4. Paziewski J., Stępniak K., 2014, New On-line System for Automatic Postprocessing of Fast-static and Kinematic GNSS Data, In: International Conference on Environmental Engineering (ICEE) Selected papers, The 9th International Conference “Environmental Engineering” 22–23 May 2014, Vilnius, Lithuania, http://dx.doi.org/10.3846/enviro.2014.235
5. Wielgosz P., Krukowska M., Paziewski J., Krypiak-Gregorczyk A., Stępniak K., Kapłon J.,Sierny J., Hadaś T., Bosy J., 2013, Performance of ZTD models derived in near real-time from GBAS and meteorological data in GPS fast-static positioning, Measurement Science and Technology 24 doi:10.1088/0957-0233/24/12/125802
6. Paziewski J., Wielgosz P., Krukowska M., 2013, Application of SBAS pseudorange and carries phase signals to precise instantaneous single-frequency positioning, Acta Geodynamica et Geomaterialia, v. 10, No. 4(172), pp. 421-430
7. Cellmer S., Paziewski J., Wielgosz P., 2013, Fast and precise positioning using MAFA method and new GPS and Galileo signals, Acta Geodynamica et Geomaterialia, v. 10, No. 4(172)

Wyniki prezentowane były również na szeregu konferencji naukowych:

1. J .Paziewski, P. Wielgosz, K. Stepniak, Problem kalibracji Inter System Bias w integracji systemów GPS i Galileo, Konferencja Sekcji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badań Kosmicznych i Satelitarnych Polskiej Akademii Nauk "Satelitarne metody wyznaczania pozycji we współczesnej geodezji i nawigacji", 24-27.09.2013, Kraków
2. Paziewski J., Wielgosz P., Stepniak K., Sieradzki R.,. Accounting for inter-system biases between Galileo and GPS in precise relative positioning, IAG Scientific Assembly 2013, 1-6.09.2013, Postdam, Germany
3. J. Paziewski, P. Wielgosz, M. Krukowska, R. Sieradzki, Estimation of Galileo-IOV and GPS inter system bias – first results, European Geosciences Union General Assembly 2013 Vienna Austria 7-12 April 2013
4. P. Wielgosz, J. Paziewski, M. Krukowska, K. Stępniak and A. Krypiak – Gregorczyk, Performance of ultra-fast positioning supported by GBAS: ASG-EUPOS case study with unfavorable network-user geometry, European Geosciences Union General Assembly 2013 Vienna Austria 7-12 April 2013
5. S. Cellmer, Z. Rzepecka, J. Rapinski, P. Wielgosz, J. Paziewski, Search procedure in MAFA-UWM method in the case of many satellites, European Geosciences Union General Assembly 2013 Vienna Austria 7-12 April 2013
6. P. Wielgosz, J. Paziewski, M. Krukowska, K. Stępniak, A. Krypiak-Gregorczyk, Wybrane aspekty integracji obserwacji GPS oraz Galileo w precyzyjnym pozycjonowaniu, Ocena jakości satelitarnego pozycjonowania w czasie rzeczywistym oraz bezpieczeństwo nawigacji" WSOSP Dęblin, 19‐21 marca 2013
7. S. Cellmer, J. Paziewski, P. Wielgosz, Fast and precise positioning using MAFA method and new GPS and Galileo signals, 13th Czech-Polish Workshop "On Recent Geodynamics Of The Sudety Mts. And Adjacent Areas„ November 22-24, 2012 Wroclaw, Poland
8. J. Paziewski, P. Wielgosz, M. Krukowska, Application of SBAS pseudorange and carrier phase signals in precise GNSS positioning, 13th Czech-Polish Workshop "On Recent Geodynamics Of The Sudety Mts. And Adjacent Areas„ November 22-24, 2012 Wroclaw, Poland
9. J. Paziewski, K. Stępniak, P. Wielgosz, M. Krukowska, A. Krypiak-Gregorczyk, Ocena możliwości poprawy wiarygodności precyzyjnego ultraszybkiego pozycjonowania w trudnych warunkach obserwacyjnych przy ścisłej integracji opracowania obserwacji GPS i Galileo, II Konferencja Użytkowników ASG-EUPOS, 20-21 listopada 2012 roku Katowice.
10. J. Paziewski, K. Stępniak, P. Wielgosz, M. Krukowska, A. Krypiak-Gregorczyk, Ocena wiarygodności rozwiązania nieoznaczoności w precyzyjnym ultraszybkim pozycjonowaniu z wykorzystaniem systemów GPS i Galileo, Konferencja WGiK PW i KG PAN: "Współczesne problemy podstawowych sieci geodezyjnych, a problemy definiowania krajowych układów odniesienia", 18 i 19 października 2012 roku, Grybów
11. J. Paziewski, P. Wielgosz, M. Krukowska, K. Stępniak, A. Krypiak-Gregorczyk, Precyzyjne pozycjonowanie GPS+Galileo z jednej epoki obserwacyjnej wsparte sieciowymi poprawkami atmosferycznymi, Satelitarne Metody Wyznaczania Pozycji We Współczesnej Geodezji I Nawigacji, CBK PAN 13-15 września 2012 Warszawa
12. J. Paziewski, P. Wielgosz, A. Krypiak-Gregorczyk, K. Stępniak, M. Krukowska, J. Kapłon, J. Sierny, T. Hadaś, J. Bosy, 2012, Fast-static GPS positioning with external tropospheric corrections derived in near real-time, IGS Workshop 23-27 lipca 2012, UWM Olsztyn
13. J. Paziewski, K. Stepniak, P. Wielgosz, A. Krypiak-Gregorczyk, M. Krukowska, Multi-GNSS precise single-epoch positioning, EGU General Assembly 2012, Wiedeń, Austria
14. P. Wielgosz, J. Paziewski, K. Stepniak, M. Krukowska, J. Kaplon, J. Sierny, T. Hadas, J. Bosy, Application of NTR ZTD estimates from GBAS network to improve fast-static GNSS positioning, EGU General Assembly 2012, Wiedeń, Austria
15. J. Paziewski, 2011, Combined GPS and EGNOS/WAAS positioning. Invited presentation at the Department of Civil and Environmental Engineering and Geodetic Science of The Ohio State University, Columbus, USA, 14 December 2011
16. P. Wielgosz, J. Paziewski, K. Stępniak, 2011, Combined GPS and GALILEO instantaneous precise positioning. AGU Fall Meeting, 5-9 December 2011, San Francisco, California, USA