Developing modeling strategies to increase PPP accuracy
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, HARİTA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ADEM GÖKHAN HAYAL
Danışman: Doğan Uğur Şanlı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Hassas konum belirlemeye olan ihtiyaç özellikle deformasyon belirleme çalışmaları gibi jeodezik çalışmalarda konum belirleme cihazlarındaki gelişmelere paralel olarak artmaktadır. Günümüzde GPS en yaygın olarak kullanılan üç boyutlu konum belirleme tekniğidir. Fakat, güvenilir konum veya deformasyon oranı bilgilerini belirli bir doğrulukta elde edebilmek için araştırmacıların arazi çalışmalarını planlamadan önce GPS'nin doğruluğunu bilmeleri gerekir. Bu yüzden GPS konum belirleme doğruluğunun tahmin edilmesi araştırmacılar için son zamanlarda önemli bir çalışma alanı olmuştur. Başlangıçtaki çalışmalar genelde en hassas konum belirleme yöntemi olan statik GPS gözlemlerinin doğruluğunun belirlenmesi üzerine olmuştur. Son zamanlarda Hassas Nokta Konumlama Tekniği (PPP) rölatif konumlama tekniğine (RP) alternatif ortaya çıkmıştır. Yaygın olarak kullanılan RP tekniğinden farklı olarak PPP tekniğinde sadece bir GPS alıcısı kullanır ve bu durum PPP tekniğini daha verimli ve ekonomik yapar. GPS verilerinin değerlendirilmesi için ise GIPSY/OASIS II (veya GIPSY) yazılımı BERNESE ve GAMIT gibi yazılımlar arasında öne çıkmaktadır. PPP doğruluğuna etki eden parametrelerin belirlenmesi için çeşitli çalışmalar yapılmış ve gözlem süresi Sanli ve Engin [1], Sanli ve Tekic [2], Ozturk ve Sanli [3] gibi araştırmacılar tarafından en anlamlı parametre olarak bulunmuştur. Sabit ve 24 saat gözlem yapan GPS istasyonları en doğru konum bilgilerini sunmasına rağmen finansal ve diğer sebeplerden dolayı kampanya veya dönemsel GPS ölçülerini dikkate almamız gerekmektedir. Bu yüzden, özellikle gözlem süresine dayalı GPS konumlama doğruluğunun tahmin edilmesi ölçüm planlama çalışmalarında faydalı olacaktır. Daha önceki GIPSY PPP çalışmalarında NASA JPL'nin legacy ürünleri ve GIPSY versiyon 4.0 kullanılmış ve RP'ye göre daha kaba sonuçlar elde edilmiştir. JPL Ağustos 2007'de yeni modelleme ve analiz stratejilerinin kullanıldığı gelişmiş ürünlerini yayınlamaya başlamıştır. Bu yeni gelişmeler GIPSY versiyon 5.0 ve sonraki versiyonlara dahil edilmiştir. JPL'nin getirdiği ana gelişmeler yeni yörünge ve saat belirleme stratejisi, ikinci derece iyonosfer modelleme ve tek istasyon iyonosfer çözümüdür. JPL'nin legacy ürünleri artık mevcut değildir ve bu yüzden Sanli ve Tekic [2] tarafından geliştirilen PPP doğruluğu modeli günümüzde artık geçerli değildir. GPS PPP'nin doğruluğunu mevcut en güncel GIPSY versiyonunu (versiyon 6.3) kullanarak analiz etmek için Sanli ve Tekic [2] tarafından kullanılan IGS istasyonlarının yine aynı zaman dilimine ait (Ocak 2008) GPS gözlem verileri test edilmiştir. PPP doğruluğu kuzey, doğu ve düşey konum bileşenleri için sırasıyla S_n=7.8⁄√T mm, S_e=6.8⁄√T mm ve S_v=29.9⁄√T mm olarak yeniden formüle edilmiştir, bu modele güncel PPP doğruluğu modeli adı verilmiştir. Beklenildiği gibi bu sonuçlar mevcut konumlama doğruluğunun anlamlı bir şekilde iyileştiğini göstermiştir. Bunlara ek olarak, PPP doğruluğu yine aynı IGS istasyonları fakat daha güncel (Ocak 2014) 10 günlük GPS verileri kullanılarak revize edilmiştir. Sonuç olarak revize edilmiş PPP doğruluğu modeli S_n=5.9⁄√T mm, S_e=7.0⁄√T mm ve S_v=22.1⁄√T mm olarak formüle edilmiştir. Bu model, sonuçları yukarıda bahsedilen güncel model sonuçlarına yakın değerler sağlamış, ayrıca Sanli ve Tekic [2] modeli kuzey, doğu ve düşey konum bileşenleri için sırasıyla 56%, 66% ve 46% oranlarında iyileştirilmiştir. Ayrıca daha iyi ve güvenilir bir model geliştirebilmek için polinomsal ve logaritmik denklemler test edilmiştir. Fakat Sanli ve Tekic [2] tarafından sunulan modelin yine daha iyi sonuçları türettiği görülmüştür. Yukarıda bahsedilen sonuçlar global olarak dağılmış 11 IGS istasyonu ve bu istasyonlara ait 10 ardışık gözlem gününe ait GPS verileri kullanılarak elde edilmiştir. Oysa ki GPS istasyon sayısını artırmanın ve güncel GPS verisi kullanmanın daha iyi bir model geliştirmek ve daha güvenilir doğruluk elde edebilmek için gerekli olduğu düşünülmektedir. Ayrıca PPP doğruluğunun ekvatoral bölge ve kuzey ve güney yarım küreler için orta ve yüksek enlemli alanları kapsayacak şekilde bölgesel olarak da analiz edilmesinin gerekli olduğuna karar verilmiştir, bu amaçla 67 global olarak dağılmış sürekli gözlem yapan GPS istasyonu bu çalışma için seçilmiştir. 10 ardışık güne ait GPS gözlem verileri ve mevcut model denklemleri kullanılarak PPP doğruluğu sonuçları S_n=6.2⁄√T mm, S_e=6.6⁄√T mm ve S_v=21.7⁄√T mm olarak elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre bu model denklemleri öncekilerden daha güvenilirdir ve arazi çalışmaları planlanırken tercih edilmelidir. Bölgesel doğruluk model sonuçları tezin sonuç kısmında verilecektir.