Het promotieonderzoek Geometrievrije GNSS Meerduidigheidschatting wordt uitgevoerd door ir. Peter Joosten verbonden aan de TU Delft, Afdeling Geodesie, sectie Mathematische Geodesie en Puntsbepaling (MGP). Het onderzoek wordt uitgevoerd in opdracht van de NCG, Rijkswaterstaat AGI en de TU Delft.

Samenvatting van de probleem- en doelstelling

Snelle en precieze plaatsbepaling met satellietplaatsbepalingsysteem of Global Navigation Satellite Systems (GNSSs) is gebaseerd op draaggolf fase afstandsmeting. Fase afstandsmetingen zijn echter behept met systematische fouten, de zogenaamde meerduidigheden. Door de sectie Mathematische Geodesie en Puntsbepaling is de afgelopen jaren een efficiënte methode ontwikkeld voor de bepaling van deze meerduidigheden. Als de meerduidigheden bepaald zijn, kunnen de fase afstanden voor deze meerduidigheden worden gecorrigeerd en kunnen ze worden beschouwd als zeer precieze afstandsmetingen. Met deze gecorrigeerde fasemetingen is het vervolgens mogelijk zeer precieze posities te bepalen. De invloed van het schatten en vervolgens vasthouden van de fase meerduidigheden op de precisie van de te bepalen posities wordt in onderstaande figuur geïllustreerd.

De huidige methoden voor meerduidigheidschatting maken gebruik van de veranderende satellietontvanger geometrie. In dit onderzoek zal echter een nieuwe methode worden ontwikkeld waarbij de effecten van de satellietontvanger geometrie worden genegeerd. Deze methode heeft een aantal zeer aantrekkelijke aspecten waardoor het onder bepaalde omstandigheden een goed alternatief kan vormen voor de meer gebruikelijke op geometrie gebaseerde methoden.

De geometrievrije methode zal worden geïmplementeerd in de infrastructuur van het Actief GPS Referentie Systeem voor Nederland (AGRS.NL). Bij de ontwikkeling van de methode zullen de volgende onderdelen aan bod komen: de theorie van meerduidigheidschatting, het geometrievrije netwerk model, precieze schatting van atmosferische vertragingen, GNSS-ontwerp aspecten en recursieve vereffenings- en validatiealgoritmen, gebaseerd op Kalman filter en DIA (Detectie, Identificatie en Validatie) procedure. De DIA procedure is het recursieve equivalent van de door MGP ontwikkelde statistische procedures voor de
validatie van klassieke geodetische netwerken.

Formulering van het probleem

Doel van het onderzoek is het ontwikkelen en implementeren van de geometrievrije methode voor het schatten van fasemeerduidigheden voor stationaire en (deels) mobiele arrays van GNSS-ontvangers. Een voorbeeld van een stationair array is het AGRS.NL. Voorbeelden van mobiele arrays zijn voertuigen maar ook ruimtelijke driebenen voor standbepaling en seismische streamers.

De implementatie van de geometrievrije methode moet bovendien in staat zijn om data te verwerken van verschillende typen GNSSs. Bij de implementatie zullen er voorzieningen moeten worden getroffen voor de data van het Amerikaanse GPS, het Russische GLONASS en het nog in ontwikkeling zijnde Europese Galileo.

Naast schattingen van geheeltallige meerduidigheden zullen een aantal andere "producten" beschikbaar moeten worden gemaakt. Het betreft hier met name precieze schattingen voor de satellietontvanger afstanden en de ionosferische vertragingen. Onderzocht moet verder worden of de bekende geometrie van een statische netwerk kan worden gebruikt om ook precieze troposferische vertragingen met de geometrievrije methode te bepalen.

De implementatie van de geometrievrije methode moet tenslotte geschieden conform de bij de MGP ontwikkelde theorie voor data validatie. De implementatie moet in staat zijn fouten in de data te detecteren en identificeren volgens de hierboven genoemde DIA procedure.

De resultaten van het onderzoek zullen worden gepubliceerd in de vorm van artikelen in (internationale) tijdschriften en in de vorm van een proefschrift. Daarnaast wordt gerapporteerd aan de in de inleiding genoemde organisaties.

Het onderzoek is afgerond.