Development of algorithms for the GNSS data processing : their application to the modernized GPS and Galileo scenarios. Desarrollo de algoritmos para el tratamiento de datos GNSS : su aplicación a los escenarios GPS modernizado y Galileo

Nowadays, the major GNSS systems are the american GPS and the russian GLONASS, however, in a near future the european project Galileo and the chinesse system COMPASS will become part of the current GNSS scenario. These systems will transmit for the first time three different frequencies, giving place to a multi-system and multi-frequency scenario which will dramatically push the boundaries of the positioning techniques. Currently, one of the most studied positioning techniques is known as Precise Point Positioning (PPP), which is aimed at estimating precise receiver position from undifferenced GNSS code and carrier phase observations and precise satellite products. In this thesis, some new and original algorithms for static PPP have been developed, which are able to deal with the future multi-system and multifrequency GNSS observations. The new algorithms have been named MAP3. In the new approach, the least squares theory is applied twice to estimate the ionospheric delay, initial ambiguities and smoothed pseudodistances from undifferenced observations, which in turn are used to recover the receiver position and its clock offset. MAP3 provides position estimations with an accuracy of 2.5 cm after 2 hours observation and 7 mm in 1 day, being at the same level as other PPP programs and even better results are obtained with MAP3 in short observation periods. Moreover, MAP3 have provided some of the first results in positioning from GIOVE observations and GPC products. In addition, these algorithms have been applied in the analysis of the inﬂuence of ionospheric disturbances on the point positioning, concluding that the presence of a high ROT (Rate of TEC), observed at equatorial latitudes, reflects a significant degradation of the point positioning from dual-frequency observations. Actualmente, los unicos sistemas globales de navegacion por satelites operativos son GPS y GLONASS, sin embargo, en un futuro cercano el proyecto europeo Galileo y el sistema chino COMPASS entraran a formar parte del actual escenario GNSS. Estos sistemas emplearan por primera vez, tres frecuencias distintas, dando lugar a un escenario multi-frecuencia que revolucionara las tecnicas de posicionamiento. Entre las tecnicas actuales de posicionamiento con GNSS destaca el Posicionamiento Preciso Puntual (PPP), que consiste en determinar la posicion de un receptor a partir de observaciones de codigo y fase no differenciadas y productos precisos. En este trabajo de tesis se han desarrollado unos nuevos y originales algoritmos para PPP estatico, llamados MAP3, capaces de procesar observaciones GNSS multifrecuencia y multi-sistema del futuro escenario GNSS y determinar la posicion de un receptor de forma precisa y exacta. Los algoritmos MAP3 se dividen en dos partes en las cuales se ha aplicado la teoria minimos cuadrados y se han obtenido expresiones explicitas para estimar el retraso ionosferico, ambiguedades de fase inicial y pseudodistancias suavizadas, que se emplean para determinar la posicion del receptor y el offset de su reloj. MAP3 proporciona una estimacion de la posicion con una exactitud de 2.5 cm tras 2 horas de observacion y de 7 mm tras 24 h, resultados que mejoran los obtenidos hasta el momento con otros programas para PPP en periodos cortos de tiempo. Ademas, MAP3 han proporcionado los primeros resultados en el posicionamiento con observaciones GIOVE y productos del GPC. Por otro lado, estos algoritmos se han aplicado al analisis de los efectos de ciertas perturbaciones ionosfericas en el posicionamiento concluyendo que la presencia de un ROT (Rate of TEC) elevado, observado en latitudes ecuatoriales, reﬂeja una degradacion signiﬁcativa del posicionamiento puntual con observaciones doble frecuencia.