İstasyonlar arası yükseklik farkının GPS konum belirleme duyarlığı üzerine etkisi
Effect of inter-station height difference on GPS positioning precision
Yazar: FATİH KÜRŞAD KURUMAHMUT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. DOĞAN UĞUR ŞANLI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry

Özet:
GPS üç boyutlu konum ve zaman belirleme amacıyla kullanılan ve son yıllarda jeodezi dâhil hayatımızın birçok alanına girmiş bir konum belirleme sistemidir. GPS ile yatay ve düşey konum aynı anda tek bir yöntemle belirlenebilirken bu sistemi de etkileyen bazı hata kaynakları mevcuttur.Bu çalışmada uydu sinyallerinin atmosferden geçerken uğradığı bozulma ve kırılmaların yatay ve düşey konum duyarlığı üzerindeki etkisi araştırılacaktır. Bu çalışmayı yapmak için önce IGS istasyonlarına ait uygun bazlar tespit edilip, bu bazlara ait veriler internetten indirilmiştir. Daha sonra bu veriler akademik bir yazılım olan GIPSY çözüm modeli ile değerlendirilip sonuçlar Microsoft Excel ortamında düzenlenerek incelenmiştir.Tespit edilen bazlar 10?16km uzunlukta, yükseklik farkları ise 50m'den 1630m'ye kadar değişmektedir. Bu bazlar 26 adet olup 24 saat statik yöntem ile veri toplanarak elde edilmiştir.Değerlendirme üç aşamada gerçekleştirilmiştir:İlk değerlendirme, troposfer tabakasının kuzey bileşen üzerindeki etkisini araştırmak amaçlı yapılmıştır. Bunun için öncelikle 24 saatlik 26 baza ait veriler Microsoft Excel ortamında değerlendirilip ortalama bileşen değerleri ve bu değerlere ait karesel ortalama hata bulunup artan yükseklik farklarının kuzey bileşen üzerindeki etkisi incelenmiştir. Sonrasında aynı çalışma 1, 2, 3, 4, 6, 8 ve 12 saatlik veriler üzerinde uygulanıp bu veriler 24 saatlik veriler ile karşılaştırılmıştır.İkinci ve üçüncü değerlendirme, sırasıyla troposfer tabakasının doğu bileşen ile düşey bileşen üzerindeki etkisini araştırmak amaçlı yapılmıştır. Bu çalışma için ilk değerlendirmede uygulanan işlem sırası takip edilmiştir. Son olarak 1, 2, 3, 4, 6, 8 ve 12 saatlik veriler 24 saatlik veriler ile karşılaştırılmıştır.Sonuç olarak gözlem süresi azaldıkça GPS konum belirleme duyarlığının düştüğü ve bundan en çok düşey bileşenin etkilendiği gözlenmiştir. Diğer önemli bir sonuç ise baz noktaları arasında yükseklik farkı arttıkça konum belirleme duyarlığının düşey bileşen için daha da kötüleşiyor olmasıdır. Sayılan faktörler yatay bileşenleri de etkilemekte ve fakat bu etki ihmal edilecek düzeyde (<1cm) kalmaktadır.Anahtar Kelimeler: sürekli GPS uygulamaları, elipsoidal yükseklik farkı, gözlem süresinin uzunluğuna bağlı olarak GPS duyarlığı

Abstract:
GPS, which recently has also become a main element in daily life and especially geodesy, is a three-dimensional triangulation system utilized in both locating time and position. Vertical and horizontal positions can be located simultaneously by a single method via GPS. However, some sources of error exist affecting the certainty of this system.In this project, we will examine the effects of refraction and deterioration of satellite signals on the accuracy of horizontal/vertical position, while passing through atmosphere. To effectuate this project, first we have determined on appropriate bases for IGS Stations and then downloaded suitable data for those bases over the internet. After that, these data has been evaluated by academic software, GIPSY Solution Model, and the results have been analyzed via Microsoft Excel.The selected bases were 10-16km at length and with varying altitudes between 50-1630m. There were a total of 26 bases, which were studied by 24-hour static data collection.Evaluation process has been performed in three phases:First evaluation aimed to investigate the effect of troposphere layer over the north component. To understand this first, the 24-hour data pertaining to 26 bases have been evaluated in Microsoft Excel; then their average component values and corresponding root mean squares have been calculated and finally we have reached a conclusion on the effect of increasing altitudes of bases over north component. Having completed the analysis, the same operation has been applied by 1, 2, 3, 4, 6, 8 and 12-hour data, and the results have been compared with those provided by 24-hour data.The second and the third evaluation aimed to investigate the effect of troposphere layer over east component and vertical component. The same operations in the first evaluation has been performed for this phase too and finally concluded by comparison of 1, 2, 3, 4, 6, 8 and 12-hour data with 24-hour data.Consequently, it has been observed that, as the observation time gets shorter, the GPS positioning accuracy decreases, which mostly affects the vertical component. Another important result is as the altitude difference between base points increases, the positioning accuracy gets even worse especially for the vertical component. The factors mentioned above also effects horizontal components, yet this affect remains at ignorable levels (<1cm).Keywords: continuous GPS applications, ellipsoidal height difference, GPS accuracy depending on length of session