GPS PPPdoğruluğunun iklimsel ve enlemsel etkiler dikkate alınarak araştırılması
Investigation of GPS PPP accuracy by considering climatic and latitudinal effects
Yazar: AZİZ SARAÇOĞLU
Danışman: PROF. DR. DOĞAN UĞUR ŞANLI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Enlem = Latitude ; GPS = Global Positioning System ; Konum = Location ; İklimsel faktörler = Climatic factors

Özet:
Son yıllarda yapılan çalışmalarda meteorolojik mevsimlerin GPS konum doğruluğu üzerindeki etkisinin varlığı ortaya konulmuştur. Bu etki, GPS konum doğruluğunun sadece oturum süresine bağlı olduğu geleneksel doğruluk modeli formülasyonunu değiştirmiştir. Ancak mevsimsel faktörlerin konum doğruluğuna olan etkisi ortaya konulmasına rağmen, mevcut doğruluk modelinde giderilmesi gereken birtakım parametrelerin (yani etkilerin) olduğu gözlenmiştir. İlk olarak, mevcut doğruluk modeli oluşturulurken tektonik hareketlerin ve yükleme kaynaklı deformasyonların etkisinin zaman serilerinden giderilmediği gözlenmiştir. Ayrıca iklim bölgeleri yeterli ve eşit sayıda istasyon ile temsil edilmediğinden dolayı mevcut model ağı seyrek ve dağınık bir yapıya sahiptir. Son olarak kullanılan iklim sınıflandırması, gerçek meteorolojik iklim verilerine dayanmamaktadır. Mevcut doğruluk modelinde yer alan söz konusu parametrelerin yeni bir doğruluk modeli kestirimi gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmanın amacı meteorolojik etkilerin hem global, hem iklimsel hem de enlemsel ölçütlerde GPS-PPP doğruluğu üzerindeki değişiminin kapsamlı bir şekilde araştırılmasıdır. Bu amaç doğrultusunda hem global yaklaşım hem de iklimsel ve enlemsel sınıflandırma olmak üzere bölgesel yaklaşım göz önüne alınarak seçilen 50 IGS noktasının 2016-2020 yıllarının her bir ayına ait 5 günlük RINEX verileri kullanılmıştır. Veriler NASA JPL tarafından geliştirilen GipsyX yazılımı ile değerlendirilmiştir. Analizler sonucunda global yaklaşımlı, bölgesel yaklaşımlı ve mevsimsel yaklaşımlı doğruluk modelleri geliştirilmiştir. Global yaklaşımlı doğruluk modeli 50 IGS istasyonunu içeren tüm ağdan elde edilen sonuçlardan oluşmaktadır. Bölgesel yaklaşımlı doğruluk modelleri iklimsel ve enlemsel sınıflandırmaya bağlı olarak 5 farklı iklim bölgesi ve 3 farklı enlem bölgesini temsil etmektedir. Mevsimsel yaklaşımda ise ilkbahar, yaz, sonbahar ve kış olmak üzere global ölçekli ağdan 4 mevsime ait doğruluk modeli belirtilmektedir. Sonuç olarak geliştirilen yeni modelde kuzey-güney, doğu-batı ve yükseklik bileşeninde sırasıyla %50, %68 ve %94 oranında iyileşme sağlandığı ve mevcut doğruluk modelinin yeniden formüle etme gerekliliği ortaya çıkmıştır.

Abstract:
In recent studies, the existence of the effect of meteorological seasons on GPS positioning accuracy has been revealed. This effect has changed the traditional accuracy model formulation, where GPS position accuracy depends only on observation session. Although the effect of seasonal factors on the position accuracy was revealed, there were a number of parameters (i.e. influences) that needed to be eliminated in the current accuracy model. Firstly, it was observed that the effect of tectonic movements and loading deformations was not eliminated from the time series when constructing the available accuracy model. In addition, due to the fact that climatic zones are not represented by an adequate and equal number of stations, the existing model network has a sparse and scattered structure. Finally, the climate classification used is not based on the actual meteorological climate data. The parameters contained in the existing accuracy model have revealed the need for a new accuracy model estimation. The aim of this study is to thoroughly investigate the change of meteorological effects on the GPS-PPP accuracy in global, climatic and latitude criteria. For this purpose, 5-day RINEX data from 50 IGS stations for each month of the period 2016-2020 were selected, taking into account global and regional approaches, including climatic and latitudinal classifications. The data was processed using GipsyX software developed by NASA JPL. As a result of the analyzes, accuracy models with global approach, regional approach and seasonal approach were developed. The global approximation accuracy model consists of the results obtained from the entire network, which includes 50 IGS stations. Accuracy models with a regional approach represent 5 different climatic zones and 3 different latitude zones, depending on the climatic and latitudinal classification. In the seasonal approach, the accuracy model for 4 seasons were specified from the global scale network, namely spring, summer, autumn and winter. As a result, the improvement of the north-south, east-west and elevation components of %50, %68 and %94 respectively, was achieved in the new model developed, and the need to reformulate the existing accuracy model emerged.