Mevsimsel değişimlerin GNSS konum doğruluğu üzerindeki etkilerinin araştırılması
Investigating of the effects of seasonal changes on GNSS positioning accuracy
Yazar: SELİN BENGÜL
Danışman: PROF. DR. UĞUR DOĞAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geomatik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Doğruluk = Accuracy ; Mevsimsel etki = Seasonal effect

Özet:
Küresel Uydu Konumlama Sistemi (Global Navigation Satellite System, GNSS) koordinat zaman serilerine donanımsal hata kaynaklarının yanı sıra çevresel faktörler de etki etmektedir ve bu etkilerin başında mevsimsel değişimler gelmektedir. Sıcaklık ve yağış etkisinin artması ile değişen iklim koşullarının GNSS sinyallerine etkisinin araştırılması günümüzde önemli bir araştırma konusu haline gelmiştir. Bu etkilerin belirlenmesinde akademik yazılımların yanı sıra, kullanıcılara yüksek duyarlıklı konum bilgisi elde etme imkânı sunan internet tabanlı GNSS veri değerlendirme servisleri de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmada, iklim değişimlerinin GNSS konum doğruluğu üzerindeki etkileri ve bu etkilerin incelenmesinde internet tabanlı GNSS değerlendirme servislerine ilişkin doğrulukların belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç kapsamında, yıllık iklim değişim raporları dikkate alınarak sıcaklık ve yağış miktarının en az ve en yoğun olduğu bölgelerde bulunan Türkiye Ulusal Sabit GNSS İstasyon Ağı (TUSAGA-Aktif)'na ait 19 GNSS istasyonunun 2017-2021 yılları arasındaki GNSS verileri kullanılmıştır.
İyonosferden kaynaklanan hataların minimum seviyede olması dikkate alınarak seçilen yıllardaki her ay için iyonosfer aktivitesinin en az olduğu üç günlük veri, gözlem verisi olarak belirlenmiştir. Mevsimsel değişimlerden kaynaklı etkilerin belirlenmesinde AUSPOS (Australian Online GPS Processing Service) ve CSRS-PPP (Canadian Spatial Reference System – Precise Point Positioning) internet tabanlı GNSS veri değerlendirme servislerinin doğruluk performanslarının belirlenmesi için bu servislerden elde edilen istasyonlara ilişkin konumların zamansal değişimleri ile Bernese v5.2 yazılımından elde edilen sonuçlar karşılaştırılmış ve servislerden elde edilen koordinatların toposentrik sistemde Kuzey-Güney, Doğu-Batı ve Yükseklik bileşenleri için RMS (Root Mean Square Error) değerleri hesaplanmıştır.  
AUSPOS servisinden K-G bileşeninde [1.46-2.29] mm ve ortalama 1.73 mm, D-B bileşeni [1.31-3.19] mm ve ortalama 1.99 mm, Yükseklik bileşeni [3.43-11.10] mm aralığında ve ortalama 5.76 mm doğruluk elde edilmiştir. CSRS-PPP servisinden K-G bileşeninde [1.24-2.44] mm ve ortalama 1.66 mm, D-B bileşeninde [1.31-3.98] mm ve ortalama 2.30 mm, Yükseklik bileşeninde [2.59-8.82] mm aralığında ve ortalama 4.04 mm doğruluk elde edilmiştir. AUSPOS servisi yatay doğruluğu 2.64 mm, CSRS-PPP servisi yatay doğruluğu ise 2.84 mm olup AUSPOS servisinin yataydaki doğruluğunun CSRS-PPP servisinden daha yüksek olduğu, düşeyde ise CSRS-PPP servisinin daha yüksek doğruluğa sahip olduğu tespit edilmiştir. 
Elde edilen sonuçlara göre, AUSPOS servisinden üretilen sonuçların CSRS-PPP servisine kıyasla, Bernese v5.2 yazılımı ile daha uyumlu olduğu görülmüştür. Bu çalışma ile mevsimsel değişimlerin GNSS ölçüleri üzerindeki etkilerinin araştırılmasında internet tabanlı GNSS veri değerlendirme servislerinin de bir alternatif olarak kullanılabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
Global Satellite Positioning System (GNSS) coordinate time series can be affected by errors due to hardware. In addition to these hardware errors, environmental factors also affect the GNSS and seasonal changes are at the forefront of these effects. Nowadays, investigation of the effect of changing climatic conditions on GNSS signals with the increase in temperature and precipitation has become an important research topic In determining these effects, besides academic software, internet-based GNSS data evaluation services, which provide users with the opportunity to obtain high-precision location information are also widely used. 
In this study, it is aimed to determine the effects of climate changes on GNSS location accuracy and to determine the accuracy of internet-based GNSS assessment services in examining these effects. For this purpose, the GNSS data of 19 GNSS stations of the Real Time Turkey National Stable GNSS Network (TUSAGA-Active) between the years 2017-2021, located in the regions where the temperature and precipitation are the least and most intense, were used, taking into account the annual climate change reports. 
Considering that the errors caused by the ionosphere are minimal, three days of data with minimal ionosphere activity for each month in the selected years are determined as observation data. AUSPOS (Australian Online GPS Processing Service) and CSRS-PPP (Canadian Spatial Reference System – Precise Point Positioning) for determining the accuracy performance of internet-based GNSS data evaluation services The temporal changes of the positions related to the stations obtained from the services and the results obtained from the Bernese v5.2 software were compared and the coordinates obtained from the services were North-South in the topocentric system, RMS (Root Mean Square Error) values were calculated for East-West and Height components.
[1.46-2.29] mm and average 1.73 mm in K-G component from AUSPOS service, D-B component [1.31-3.19] mm and average 1.99 mm, The height component was in the range of [3.43-11.10] mm and an average accuracy of 5.76 mm. [1.24-2.44] mm and average 1.66 mm in K-G component from CSRS-PPP service, [1.31-3.98] mm in D-B component and 2.30 mm in average, An average accuracy of 4.04 mm was obtained in the height component in the range of [2.59-8.82 ] mm. AUSPOS service is horizontal accuracy 2.64 mm and CSRS-PPP service horizontal accuracy is 2.84 mm and the accuracy of AUSPOS service in the horizontal is higher than the CSRS-PPP service, In the vertical, it has been determined that the CSRS-PPP service has higher accuracy.
According to the results obtained, it was seen that the results produced from the AUSPOS service were more compatible with the Bernese 5.2 software compared to the CSRS-PPP service. In this study, it has been shown that internet-based GNSS data assessment services can be used as an alternative in investigating the effects of seasonal changes on GNSS measures.