GEPOS CEO ve SKI GPS yazılımlarının özellikleri ve karşılaştırılması
The Properties of GEPOS CEO and SKI GPS softwares and their comparision
Yazar: NURİ SAĞIR
Danışman: DOÇ.DR. ERSOY ARSLAN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Derece: Yüksek Lisans, 1999
Konu: Jeodezi ve Fotogrametri = Geodesy and Photogrammetry
Dizin: Bilgisayar yazılımları = Computer softwares ; Karşılaştırma = Comparison

Özet:
GEPOS CEO ve SKI GPS YAZILIMLARININ ÖZELLİKLERİ ve KARŞILAŞTIRILMASI ÖZET Bu tezin amacı; değişik firmaların üretmiş olduğu bazı GPS alıcısı ve değerlendirme yazılımlarını tanıtmak ve genel özellikleriyle karşılaştırmasını yapmaktır. Özellikle ZEISS firmasının üretmiş olduğu GePoS RD24 alıcısı ve GePoS CEO (Geodetic Positioning system Coordinate Evaluation of Stellite Observations) yazılımı ile LEICA firmasının üretmiş olduğu Leica GPS- System 300 alıcısı ve SKİ (Statik Kinematic Software) yazılımının genel hatlarıyla tanıtılması, RINEX formatındaki datalan değerlendirebilme kabiliyetleri, değişik uzunluktaki bazların elde edilmesi, ambiguity (belirsizlik) çözme güçlerinin ve örnek bir ağdaki dengeleme sonuçlarının karşılaştırılması da amaçlanmıştır. Toplam 56 noktadan oluşan ve en az 1 saatlik statik moddaki ölçülerden elde edilen İstanbul Ana GPS Nirengi Ağı - 1998 ( İGNA 98 ) Projesi'ndeki ilk üç oturuma ait datalar, her iki programda da (GePoS CEO ve SKİ) değerlendirilmiştir. Elde edilen bazlar ve rms (karesel ortalama hata) değerleri tezin uygulama bölümünde verilmiştir. Bunun yamnda oluşan bazlardan 10 noktalı örnek GPS ağının her iki programı kullanarak (ilk üç oturuma ait) WGS84 geodezil sistemdeki geosentrik kartezyen koordinatları elde edilmiştir. Selimpaşa'da bulunan Ülke GPS Ağına ait 34303 nolu noktanın ITRF sisteminde bilinen koordinatları bu dengelemede (tek noktaya dayalı dengeleme) sabit alınmıştır. Her iki programdan elde edilen jeosentrik kartezyen koordinatlar, elipsoidal coğrafi koordinatlar ve karesel ortalama hataları tezin uygulama bölümünde verilmiştir. Uygulamaya alınan örnek projelerden bir diğeri de Zonguldak 96 GPS Projesidir. Bu projede Leica System 300 alıcılarının rinex datalan yamnda Ashtech firmasının üretmiş olduğu Z-12 GPS alıcısının rinex formatındaki datalan da söz konusu her iki programda değerlendirilmiştir Elde edilen değişik uzunluklardaki (gerek İGNA 98 ve gerekse Zonguldak 96 GPS Projelerinde yer alan) baz sonuçlan, programlann rinex data çözebilme kabiliyetleri ve baz çözümündeki performasyonlan uygulama bölümünde karşılaştırmalı olarak tablo ve grafikler halinde verilmiştir. Yukarda belirtilen amaçlan sağlayabilmek için değişik üretici firmalarla irtibata geçilmiş ve GPS alıcı ve değerlendirme programlan hakkında ayrıntılı katalog, broşür ve özellikle değerlendirme yazılmlanmn manual kitaplan sağlanmıştır. Tezin ileriki bölümlerinde görüleceği gibi Günter Seeber'in Satellite Geodesy ( Foundation, Methods, and Applications - Berlin - New York 1993 ) adlı kitabından yararlanılmış ve çok sayıda tablo, grafik ve şekil tezin değişik bölümlerinde kullanılmıştır. Intemet'te değişik adreslerden konu ile ilgili tarama yapılmış, GPS teorisi ve yazılımı ile ilgili resim, grafik ve uygulama örnekleri alınmış ve Internet adresleri de verilmiştir. XProgramların karşılaştırılmasında esas alınan her iki projeye ait baz uzunlukları ve İGNA 98 projesinin bir bölümünden (ilk üç oturumun tamamı ve dördüncü oturumdan da bir baz alınarak oluşan; doğuda Selimpaşa ve Büyükçekmece - Gürpınar, batıda Marmara Ereğlisi ve Değirmenköy, kuzeyde Çatalca ilçesi ve Akören Köyü, güneyde ise Marmara Denizi ile çevrili olan bölgeyi içine alan toplam 10 noktalı örnek GPS ağı esas alınarak) elde edilen noktaların Selimpaşa dalgakıran üzerindeki 34303 nolu noktanın ITRF koordinatları dayalı dengelemede sabit alınarak GePoS CEO ve SKİ yazılım sonuçlarından bulunan WGS84 Jeosentrik Sistemi'ndeki elipsoidal coğrafi koordinat farklarının maksimum, minimum ve ortalama değerleri şu şekilde elde edilmiştir; Uygulamada kullanılan GePoS CEO ve SKİ yazılımlarının değerlendirme hassasiyetindeki başarıları açısından, bilimsel bir yazılım olan Bernesse yazılımı ile karşılaştırıldığında, SKİ yazılım sonuçlarının Bernesse yazılım sonuşlanna daha yakın olduğu görülmüştür. Ayrıca rawdata değerlendirme performansı ve çözüm hızı bakımından SKİ yazılımının büyük bir üstünlüğü sözkonusudur. XI

Abstract:
THE PROPERTIES OF GEPOS CEO AND SKI GPS SOFTWARES AND THEIR COMPARISON SUMMARY Satellite surveying is an interesting application which takes advantage of the NAVSTAR ( NAVigation Satellite Timing And Ranging ) Global Positioning System satellites. Although the satellite system and receiver technology are very complex, the concepts are simple. NAVSTAR GPS system is a constellation of satellites developed by the United States Department of Defense ( USDoD). The constellation was designed to provide continuous global positioning by placing into orbit, around the earth enough satellites so that at least four would be visible at all times, anywhere in the world. It was conceived as a "ranging" or "distance measurement" system from the known positions of satellites in space to unknown positions on land, sea, and in the air. The NAVSTAR GPS system has three segments namely Control, Space and User. The system is monitored by tracking stations at Diego Garcia, Asension Island, Kwajalein and Hawaii, which pass their information to the central control at Colorado Springs, which in turn passes information to each satellite at least once a day. A surveyor can think of the satellites as targets in the sky at known positions. Global Positioning System (GPS) satelitte surveying is a 3-dimensional measurement system besad on observations of L-band single transmitted by NAVSTAR GPS satelites. The observations are processed to determine station positions in an Earthcentred Cartesian coordinate sytem (X,Y,Z). These can be converted to geodetic coordinates ( latitude, longitude, and height above the referenced ellipsiod ) and conventional Eastings and Northings in a local grid. Note that ellipsoid heights are not the same as heights above sea level. xnGPS Dataflow Chart Computer Data-Reduction T True Range Difference In Coordinates Normal Section Azimuth Slope Distance Vertical Angle Between 2 Points Ellipsiod Height Figure ; Access to GPS satellite signal. In this paper, I compared some GPS softwares and receivers from different manufacturers. Especially, I indicated some characteristics of SKI - Static Kinematik Software from Leica and GePoS CEO from Carl Zeiss with their receivers. I calculeted different long baseline and adjustmented a same geodetic network on both programs. You can see all of results in application part. Also, you can seurch the other softwares and receivers on their unique parts and choose which one is best. For these purposes, I collected some catalogues, brochures and linked many GPS manufacturers. However, I searched unique information about GPS, sofwares and receivers on Internet very long time. In addition, end of this studying, I wrote many Internet and e-mail adresses. Our first program is GePoS CEO. Now, I wante to talk about this program briefly. xniGPS hardware and software have led to a significant increase in the implementation of GPS applications in many different domians of surveying. With the aim of extending and supplementing the current range of GPS products, Carl Zeiss has developed the GePoS CEO Program system. The abbreviation CEO stands for "Coordinate Evaluation of Satellite Observations". And GePoS mains Geodetic Positioning System. GePoS CEO is a modula, menu-driver program which permits processing of both standard GPS application and project-orieted, high-precision GPS network solutions. In addition to incorporation of GPS receivers from Carl Zeiss and ASHTECH, an integrated RINEX interface is available as an option to process data from other types of receiver. In addition to GPS receivers from Carl Zeiss and ASHTECH, the GePoS system also possible to incorporate a preprocessed baseline, for example from the ASHTECH GPPS software. Our second program is SKI from Leica. SKI is an easy-to-use, highly-automed software package with impressive grahics. It covers all aspects of GPS surveying and complements Leica GPS Sensors and Controllers. SKI runs under Microsoft Windows and is built out of different componenets in a clear logical way. Although SKI is a production software designed for fast, accurate processing of measurements with a minimum of operator commands, it still provides the advanced user with ample scope for individual control and data analysis. SKI will process any type of GPS data: code only, phase only, code and phase, LI only, L2 only, L1+L2. It's primary purpose, however, is to process dual-frequency observations from Leica GPS Sensor. I used these two sofware and found some differanceses between performance and easy applications. Two GPS project were used for these purposes. First of all is a small part of Istanbul Main GPS Network 98 (İGNA 98) and the other is some different long baseline of Zonguldak 96 GPS Network Project. Results of calculeting baseline and network adjustmend are presend in application part of this paper. Unlike many other GPS program systems such as SKI, a major feature of GePoS is the fact that data processing is based on undifferentiated observations. This approach offers the significant advantage that all types of observation available in GPS (C/A code, P code or Y code, and carrier phases on both frequencies) can be included. I found that SKI is faster and useful than GePoS CEO. Becouse, SKI is runs Microsoft Windows and it has got graphics windows. That's way SKI is an easy-to- use. When calculation baseline you can see collection data of ayn receiver on graphic menu. You can calculate any number and type of baseline which one is you wante instead of rawdata importing in different session. End of baseline computing you can see your geodetic network with basline. But in GePoS CEO, there isn't any graphics menu. You must be very careful when using it. Becouse, you must be XIVallways with a lot of numbers of obsevations times, observer name, sessions, points and ect. However, with the AROF Ambiguity Resolution On the Fly option, SKI can process kinematic mesurements without a static initialization. The other advantage of SKI is you can critic full statistical analysis on graphic menu. Unlike SKI the feature of GePoS CEO is you can choose a new receiver from database with mouse click and enter a new type of any receiver. The baseline and kartesien coordinate were measured by using the both software SKI and GePoS CEO. The coordinate and baselin differences of two project (IGNA 98 and Zonguldak 96 GPS Network), simultaneously used both software, are calculated and the consequences obtained are compiled in the form of tables of application part. The mean coordinate differences of ellipsoidal geographical coordinates in WGS84 Geodetic Coordinat System stemmed from comparing the both software obtained as follws: So, I learned by bitter experience that; for accurate, efficent production work, post processing sofware is equally as important as receiver hardware. XV