Het effect van de ionosfeer
op precieze GPS-puntsbepaling
1-5
Langer meten door maximum in zonnevlekcyclus
positioning, gps, theory
puntsbepaling, gps, theorie
Sinds 1997 nemen de systematische fouten in GPS-
metingen merkbaar toe als gevolg van een toename van
de activiteit in het elektrisch geladen deel van de aardse
atmosfeer: de ionosfeer. De oorzaak hiervan ligt in een
toename van de activiteit van de zon, die dit jaar zijn
maximum zal bereiken. In dit artikel wordt de fout ten
gevolge van de voortplanting van het GPS-signaal door
de ionosfeer nader verklaard. Het ionosfeereffect is voor
met name GPS-puntsbepaling over lange afstanden
de grootste foutenbron. Bij de sectie Mathematische
Geodesie en Puntsbepaling aan de afdeling Geodesie van
de TU Delft wordt daarom onderzoek verricht naar de
modellering van de ionosfeer en de invloed van iono-
sferische vertraging op GPS-metingen. Mede in verban
d met de verdere ontwikkeling van het Actief GPS
Referentiesysteem in Nederland (AGRS.NL) wordt dit
onderzoek door het Kadaster gefinancierd.
GPS-puntsbepaling waarbij de hoog
ste (mm-cm) precisie van de coördina
ten is vereist, berust op een relatieve
meetopzet: met minimaal twee ont
vangers wordt gelijktijdig naar mini
maal vier satellieten gemeten [1].
Door het nemen van zogenaamde
dubbelverschil-combinaties van waar
nemingen worden belangrijke fouten
bronnen geëlimineerd of gereduceerd.
Belangrijke fouten die de GPS (fase-
en code-) metingen beïnvloeden, zijn
naast klokfouten (van satelliet en ont
vanger) onder meer fouten ten gevolge
van de voortplanting van het signaal
door de atmosfeer van de aarde.
De metingen van de draaggolffase van
het GPS-signaal zijn uiterst precies en
daarom veel geschikter voor geode
tische toepassingen dan de minder
nauwkeurige code- (of pseudo-range-)
metingen. Het nadeel van deze fase-
ir. D. Odijk,
afdeling
Geodesie,
TU Delft.
metingen is dat ze zijn behept met een onbekende, maar in
de tijd constante meerduidigheid. Om de onbekende basis
lijncoördinaten (tezamen met de fase-meerduidigheden)
met mm-cm precisie te kunnen bepalen, zal in de regel lang
(d.w.z. meer dan een half uur) moeten worden gemeten.
Echter, het nemen van dubbele verschillen van de fasemetin
gen heeft het belangrijke gevolg dat de meerduidigheden
geheeltallige grootheden worden. En van deze eigenschap
wordt gebruikgemaakt om toch binnen korte waarne
mingstijden zeer nauwkeurige coördinaten te verkrijgen.
Met behulp van speciale algoritmen is het mogelijk de ge
heeltallige meerduidigheden snel en efficiënt te schatten.
En indien deze geschatte meerduidigheden de juiste blijken
te zijn, kunnen wp een (nieuwe) vereffening uitvoeren,
waarbij de meerduidigheden niet meer onbekend zijn, zo
dat de basislijncomponenten met een hoge precisie kunnen
worden geschat.
De in de praktijk veelvuldig gebruikte snelle meetmetho
den, zoals (real timp) kinematisch en 'on-the-fly', berusten
dan ook op snelle bepaling van de geheeltallige meerduidig
heden.
Fig. 1.
Indeling van de
atmosfeer voor
GPS-metingen.
113
GEODESIA
2000-3
KEYWORDS
TREFWOORDEN
20000 kir
J
Plasmasphere
1000 km
Electron density
Ionosphere
80 km
50 km
9-16 km
0 km
Temperature
l water vapour
night noon
Stratosphere
Tropopause
Troposphere
ground proximity
effects
