Performance Analysis of Precise Point Positioning (PPP) Technique in Antarctica Continent

Antarktika Kıtasında Hassas Nokta Konumlama (Precise PointPositioning-PPP) Tekniğinin Performansının İncelenmesi

Abstract

It is of great importance to observe the climate changes that occur in the polar regions with the effectof global warming, to better reveal the atmospheric physics, and to continuously monitor thedeformations and tectonic movements in the glaciers. In this context, GNSS (Global Navigation SatelliteSystem) and remote sensing satellites are widely used in the monitoring of global disasters. As one ofthe most fundamental components of GNSS, GPS satellites have inclined orbits 55 with respect to theequator, therefore around the zenith direction the satellite observations are limited in the polarregions. Also, the daylight duration and weather conditions vary greatly in the polar regions in summerand winter times. For these reasons, eliminating the effects of atmospheric errors on GPSmeasurements in polar regions is much more crucial. In this study, the performance of PPP techniquein Antarctica Continent was investigated. For this purpose, the daily observations with 30-secondsampling rates from different seasons belong to HUGO and HOWE continuous GPS stations of UNAVCOin the Continent, were processed with static and kinematic PPP methods. In the study, Canadian SpatialReference System-Precise Point Positioning (CSRS-PPP) online service, and RTKLIB, an open sourceacademic software, were used. In results of the study, it is seen that the coordinates obtained with PPPtechnique have differences with the known coordinates of the points obtained from the AUSPOS onlinerelative positioning service are in millimeter for static solutions and in centimeter for kinematicsolutions, respectively.

Özet

Küresel ısınmanın etkisi ile kutup bölgelerinde meydana gelen iklim değişikliklerinin takibi, atmosfer fiziğinin daha iyi ortaya konulabilmesi, buzullardaki deformasyonların ve tektonik hareketlerin sürekli olarak izlenmesi büyük bir öneme sahiptir. Bu kapsamda GNSS (Global Navigation Satellite SystemKüresel Navigasyon Uydu Sistemi) ve uzaktan algılama uyduları küresel çaptaki afetlerin izlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. GNSS’i oluşturan uydu sistemlerinin en temel parçası olan GPS uydularının yörüngelerinin ekvatora göre 55 eğime sahip olmasından dolayı kutup bölgelerinde başucu doğrultusu çevresinde uydu gözlemleri kısıtlı olmaktadır. Ayrıca, kutup bölgelerinde yaz ve kış aylarında gün ışığı süresi ve hava koşulları büyük farklılıklar göstermektedir. Bu nedenlerden dolayı kutup bölgelerinde yapılacak GPS ölçmelerine etki eden atmosfer kaynaklı hataların giderilmesi daha fazlaönem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında PPP tekniğinin Antarktika Kıtasındaki performansı araştırılmıştır. Bu amaçla, Antarktika Kıtasında UNAVCO’ya ait sürekli gözlem yapan HUGO ve HOWE sabit GPS istasyonlarına ait farklı mevsimlerdeki 30 saniye aralıklı günlük gözlem verileri statik ve kinematik PPP yöntemiyle değerlendirilmiştir. Çalışmada, günümüzün en yaygın kullanılan online GNSS değerlendirme servislerinden birisi olan Canadian Spatial Reference System-Precise Point Positioning (CSRS-PPP) servisi ve açık kaynak kodlu akademik bir yazılım olan RTKLIB kullanılmıştır. Yapılan çalışma sonuçlarına göre PPP tekniği ile elde edilen koordinatların, AUSPOS online rölatif konumlandırma servisiile elde edilen ve bilinen olarak kabul edilen koordinatlarla statik çözümlerde milimetre, kinematik çözümlerde ise santimetre mertebesinde farklara sahip olduğu görülmüştür.