6. GPS-Antennen-Workshop, 21. September 2006, Bonn

Der neue Satz von Antennenphasenzentrumsvariationen

des IGS: igs05.atx

Markus Rothacher (1), Ralf Schmid (2), Gerd Gendt (1),Peter Steigenberger (1), Maorong Ge (1), Andreas Gäde (3)

(1) GeoForschungsZentrum Potsdam(2) Institut für Astronomische und Physikalische Geodäsie, TU München

(3) Astronomisches Institut, Universität Bern

6. GPS-Antennen-Workshop21. September 2006, Universität Bonn

6. GPS-Antennen-Workshop, 21. September 2006, Bonn

Übersicht

• Satellitenantennentypen

• Der neue IGS-Antennensatz igs_05.atx

• Qualität/Konsistenz der Satellitenantennen-PCVs

• Defizite des neuen Satzes

• Einfluss auf globale GPS-Lösungen

• Schlussfolgerungen

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GPS-Satelliten-Antennentypen

Block I antenna (Czopek et al., 1993)

4 verschiedene Satelliten-Antennentypen:

• Block I• Block II, Block IIA• Block IIR-A• Block IIR-B, Block IIR-M

Photo: Rockwell International

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Block IIR-A/B

Photo: www.lockheedmartin.com Marquis & Reigh (2005)

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Neuer absoluter Antennensatz: igs05.atx

satelliten-spezifisch

block-spezifisch

z-Offsets (Sat.)

absolut(igs05.atx)

relativ(igs01.pcv)

Modell

1/3 der Ant./Radom-Paare im IGS

Empfänger + Satelliten

vernachlässigtNur Empfänger

RadomePCVs

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satelliten-spezifisch

block-spezifisch

z-Offsets (Sat.)

absolut(igs05.atx)

relativ(igs01.pcv)

Modell

1/3 der Ant./Radom-Paare im IGS

Empfänger + Satelliten

vernachlässigtNur Empfänger

RadomePCVs

Photo: National Geodetic Survey

Relative Modelle:systematische Fehler

durch Annahme PCV (AOAD/M_T) = 0

Neuer absoluter Antennensatz: igs05.atx

6. GPS-Antennen-Workshop, 21. September 2006, Bonn

satelliten-spezifisch

block-spezifisch

z-Offsets (Sat.)

absolut(igs05.atx)

relativ(igs01.pcv)

Modell

1/3 der Ant./Radom-Paare im IGS

Empfänger + Satelliten

vernachlässigtNur Empfänger

RadomePCVs

Photo: ife / Geo++ GmbH

Neuer absoluter Antennensatz: igs05.atx

6. GPS-Antennen-Workshop, 21. September 2006, Bonn

satelliten-spezifisch

block-spezifisch

z-Offsets (Sat.)

absolut(igs05.atx)

relativ(igs01.pcv)

Modell

1/3 der Ant./Radom-Paare im IGS

Empfänger + Satelliten

vernachlässigtNur Empfänger

RadomePCVs

Neuer absoluter Antennensatz: igs05.atx

6. GPS-Antennen-Workshop, 21. September 2006, Bonn

Neustes IGS-Modell: igs05_1365.atx

• 42 Roboter-Kalibrationen von Geo++ (az.+el.)- 32 ohne Radom- 10 mit Radom

• 112 konvertierte Feldkalibrationen von NGS (nur el.)- 74 ohne Radom- 38 mit Radom

154 Empfängerantennen:

59 Satellitenantennen:

• 44 GPS• 15 GLONASS (GLONASS-M R714 fehlt noch)

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Neustes IGS-Modell: igs05_1365.atx

• 42 Roboter-Kalibrationen von Geo++ (az.+el.)- 32 ohne Radom- 10 mit Radom

• 112 konvertierte Feldkalibrationen von NGS (nur el.)- 74 ohne Radom- 38 mit Radom

154 Empfängerantennen:

59 Satellitenantennen:

• 44 GPS• 15 GLONASS (GLONASS-M R714 fehlt noch)

Vorübergehende Lösung!

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Qualität der Satelliten-Antennen PCVs

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Konsistenz-Check durch CODE

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GLONASS PCVs von CODE

Nur nadir-abhängig!

Basierend auf GPS-PCVs für

die Empfänger-antennen

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Azimutale Satellitenantennen-PCVs

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Defizite: NGS-Kalibrationen mit Cut-Off 10o

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NGS-Kalibrationen – fehlende Azimutabhängigkeit

TRM14532.00 NONE

L2 PCV FIELD [mm] L2 PCV ROBOT [mm]

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L2 PCV-Differenz

[mm]

NGS-Kalibrationen – fehlende Azimutabhängigkeit

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Radom-Einfluss: Radom SCIS

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Verbesserung durch Radom-Kalibrationen

6. GPS-Antennen-Workshop, 21. September 2006, Bonn

Verbesserung durch Radom-Kalibrationen

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Verbesserung durch Radom-Kalibrationen

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Abhängigkeit von der ElevationsmaskeHöhenänderung durch Erhöhung der Elevationsmaske

3°→ 10° 10°→ 15°

ΔH = 2.7 mm— ΔH = 2.8 mm—

ΔH = 0.1 mm— ΔH = -1.9 mm—

relative PCVs

absolute PCVs

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Vergleiche: wöchentliche SINEX-Kombination

Bessere Konsistenz der individuellen AC-Lösungen untereinander

Streuung der Höhen im Vergleich zur wöchentlichen Kombination [mm]:

AC-Lösungen mitrelativen PCVs

AC-Lösungen mitabsoluten PCVs

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Stabilität der Skalierung: Vergleich mit ITRF2000

• Änderungen in der Satellitenkonstellation verändern die Skalierung des globalen Netzes, wenn die z-Offsets falsch sind

• Signifikant kleinere Rate in der Skalierung bei absoluten PCVs

0.15 ppb/y

0.34 ppb/y

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Troposphärenfehler zwischen GPS und VLBI

MittlereDifferenz:

5.7 mm

-1.0 mm

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Wasserdampf über O'Higgins (Antarktis)

Bessere Übereinstimmung mit Wettermodell bei absoluten PCVs

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Schlussfolgerungen• Völlig konsistente Antennenphasenzentrumsmodelle für alle

GPS- und GLONASS-Satelliten sind verfügbar (nur Nadir-abhängigkeit)

• Konsistenz: Satelliten-PCVs verschiedener Analyse-Zentren stimmen im 1-2 mm-Bereich überein

• Konvertierte Feldkalibrationen sollten eigentlich durch azimutabhängigen PCVs, die bis 0° Elevation gelten, ersetzt werden

• Kalibrierungen für viele Antennen/Radom-Paare fehlen• Radom-Kalibrierungen können Höhenfehler von Zentimetern

vermeiden• Absolute PCVs verbessern die globalen Lösungen

(Wiederholbarkeit, Elevationsabhängigkeit, Vergleich mit VLBI, Troposphärenschätzungen)

• Der Übergang von relativen (igs_01.pcv) auf absolute(igs05_wwww.atx) PCVs ist gleichzeitig mit dem Übergang auf das ITRF2005 geplant (in 1-2 Monaten)

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Thanks foryour attention!

Photo: Enrique Cabral, UNAM