Evaluation of code and phase solutions for multi-reference base stations on GPS measurements accuracy

Other Title(s)

تقييم حلول الكود والطور في حالة استخدام المحطات الثابتة المرجعية المتعددة على دقة قياسات نظام التموضع العالمي GPS

Joint Authors

Abd al-Munim, Yunis Subhi
Abbas, Afifi Hafidh

Source

Journal of Al-Azhar University Engineering Sector

Issue

Vol. 17, Issue 62 (31 Jan. 2022), pp.118-132, 15 p.

Publisher

al-Azhar University Faculty of Engineering

Publication Date

2022-01-31

Country of Publication

Egypt

No. of Pages

15

Main Subjects

Civil Engineering

Topics

Abstract AR

يعتبر السيناريو الأمثل لاستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في القياسات المساحة هو استخدام جهازي استقبال في نفس الوقت لتتبع طور الموجة الحاملة.

حيث يحتل جهاز الاستقبال الأول محطة ثابتة مرجعية معلومة الإحداثيات، بينما يتم وضع جهاز الاستقبال الثاني في المحطة الأخرى المطلوب إيجاد إحداثياتها.

ومن ثم فهناك حاجة ضرورية لاستخدام نظام تحديد المواقع العالمي التفاضلي التقليدي (DGPS) للملاحة.

يهدف الأسلوب الجديد إلى توفير دقة كافية لقياس إحداثيات النقاط باستخدام أقل عدد ممكن من المحطات الثابتة المرجعية.

حيث تم نمذجة واختبار أخطاء نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في منطقة الدراسة المحددة.

قارنت هذه الدراسة نتائج استخدام DGPS مع حلول الكود والطور وناقشت إيجابيات وسلبيات استخدام المحطات الثابتة المرجعية الفردية والمتعددة على دقة قياسات GPS.

أظهرت نتائج الدراسة أن استخدام المحطات الثابتة المرجعية المتعددة تحسن الخطأ التربيعي المتوسط (RMS) في حساب الإحداثيات بنسبة تتراوح ما بين 11% إلى 33% في حساب الموضع ثلاثي الأبعاد بالمقارنة بسيناريو استخدام المحطة الثابتة المرجعية الفردية.

كما أثبتت الدراسة أن قيم RMS تحسنت بنسبة 13.5% و7.94% في الإحداثيات الأفقية والرأسية على التوالي وذلك عندما يتم تطبيق نموذج لحساب التأخير بسبب الغلاف الجوي على التصحيحات التفاضلية بناء على ملاحظات المدى الزائف التي تم جمعها عند استخدام المحطات الثابتة المرجعية المتعددة.

أثبتت نتائج البحث أن سيناريو استخدام المحطات الثابتة المرجعية المتعددة الأرصاد GPS يزيد من الأداء والكفاءة والمرونة مقارنة بسيناريو استخدام محطة ثابتة مرجعية فردية.

Abstract EN

The standard scenario of global positioning system (GPS) surveying is to use two carrier phase-tracking GPS receivers.

the first receiver should be located at a reference station with known coordinates; while the second one is placed at another station whose coordinates need to be determined.

the use of two GPS receivers and the relevant software package is costly and time consuming.

hence, it is simply to carry out the conventional differential global positioning system (DGPS) for navigation over a medium scale.

the developed approach aimed at providing sufficient accuracy of point coordinates measurements by using a minimum number of reference stations.

GPS errors have been modeled and tested over the selected study area.

this study compared DGPS against code and phase solutions and discussed pros and cons of single and multi-references on GPS observations.

the test results demonstrated that using multi-reference stations are capable of improving the root mean square error (RMS) of the coordinate differences by 11% to 33% in the 3D position accuracy, as opposed for single reference station scenario.

the RMS values can be further improved by 13.5% and 7.94% in plan coordinates and height respectively, when the modeling of atmospheric delay is applied to the differential corrections based on the pseudo-range observations collected from the multi-reference stations.

research outcomes prove that, the multi-reference GPS observations scenario increases performance, efficiency, and flexibility compared to the standard single reference station scenario.

American Psychological Association (APA)

Abd al-Munim, Yunis Subhi& Abbas, Afifi Hafidh. 2022. Evaluation of code and phase solutions for multi-reference base stations on GPS measurements accuracy. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector،Vol. 17, no. 62, pp.118-132.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393663

Modern Language Association (MLA)

Abd al-Munim, Yunis Subhi& Abbas, Afifi Hafidh. Evaluation of code and phase solutions for multi-reference base stations on GPS measurements accuracy. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector Vol. 17, no. 62 (Jan. 2022), pp.118-132.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393663

American Medical Association (AMA)

Abd al-Munim, Yunis Subhi& Abbas, Afifi Hafidh. Evaluation of code and phase solutions for multi-reference base stations on GPS measurements accuracy. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector. 2022. Vol. 17, no. 62, pp.118-132.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393663

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references: p. 131-132

Record ID

BIM-1393663