af Markus Brandl, Herbert Landau, Carlos Rodrigues-Solano og Ulrich Veinbach

denne artikel opdaterer en Juli 2012 funktion i GPS verden, “Real-Time udvidet GNSS positionering: en ny Generation af Centimeter-præcise netværk.”Trimble Centerpoint-korrektionstjenesten, der muliggør absolut positionering på centimeter-niveau rundt om i verden uden behov for RTK-referencestationsinfrastruktur, er nu tilgængelig for mange brugere, herunder integratorer af professionelt udstyr med høj præcision og forbrugerprodukter såsom i bilindustrien. Adgang leveres via et programbibliotek, der er kompatibelt med enhver GNSS-enhed. Rettelserne indeholder nu detaljerede oplysninger om integritet for sikkerhedskritiske applikationer.120 globalt distribuerede referencestationer. Modtagere på disse stationer transmitterer måledata ved 1 time til RTK-servercentrene, hvor korrektionsdataene beregnes. Til redundansformål drives flere servere i USA og Europa. En fejlsikker arkitektur, der undgår et enkelt fejlpunkt i behandlingskæden, har givet en meget høj tilgængelighed af korrektioner. I dag understøtter systemet GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou og GPS-satellitter. Det er et multifrekvenssystem, der understøtter to eller flere frekvenser for hvert satellitsystem.

korrektionsstrømmen er tilgængelig for brugere, der bruger L-båndsignaler, der udsendes via geostationære satellitter og IP-forbindelser. Den L-bånds transmitterede datastrøm bruger en båndbredde på 600-2400 baud og et stærkt komprimeret dataformat med en opløsning på 1 millimeter med en gennemsnitlig latenstid på 8 sekunder i L-båndtilstand og 5 sekunder i IP-tilstand. Datastrømmen krypteres via en avanceret krypteringsstandard (AES) med en nøglelængde på 256 bit for at garantere sikker transmission. Dataoverførselsintegritet er sikret med en 32-bit cyklisk redundanskontrol, der er knyttet til hver meddelelse. RTK-korrektionsstrømmen giver information om satellitposition, satellitur, ionosfæriske og troposfæriske modeller og kode-og faseforstyrrelser.

banebestemmelsen udføres i realtid ved hjælp af en reduceret dynamisk tilgang med dynamiske modeller og udnytter nøjagtigheden af fasemålingerne efter tvetydig fastsættelse. Baseret på de beregnede baner estimeres satelliturene til 1 time, hvor heltal tvetydighed fastsættelse udføres for de forskellige satellitsystemer.

dernæst beregnes en enkeltlags global ionosfærisk model og repræsenteres gennem sfæriske harmoniske. Der er i øjeblikket to områder med et tættere netværk end det globale netværk; disse dækker Europa og fastlandet USA med mere end 1.000 basestationer. Ved hjælp af disse stationer beregnes regionale ionosfæriske og troposfæriske modeller, som derefter giver en hurtig konvergens (RTK-hurtig service).

satellitposition og urinformation har centimeter nøjagtighed og giver klienten mulighed for at beregne præcis punktpositionering (PPP) med bærefaset tvetydighedsopløsning. Tabel 1 viser tjenestens nøjagtighed.

Når tvetydighederne er løst, er positionsopløsningen nøjagtig til et par centimeter. Den globale STANDARDTJENESTE giver konvergenstider på 7 minutter til 20 centimeter (cm) vandret fejl (95%) og til 2,5 cm (95%) på 13 minutter som vist i figur 2. Den regionale hurtige service (USA, Europa) giver konvergenstider på mindre end et minut med centimeter nøjagtighed. Varmstart-konvergenstiden er cirka 13 sekunder.

de specificerede nøjagtigheder kan opnås med præcis Trimble GNSS-positioneringsudstyr. Til integration i ikke-Trimble-enheder tilbydes et RTK-programbibliotek, som giver brugeren realtidsadgang til de enkelte data i RTK-korrektionsstrømmen. Til brug af dette bibliotek i sikkerhedskritiske systemer som advanced driving-assisted systems (ADAS) eller semi-automated driving blev dette bibliotek certificeret til at følge ASIL-B ISO 26262-standarden og automotive ASPICE-standarden. Dette bibliotek er tilgængeligt for nem integration i tredjepartsapplikationer.

ud over REALTIDSLØSNINGEN er en internetbaseret efterbehandlingsløsning tilgængelig til offentlig brug gratis. Det er muligt at uploade statiske Trimble-eller RINEKS-filer til serveren, efterbehandle måledataene og hente en præcis position i forskellige koordinatrammer.serviceintegriteten overvåges løbende på uafhængige stationer i Europa og USA. Tjenestens integritet leveres på korrektionsdatadomænet. Hvis der er tale om et system, der ikke er planlagt satellitmanøvrer eller forkert udsendelse af ephemeris; satellitsignal-eller uranomalier; ionosfæriske storme; eller problemer med at overføre RTK-korrektionsstrømmen.

overvågningsstationerne beregner faseobservationsrester (med tvetydighedsfiksering) ved hjælp af stationens målinger og de modtagne RTK-korrektioner. Disse rester repræsenterer de faktiske fejl i korrektionerne set af overvågningsstationerne ved synslinjen (tabel 1). Tærsklerne, hvor korrektioner betragtes som defekte, er følgende: 0,5 m + Chi (kvalitetsindikator) for kredsløb + urkorrektioner og regionale troposfæriske modeller og 1,0 m + Chi for regionale ionosfæriske modeller.

integritetsovervågningen består af to trin (Figur 1): en kontrol før udsendelse, hvor potentielt defekte korrektioner opdages og filtreres ud, inden de forlader computerserveren, og en kontrol efter udsendelse, hvor der opdages yderligere fejl i transmissionskanalen, og alarmer udstedes til brugerne.

Integritetsflag og alarmer indsættes konstant i korrektionsstrømmen og udsendes af klientbiblioteket. Integritetsoplysningerne underretter kunderne om tilstedeværelsen af integritetsovervågning og giver rettidige advarsler i tilfælde af detekteret korrektion-overtrædelser af dataintegritet. Tids-til-varslingsgrænsemålene er 17 sekunder for L-båndtransmission og 13 sekunder for IP-transmission for RTK-tjenesten.

korrektionerne omfatter kvalitetsindikatorer. Især indeholder kvalitetsindikatoren for satellituret et “DoNotUse” – flag for at indikere potentielle problemer med den givne satellit. Dette flag forhindrer brugen af satellitten til positionering, når den modtages af brugeren. Kvalitetsindikatorerne for korrektionerne er faktisk et første integritetslag. I 2017 blev præ-broadcast integrity monitoring tilføjet for at fungere som et andet lag. I 2019, med tilføjelsen af integritetsovervågningen efter udsendelsen, blev der tilføjet et tredje integritetslag til datastrømmen for korrektionsdata.systemet giver adgang til centimeter-niveau korrektioner tillader centimeter positionering på globalt plan. Hurtige tjenester er tilgængelige i Europa og USA med præ – og post-broadcast integritetsovervågning, der i øjeblikket er ved at blive implementeret.

forfatterne er ingeniører hos Trimble Terrasat GmbH, Tyskland.