Swepos Beräkningstjänst uppdateras

Tjänsten har också en rad andra förbättringar med nya funktioner, och uppdaterade modeller i GNSS-beräkningen.

Nya funktioner i Swepos Beräkningstjänst

Omfattande kvalitetsrapport för observationsfilen

Den nya tjänsten SweposQC ger en omfattande kvalitetsrapport för din inskickade observationsfil. Du får en omfattande rapport med kvalitets­mått och diagram, som visar rinexfilens datainnehåll.

Kvalitetsrapporten ger dig möjlighet att till exempel se hur förändringar i närmiljön påverkar datakvaliteten för observationer på en viss plats. Det kan handla om hur ändrade sikthinder begränsar eller förbättrar satellittillgången, eller om att förändringar på platsen ger ökade flervägsfel eller signalbortfall, och så vidare.

Även du som beställer koordinatberäkning får en utökad kvalitets­rapport för din observationsfil. Den levereras tillsammans med beräkningsresultatet.

Ny metod för att välja ut referensstationer

Tjänsten använder en ny metod för att välja ut referensstationer för beräk­ningen. Urvalet bygger delvis på avståndet mellan nypunkten och referens­stationerna i Sweposnätet, men den nya metoden tar också hänsyn till stationsgeometrin, för att – om möjligt – undvika extrapolering.

Förbättringar av Swepos Beräkningstjänst

Ny version av Bernese GNSS Software

I den nya beräknings­tjänsten används Bernese GNSS Software 5.4 – den senaste versionen av GNSS-beräkningsprogrammet. Med den nya program­versionen ger tjänsten stöd för beräkning av Galileoobservationer, utöver GPS- och Glonassobservationer.

Förbättrad kontroll och validering av indata

Kontroll och validering av din inskickade rinexfil har förbättrats, för att ge tydligare felmeddelanden och färre problem i GNSS-beräkningen. Valide­ringsrutinen ser till att rinexfilen uppfyller alla form­krav. Om kraven inte uppfylls så går det inte att beställa beräkning av filen, och du får ett felmed­delande. Andra brister i rinexfilen fångas upp och ger varnings­meddelanden i resultatrapporten.

Oberoende av rinexversion

Den nya beräkningstjänsten har fullt stöd för rinex version 3 och 4, förutom version 2, genom att programmet som kontrollerar och vali­de­rar din in­data­fil har bytts ut. Även Bernese GNSS Software 5.4 har fullt stöd för alla före­kommande rinexversioner.

Uppdaterade modeller

Den viktigaste modelluppdateringen i GNSS-beräkningen är bytet av antenn­tabell, från igs14.atx till igs20.atx. Antenntabellerna innehåller antennmodeller som beskriver de elektriska egenskaperna för olika GNSS-antenner.

Antenntabellerna publiceras och underhålls av IGS, International GNSS Service. Eftersom beräknade koordinater påverkas vid antenn­modells­byten brukar man för noggranna GNSS-tillämpningar endast byta antennmodeller vid speciella tillfällen, oftast i anslutning till införandet av en ny ITRF-realisering. I samband med detta anpassar vi Sweposstationernas koordi­nater till de nya antenn­modellerna, för att SWEREF 99-koordinaterna från tjänsten i möjligaste mån ska vara oberoende av antennmodellsbytet.

Läs mer om antennmodeller och bakgrunden till bytet av antenntabell nedan.

Förbättrad systemarkitektur

Sist men inte minst: Den nya beräkningstjänsten har förbättrad och moder­niserad system­arkitektur, som ger betydligt bättre förutsättningar att hålla tjänsten uppdaterad framöver.

Jämförelse med nuvarande beräkningstjänst

Eftersom antenntabellen är utbytt så kommer den nya tjänsten inte att ge identiska koordinater som nuvarande tjänst. Dessutom är själva beräk­nings­programvaran och andra modeller också uppdaterade, så det är inte möjligt att säga hur stor del av koordinatskillnaderna mellan tjänstens olika ver­sioner, som kommer från respektive förändring.

För jämförelsen valdes 151 slumpvisa beräkningsjobb från nuvarande beräkningstjänst ut. De räknades om i den nya beräkningstjänsten, och resultaten jämfördes med de ursprungliga resultaten.

För varje beräkningsjobb användes samma satellitsystem i nya beräk­nings­tjänsten, som var använda vid den ursprungliga beräkningen i nuvarande beräkningstjänst.

Resultat

I de allra flesta fall är skillnaderna endast några få millimeter, speciellt i plan. För 93 % av jobben är skillnaden i plankomponenterna mindre än 5 mm, och för 72 % av jobben mindre än 2 mm. I vertikalled är skillnaderna något större, vilket är förväntat. För 94 % av jobben är skillnaden i vertikal­led mindre än 1 cm, för 73 % av jobben mindre än 5 mm, och för 46 % av jobben är skillnaden mindre än 2 mm.

Dock finns det en del beräkningsjobb där skillnaderna är större. I 16 fall (11 %) är skillnaden mellan koordinaterna större än 1 cm i minst en koordi­natkomponent.

• Tre av jobben har antenntypen JNSCR_C146-22-1 på nypunkten. Skill­naden i vertikalled är lite mer än 1 cm, vilket troligen beror på att antenn­modellen för JNSCR_C146-22-1 inte är densamma i nuvarande och nya beräkningstjänsten.
  Om man tittar på alla jobb där JNSCR_C146-22-1 har använts på ny­punkten så är skillnaden mellan nuvarande och nya beräkningstjänsten 6 mm i genomsnitt i höjd.

För flera av jobben indikerar åtminstone några av kvalitetstalen att resulta­ten är dåliga:

• För tre jobb är skillnaden mellan 3 och 25-graderslösningarna mycket större än 30 mm (vilket normalt anges som gränsvärde), i både nuvarande och nya beräkningstjänsten. För ett av dessa jobb är observationstiden endast en timme, och ett annat av jobben har dessutom stor skillnad mellan fix- och flytlösningen i den nya beräkningstjänsten.
• För ett jobb saknas antennmodell för nypunktens antenn i den nya beräkningstjänsten, vilket ledde till ett dåligt resultat.
• I ett jobb var de approximativa koordinaterna i användarens rinexfil väldigt från långt ifrån platsen för den faktiska mätningen, vilket ledde till att urvalet av referensstationer blev olämpligt i både nuvarande och nya beräkningstjänsten.

Slutsatser

Generellt stämmer resultaten från den nya beräkningstjänsten väl överens med den nuvarande beräkningstjänsten. En del stora skillnader ses ibland, men de tycks bero på korta observationstider och/eller dålig datakvalitet.

För en del antenntyper kan skillnaden i vertikalled överstiga 5 mm på grund av att antennmodellen inte är densamma i nuvarande och nya beräkningstjänsten.

Koordinatskillnaderna ligger inom specifikationerna för Swepos nationella tjänster. För tillämpningar med höga krav på repeterbarhet över tid (till exempel deformationsmätningar) kan den systematiska skillnaden möjligen ha betydelse. Äldre mätningar kan beräknas på nytt i beräkningstjänsten för att få dem jämförbara med nyare bestämningar.

Test av olika kombinationer av satellitsystem

För att studera hur noggrannheten i den nya beräkningstjänsten förändras med olika kombinationer av satellitsystem vid beräkningen, så har vi ana­lyserat data från tre punkter. Punkterna ligger i södra Västergötland, Gävle respektive Tornedalen. För varje punkt beräknades 24 entimmesfiler. Anled­ningen till att en timme långa observationsfiler användes, är att effekten av fler satel­litsystem förmodligen är störst vid korta observations­tider. För varje station och kombination av satellitsystem beräknades sedan repeter­barheten för de beräknade koordinaterna.

Resultat

Slutsatser

För alla tre punkterna blir resultaten bättre när man använder GPS, Glonass och Galileo, jämfört med att använda GPS och Glonass. Förbättringen är dock inte lika signifikant som den mellan enbart GPS, och GPS och Glo­nass. För punkt 3, där referensstationernas geometri är dålig (på grund av att enbart svenska referensstationer används), så ser vi en signifikant för­bättring när Galileo läggs till.

Resultaten med GPS och Galileo från punkt 1 indikerar att det är bättre att använda GPS och Galileo än GPS och Glonass, om det av någon anledning endast är möjligt att använda två GNSS.

Vad händer med nuvarande beräkningstjänst?

Den nuvarande beräkningstjänsten stängs den 15 maj, men är tillgänglig för användning till dess.

Om antennmodeller

Bakgrund

En antennmodell beskriver förhållandet mellan de elektriska mätpunkterna som GNSS-mätningarna primärt refererar till och en fysisk punkt på anten­nen (ARP, antenna reference point). Det finns antennmodeller för såväl mottagarantenner som för de sändande antennerna på satelliterna.

Beräknade koordinater på en station är nära förknippade med använd antenn­modell, eftersom det är antennmodellen som korrigerar mätningarna till en fysisk punkt, som sedan kan kopplas till en geodetisk markering som koordinaterna ska gälla för. Byte av antennmodell ger därför förändrade koordinater.

Antennmodeller bestäms genom antennkalibrering, idag huvudsakligen genom robotkalibrering eller kammarkalibrering (i labbmiljö). När fler antennexemplar blir kalibrerade kan man beräkna nya typmodeller, det vill säga modeller som baseras på medelvärdet av ett antal kalibrerade antenner av samma typ.

Eftersom beräknade koordinater påverkas vid antennmodellsbyten brukar man för noggranna GNSS-tillämpningar bara byta antennmodeller vid speciella tillfällen, oftast i anslutning till införandet av en ny ITRF-realisering, och i samband med detta anpassar vi Sweposstationernas koor­dinater till de nya antennmodellerna. IGS (International GNSS Service) in­för nya antenntabel­ler i samband med nya IGS-realiseringar av ITRS/ITRF. Den senaste heter igs20.atx och är kompatibel med koordinater i IGS20. När IGS gick över till IGS20 betyder det också att alla deras pro­dukter, till exempel satellitbanor och satel­litinformation (inklusive satellit­antenn­modeller), är kompatibla med igs20.atx. Nya satelliter saknar information som är kompa­ti­bel med de gamla antennmodellerna igs14.atx, vilket innebär att det inte är något alter­nativ att fortsätta använda igs14.atx under någon längre tid.

Med införandet av antenntabellen igs20.atx så slutar vi även att använda individmodeller, d.v.s. egna antennmodeller för enskilda antennexemplar, som tagits fram genom kalib­rering.

Antenntabellen igs14.atx kompletterades med individmodeller, men när den nya antenntabellen igs20.atx skulle införas på europeisk nivå tog man beslut inom sam­arbets­organisationen för geodesi i Europa (Euref), om att inte längre använda individ­modeller, utan att endast använda typmodeller. Lant­mäteriet väljer att följa samma princip och använda typ­modeller från i första hand igs20.atx.

Vid införandet av antenntabellen igs20.atx har Euref också beslutat att inte längre kopiera korrektioner mellan olika satellitsystem i antenn­model­ler­na. Tidigare har man t.ex. kopierat korrek­tions­värden för GPS-satelliter och låtit dem gälla även för Galileosatelliter, för de antennmodeller som saknat ”äkta” korrektionsvärden för Galileo. Eftersom det riskerar att med­föra systematiska fel i beräkningen så har man beslutat att upphöra med det. Om en antennmodell till exempel saknar äkta korrektionsvärden för Galileo, så ska man inte räkna på Galileoobservationer från denna antenntyp. Lantmäteriet väljer att göra likadant.

Byte i Swepos Beräkningstjänst

För att förbereda bytet till igs20.atx har koordinater som är kompatibla med igs20.atx beräknats för alla Sweposstationer som ingår i beräknings­tjänsten.

Genom att byta antennmodeller och koordinater samtidigt ska du (om din GNSS-antenn har samma antennmodell i igs14.atx och igs20.atx) i princip få samma koor­dinater på din nypunkt som tidigare. Om antennmodellen för din antenn där­emot har uppdaterats, kommer naturligtvis hela den skill­na­den direkt ut i resultatet.

Har du frågor?

Om du har frågor får du gärna kontakta Sweposdriften:

• E-post: swepos@lm.se
• Telefon: 026‑63 37 53