Budapest University of Technology and EconomicsFaculty of Civil Engineering - Since 1782

A geodéziai gyakorlatban a nagy pontossági igényeket általában relatív helymeghatározási eljárásokkal tudjuk kielégíteni, mivel számos, időben gyorsan változó szabályos hibát csak ezekkel az eljárásokkal tudunk kiejteni a mérési egyenletekből (mérés-tér megközelítés). Az elmúlt években azonban a mérési hibák jobb megismerésével, pontosabb modellek fejlesztésével (állapot-tér megközelítés) új lehetőségként jelentkezik a nagypontosságú, abszolút értelmű helymeghatározás (PPP). Mivel ebben az esetben nem kell kiépült geodéziai hálózatokra, közelben felállított permanens állomások adataira támaszkodnunk, ezért ezen eljárás kiválóan alkalmazható lesz a pontos helymeghatározásra a tengereken, a repülésben vagy éppen a műholdak fedélzetén. Hasonlóképpen az autonóm járművek műholdas helymeghatározással történő támogatása is a PPP technika továbbfejlesztésével sokkal hatékonyabban megvalósítható lenne, mint napjainkban.

A PPP technika jelenlegi pontossága azonban kinematikus mérések esetén ritkán haladja meg az 1 dm-t, mivel a ciklustöbbértelműség egész számként történő megoldása nehézségekbe ütközik. A ciklustöbbértelműség feloldása egy több tíz perces folyamat, ami jelentősen korlátozza az alkalmazási lehetőségeket. Ugyanakkor a szabályos hibaként jelentkező légköri hatások pontosabb modellezésével az eljárás felgyorsítható.

A jelölt a kutatás során a légköri hatások modelljeinek továbbfejlesztésével lehetővé teszi, hogy a légköri hatásokat akár valós időben is pontosabban becsülhessük. Megvizsgálja, hogy a GNSS tomográfia eszköztára mily módon járulhat hozzá négydimenziós meteorológiai és szabad elektrontartalom eloszlás modellek meghatározásához.

A légköri hatások vizsgálatán túl a jelölt kutatásokat végez az abszolút helymeghatározás egyéb szabályos hibáinak a meghatározása és modellezése érdekében. Megvizsgálja a műholdak hardverkéséseinek, a tört cikluseltérések figyelembevételének lehetőségeit a valós idejű (PPP RTK) és az utófeldolgozott mérések esetére. Összehasonlítja a tört ciklusérték eltolódás (fractional cycle bias), a ciklustöbbértelműségek egész számú feloldásához szükséges órahibák (integer-recovery clock) és a globális hálózatos mérések felhasználásával történő ciklustöbbértelműség feloldási módszereket. A vizsgálatokat kiterjeszti az új globális műholdas navigációs rendszerekre, mint például az európai Galileo rendszer.

Kialakítja a továbbfejlesztett modellek helymeghatározásban történő alkalmazásához szükséges algoritmusokat és szoftvereket Matlab környezetben.

A továbbfejlesztett PPP eljárásokat különféle mérési környezetekben ellenőrzi, úgy mint gép- és légijárművek navigációja, alacsony földi pályán keringő műholdak pályameghatározása, környezeti paraméterek távérzékelése. Mérésekkel és számításokkal hasonlítja össze a PPP technika és az aktív GNSS hálózat illetőleg a Nemzetközi GNSS Szolgálat adataira támaszkodó hagyományos relatív eljárás pontosságát, hatékonyságát az egyes esetekben.

 

*****

 

Geodetic positioning is usually solved by the relative positioning technique, since the rapidly changing systematic error affecting the ranging observations can be eliminated in this case (observation space approach). Recently, a new positioning technique is emerging due to the advanced modeling of these effects (state space approach): the precise point positioning technique (PPP). Since PPP does not rely on existing geodetic infrastructure or permanent GNSS stations in the vicinity, this approach could be applied for precise satellite positioning over the seas, in aviation or even on satellites. Autonomous vehicle navigation over a large area could also be solved with the PPP technique more efficiently than today.

Currently, accuracy of the PPP solution rarely exceeds the level of 1 dm due to the limitations of ambiguity resolution, that lasts usually for several tens of minutes. Recent studies show that this process can be significantly improved by refining the tropospheric and ionospheric delay models.

The candidate will develop refined tropospheric and ionospheric models in order to decrease the uncertainty of the ranging observations. He/She studies the techniques of GNSS tomography to develop four-dimensional meteorological and total electron content models.

Apart from the atmospheric investigations the candidate will study other receiver/satellite dependent systematic error sources, such as the hardware delays,fractional cycle biases, etc. He/She studies the possibilities of considering these effects in the positioning solution and compares the various approaches, including the fractional cycle bias (FCB), the integer-recovery clock (IRC) methods as well as the techniques utilizing ambiguities obtained from global permanent GNSS networks. These studies will be extended to the latest global navigation satellite systems, such as the European Galileo GNSS.

Furthermore, the candidate develops the algorithms and a software in Matlab to test and validate the efficiency of the developed techniques in various environments, such as navigation of ground and aerial vehicles, precise orbit determination of low-earth orbiters (LEO) or the remote sensing of atmospheric parameters. He/She compares the accuracy and the efficiency of the PPP technique with respect to the traditional relative positioning technique using either the Hungarian active GNSS network or the observations and products of the International GNSS Service (IGS).