학술논문
A Method to Estimate the Ionospheric bias by Using the New GNSS Frequencies: An Analysis of its Theoretical Accuracy in a PPP Context
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Spanish; Castilian
Abstract
The modernization of the Global Positioning System (GPS) and the advent of the European Project Galileo will lead to a multifrequency Global Navigation Satellite System (GNSS). Single GNSS receiver observations could be used to estimate the ionospheric bias and smoothed pseudoranges which, in turn, can be exploited to better estimate the absolute position of the receiver and its clock correction. In fact, if we consider the satellite ephemerides and satellite clock corrections as perfect quantities (i. e. not affected by errors), the adjustment of GNSS observations is broken down into two parts. In addition, the least squares (LS) theory leads to a feasible adjustment in two steps, where covariance matrices can be explicitly written, studied and propagated from one step to the other, so that, a rigorous solution is finally obtained. This paper deals with the analytic representation of the above mentioned LS procedure and provides theoretical limits for the achievable accuracies of the parameter estimated considering different scenarios, including modernized GPS and Galileo systems. Furthermore, numerical tests with Galileo data simulated by GSSF (Galileo System Simulation Facility) have been carried out.
La modernización del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y la llegada del Proyecto Europeo Galileo, darán lugar a un Sistema de Navegación por Satélite (GNSS) multifrecuencia. Las observaciones de un único receptor GNSS podrán emplearse en la estimación del efecto ionosférico y las pseudodistancias suavizadas, las cuales, a su vez, se utilizarán en la estimación de la posición absoluta del receptor y la corrección del reloj. Considerando las efemérides de los satélites y las correcciones a los relojes de los satélites como cantidades perfectas (i. e. no afectadas de errores), el ajuste de observaciones GNSS se divide en dos partes. La teoría mínimo cuadrática proporciona un ajuste en dos etapas en el cual, las matrices de covarianza pueden escribirse explícitamente y propagarse de un paso al siguiente, de forma que, finalmente obtenemos una solución rigurosa. En este trabajo se muestra la representación analítica del procedimiento mínimos cuadrados mencionado anteriormente y se proporcionan límites teóricos para las precisiones alcanzables en la estimación de los parámetros al considerar diferentes escenarios, incluyendo los sistemas GPS modernizado y Galileo. Adicionalmente, se han llevado a cabo test numéricos con datos Galileo simulados con el simulador GSSF (Galileo System Simulation Facility).
La modernización del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y la llegada del Proyecto Europeo Galileo, darán lugar a un Sistema de Navegación por Satélite (GNSS) multifrecuencia. Las observaciones de un único receptor GNSS podrán emplearse en la estimación del efecto ionosférico y las pseudodistancias suavizadas, las cuales, a su vez, se utilizarán en la estimación de la posición absoluta del receptor y la corrección del reloj. Considerando las efemérides de los satélites y las correcciones a los relojes de los satélites como cantidades perfectas (i. e. no afectadas de errores), el ajuste de observaciones GNSS se divide en dos partes. La teoría mínimo cuadrática proporciona un ajuste en dos etapas en el cual, las matrices de covarianza pueden escribirse explícitamente y propagarse de un paso al siguiente, de forma que, finalmente obtenemos una solución rigurosa. En este trabajo se muestra la representación analítica del procedimiento mínimos cuadrados mencionado anteriormente y se proporcionan límites teóricos para las precisiones alcanzables en la estimación de los parámetros al considerar diferentes escenarios, incluyendo los sistemas GPS modernizado y Galileo. Adicionalmente, se han llevado a cabo test numéricos con datos Galileo simulados con el simulador GSSF (Galileo System Simulation Facility).