Assessment of GNSS-RTK positioning services based on RTCM 3.x correction streams

Abstract

Unter Verwendung von RTK-Echtzeitkinematik-GNSS-Methoden kann eine hohe Genauigkeit in Lage und Höhe erreicht werden. Das Ziel dieser Masterarbeit war die Bewertung von GNSS-RTK-Positionierungsdiensten basierend auf RTCM 3. x-Korrekturströmen.Die Messungen wurden mit dem EPOSA GNSS Service durchgeführt, das verschiedene landesweite Datenkorrektur-Streams anbietet. Die Messungen wurden in verschiedenen Koordinatenreferenzsystemen wie dem International Terrestrial Reference Frame (ITRF), dem European Terrestrial Reference Frame (ETRF) und dem Militar-Geographischen Institut (MGI), dem nationalen Koordinatenreferenzsystem Österreichs, durchgeführt.EPOSA bietet zwei Arten von RTCM 3.1-Korrekturströmen; ein Strom unterstützt einzelne meridionale Zonen, die andere versorgt das gesamte österreichische Staatsgebiet. Auf der anderen Seite nutzt die Österreichische Bundesbahn als Partner von EPOSA einen anderen Korrekturstrom, der am besten an den Bereich in Gleisnähe angepasst ist.Die Messungen wurden in Wien auf dem Dach des TU Wien Campus und in der Nähe von Bahngleisen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass durch den Einsatz von RTK-Echtzeitkinematikverfahren je nach Anwendung hochgenaue Positionen erreicht werden kann. Um die über Jahre durch Eisenbahnvermessungen gewonnenen Koordinaten wiederherzustellen, muss der kürzlich erstellte Infra-Grid-Korrekturstrom angewendet werden. Zur Wiederherstellung der vom BEV herausgegebenen Landeskoordinaten sollten die regulären Eposa Grid Services verwendet werden.Andererseits haben die Messungen mit Eposa ETRF89-Diensten und Eposa ITRF 2014-Diensten gezeigt, dass sowohl in der Horizontalen als auch in der Höhe einige cm-Genauigkeit erreicht werden kann. Wie angenommen, zeigte sich ein Unterschied von etwa 40 cm zwischen den Koordinatenlösungen von ITRF2014 und ETRF89 aufgrund der Plattenbewegung und des Unterschieds in den Referenzepochen.

Using RTK real-time kinematics GNSS positioning methods, a high positioning accuracy range can be achieved. The aim of this master thesis was the assessment of GNSS-RTK Positioning services based on RTCM 3. x correction streams.The measurements are carried out using the EPOSA GNSS Service, which offers various nationwide data correction streams. Measurements are carried out with respect to different coordinate reference systems such as the International Terrestrial Reference Frame (ITRF), European Terrestrial Reference Frame (ETRF), and Militar-Geographisches Institut (MGI), which is the national coordinate reference frame of Austria.Among others, EPOSA offers two kinds of RTCM 3.1 correction streams; one supports individual meridional zones, and the other supplies the whole Austrian territory. On the other side, the Austrian railways, a partner of EPOSA, uses another correction stream best adapted to the area close to the rail tracks.Measurements are performed in Vienna on the TU Wien Campus rooftop and surrounding areas close to the train tracks. The results showed that by using RTK real-time kinematic methods, high accuracy positions could be achieved depending on application. To re-establish the coordinates gained over years by railway surveys the recently adopted Infra-Grid correction stream has to be applied. To re-establish national coordinates issued by the BEV the regular Eposa Grid Services should be used.On the other side, the measurements with Eposa ETRF89 services and Eposa ITRF 2014 services revealed that a few cm-accuracy can be achieved both in the horizontal as well as in height. As assumed a difference of about 30-40cm between the ITRF2014 and ETRF89 coordinate solutions showed up due to plate motion and the difference in reference epochs.