Quality of multi-GNSS precise point positioning using stochastic modeling of the clock parameter

Abstract

Kvalita souřadnic stanic mezinárodní služby GNSS (IGS) závisí při GNSS nediferencovaných řešeních, mimo jiného, na typu oscilátoru umístěného na stanici. Je třeba rozlišovat mezi časovými standardy interních, rubidiových, cesiových a hydrogen maser hodin. Stabilita časových standardů se může lišit o několik řádů v závislosti na typu hodin. Vysoce přesné hodiny umožňují použití stochastického modelování v algoritmech absolutního určování polohy, což ikospřispívá k rychlejší konvergenci řešení a zvýšení přesnosti polohy. V technice měření Precise Point Positioning (PPP) využívající multi-GNSS, mohou být parametry hodin určovány dvěma způsoby. Buď se odhaduje parametr hodin samostatně pro každý systém, nebo je určen jeden parametr hodin pro všechny systémy s uvážením mezisystémových odchylek. V tomto článku analyzujeme vliv stochastického modelování parametru hodin na určení polohy v multiGNSS PPP řešení. Využíváme vybrané IGS stanice přijímající signály z družic systémů GPS, GLONASS, Galileo a BeiDou. Realizovány jsou všechny analýzy parametru hodin pro různé typy oscilátorů společně s výkonnostními charakteristikami každého systému. Důležitou výhodou modelování parametru hodin je v multi-GNSS PPP řešeních stabilizování výškové složky souřadnic stanice.The quality of the International GNSS Service (IGS) station coordinates depends, among other things, on the type of oscillator located at the station in undifferenced GNSS solutions. A distinction of the clock standards can be made between internal, rubidium, cesium, and hydrogen maser clocks. The stability of time standards can vary by several orders of magnitude depending on the type of clock. Highaccuracy clocks allow for the introduction of stochastic modeling in the absolute positioning algorithms which contributes to faster solution convergence and superior position accuracy. In the Precise Point Positioning (PPP) measurement technique based on multi-GNSS, the clock parameter may be determined in two ways. Either it is estimated separately for each system, or a single clock parameter is determined for all systems, taking into account the inter-system biases. In this paper, we analyze the impact of stochastic modeling imposed on clock parameters on positioning in a multi-GNSS PPP solution. We use selected IGS stations observing GPS, GLONASS, Galileo, and BeiDou satellites. All analyses for the clock parameter are conducted for different types of oscillators along with the performance characteristics for each system. An important advantage of modeling the clock parameter is to stabilize the station vertical coordinate component in multi-GNSS PPP solutions.