Finnish permanent GNSS network FinnRef: Evolution towards a versatile positioning service

Tutkimustuotos

Tutkijat

  • Hannu Koivula

Organisaatiot

Kuvaus

Maanmittauslaitos kerää satelliittipaikannusjärjestelmien (GNSS) lähettämää dataa jatkuvasti rekisteröivien FinnRef-tukiasemien avulla. Maanlaajuinen FinnRef-verkko on Suomen EUREF-FIN -vertauskehyksen runko. Verkon keräämät pitkät aikasarjat mahdollistavat tarkkojen muunnosmallien johtamisen satelliittipaikannusjärjestelmien tuottamien maailmanlaajuisten koordinaattien ja kansallisen EUREF-FIN -järjestelmän välille. On oleellista, että pysyvien GNSS-asemien tuottamat koordinaatit ja koordinaattien aikasarjat ovat laadukkaita ja virheettömiä. Tässä väitöskirjassa esitetään Suomen pysyvän GNSS-verkon kehitys 13 aseman GPS-asemien verkosta kohti tiheämpää ja monipuolista paikannuspalvelua. Työssä esitellään alkuperäisen FinnRef-verkon ja uudistetun verkon rakenne, toimintaperiaatteet ja uusin tieto siitä kuinka asemat tulee tänä päivänä perustaa. Olimme yksi ensimmäisistä tutkimusryhmistä, jotka raportoivat GPS-aikasarjoissa selkeää vuotuista periodisuutta. Suomessa eräs koordinaatteja jatkuvasti muuttava ilmiö on maankohoaminen. Vertasimme omia GPS:llä saatuja maankohoamisarvoja riippumattomiin tuloksiin (toistetut tarkkavaaitukset, mareografihavainnot ja kansainvälisen BIFROST-tutkimusryhmän eri metodilla tekemä GPS-analyysi). Yhteensopivuus oli hyvä ja osoitti GPS:n olevan tehokas työkalu myös maankuoren pystyliikkeiden seurantaan. Testasimme Liettuassa olevalla perusviivalla mahdollisuutta validoida GPS-laskentaparametreja metrologisesti luotettavaan referenssimittaukseen. Mittauksen epävarmuusketju on tekemämme kalibroinnin perusteella jäljitettävissä metrin määritelmään. Testi osoittautui menestykselliseksi ja osoitimme, että tarkimpiin mahdollisiin mittauksiin jokainen GPS-antenni tulee kalibroida yksilönä. Ensimmäisen FinnRef-verkon uudistuksen jälkeen osoitimme, että valtakunnallisella 20 tukiaseman GNSS verkolla voidaan päästä samalle tarkkuustasolle kuin viisi kertaa enemmän asemia olevissa palveluissa. Haasteeksi tulee yksittäisten mittausten luotettavuus, joka voidaan ratkaista toistomittauksin. Väitöskirjan tärkeimpiä tuloksia oli osoittaa metrologisen lähestymistavan hyväksikäytön hyödyllisyys validoitaessa GNSS-laskentaparametreja. Tulokset mahdollistavat entistä tarkemman GNSS-tukiasemien dataan perustuvan maankuoren liikemallien luomisen, joka tarkentaa kansainvälisten ja kansallisen koordinaattijärjestelmien välistä muunnosta sekä aikariippuvan koordinaattijärjestelmän. Osoitimme myös, kuinka FinnRef-verkkoon perustuva FINPOS-paikannuspalvelu mahdollistaisi kansalaisille saumattoman pääsyn kansalliseen EUREF-FIN -järjestelmään. FinnRef-verkkoa voitaisiin hyödyntää myös runkoverkkona, joka voi osaltaan auttaa parantamaan älyliikenteen paikannuksen tarkkuutta.

Yksityiskohdat

AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
Valvoja/neuvonantaja
Kustantaja
  • Aalto University
Painoksen ISBN978-952-60-8629-3, 978-951-48-0261-4
Sähköinen ISBN978-952-60-8630-9, 978-951-48-0262-1
TilaJulkaistu - 2019
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

  • Satelliittipaikannus, aikasarjat, metrologia, epävarmuus, vertauskehys

ID: 36399639