The development of low-cost, single frequency GNSS receivers, capable to provide carrier phase data to the user, has been studied over the years. In this thesis, low-cost GNSS receivers are tested for a purpose of local monitoring in different conditions. In particular, different series (LEA-4T, NEO-7P and LEA-M8T) of the u-blox low-cost GNSS receivers are tested, through different experiments. Moreover, the utility of the Virtual Reference Station (VRS), as a replacement for a physical one, is tested with respect to the u-blox receiver. The evaluation is carried out by processing three different sets of data, collected in the following tests: Milano Test, Como Test and Lomazzo Test. While collecting data, different geodetic receivers were used together with u-blox receivers. Once the acquisition was completed, data were processed with two software packages, Leica Geo Office (a commercial package) and RTKLIB (a Free Open Source Software). After the baseline processing and the coordinate estimation on hourly basis, results are compared and accuracy and utility of them is examined. Experiments prove that survey results achieved an accuracy classification of 1-2 centimeters, or even below, in 95% of sessions. The layout of the thesis is the following: •Chapter 1 contains an introduction to the subject of the thesis together with motivation and objectives. •Chapter 2 provides an introduction to the Global Navigation Satellite Systems (GNSS) with brief explanation of the GPS and basic informations about other GNSSs (e.g. Glonass, Galileo, etc.) •Chapter 3 provides a brief explanation of the GPS positioning principles. It contains fundamentals of the GPS positioning, analitical explanation of code and phase observations, including error sources, and differencing positioning techniques. •Chapter 4 introduces GNSS receivers that are available today on the market with emphasis on receivers used in experiments for thesis. Besides, in this chapter, the concept of Virtual Reference station is introduced and challenges are presented. •Chapter 5 states research approach through instrumentation and software explanation. Experiment set up is discussed in this section of thesis. •Chapter 6 presents data preprocessing, data processing and results discussion of experiments with emphasis on achieved accuracy and reliability. •Chapter 7 states out the key aspects of the thesis and recommendations for future work.
Lo sviluppo di ricevitori GNSS a frequenza singola, a basso costo, in grado di fornire all'utente dati di fase carrier, è stato studiato nel corso degli anni. In questa tesi, i ricevitori GNSS a basso costo vengono testati per uno scopo di monitoraggio locale in diverse condizioni. In particolare, vengono testate diverse serie (LEA-4T, NEO-7P e LEA-M8T) dei ricevitori GNSS a basso costo u-blox, attraverso diversi esperimenti. Inoltre, l'utilità della Virtual Reference Station (VRS), in sostituzione di una fisica, viene testata rispetto al ricevitore u-blox. La valutazione viene effettuata elaborando tre diversi set di dati, raccolti nei seguenti test: Milano Test, Como Test e Lomazzo Test. Durante la raccolta dei dati, sono stati utilizzati diversi ricevitori geodetici insieme ai ricevitori u-blox. Una volta completata l'acquisizione, i dati sono stati elaborati con due pacchetti software, Leica Geo Office (un pacchetto commerciale) e RTKLIB (un software Open Source gratuito). Dopo l'elaborazione di base e la stima delle coordinate su base oraria, i risultati vengono confrontati e viene esaminata l'accuratezza e l'utilità di essi. Gli esperimenti dimostrano che i risultati del sondaggio hanno raggiunto una classificazione di precisione di 1-2 centimetri, o anche inferiore, nel 95% delle sessioni. Il layout della tesi è il seguente: • Il Capitolo 1 contiene un'introduzione all'argomento della tesi insieme a motivazione e obiettivi. • Il Capitolo 2 fornisce un'introduzione ai sistemi globali di navigazione satellitare (GNSS) con una breve spiegazione del GPS e informazioni di base su altri GNSS (ad esempio, Glonass, Galileo, ecc.) • Il capitolo 3 fornisce una breve spiegazione dei principi di posizionamento GPS. Contiene i fondamenti del posizionamento GPS, la spiegazione analitica del codice e le osservazioni di fase, comprese le fonti di errore e le tecniche di posizionamento differenziali. • Il Capitolo 4 introduce i ricevitori GNSS che sono oggi disponibili sul mercato con enfasi sui ricevitori utilizzati negli esperimenti per tesi. Inoltre, in questo capitolo, viene introdotto il concetto di stazione di riferimento virtuale e vengono presentate le sfide. • Il capitolo 5 illustra l'approccio di ricerca attraverso la strumentazione e la spiegazione del software. L'impostazione degli esperimenti è discussa in questa sezione della tesi. • Il Capitolo 6 presenta la preelaborazione dei dati, l'elaborazione dei dati e la discussione dei risultati degli esperimenti con enfasi sulla precisione e l'affidabilità ottenute. • Il capitolo 7 espone gli aspetti chiave della tesi e le raccomandazioni per il lavoro futuro.
Testing of low-cost GNSS receivers for local monitoring in different operational conditions
BUTORAC, ZAKLINA
2016/2017
Abstract
The development of low-cost, single frequency GNSS receivers, capable to provide carrier phase data to the user, has been studied over the years. In this thesis, low-cost GNSS receivers are tested for a purpose of local monitoring in different conditions. In particular, different series (LEA-4T, NEO-7P and LEA-M8T) of the u-blox low-cost GNSS receivers are tested, through different experiments. Moreover, the utility of the Virtual Reference Station (VRS), as a replacement for a physical one, is tested with respect to the u-blox receiver. The evaluation is carried out by processing three different sets of data, collected in the following tests: Milano Test, Como Test and Lomazzo Test. While collecting data, different geodetic receivers were used together with u-blox receivers. Once the acquisition was completed, data were processed with two software packages, Leica Geo Office (a commercial package) and RTKLIB (a Free Open Source Software). After the baseline processing and the coordinate estimation on hourly basis, results are compared and accuracy and utility of them is examined. Experiments prove that survey results achieved an accuracy classification of 1-2 centimeters, or even below, in 95% of sessions. The layout of the thesis is the following: •Chapter 1 contains an introduction to the subject of the thesis together with motivation and objectives. •Chapter 2 provides an introduction to the Global Navigation Satellite Systems (GNSS) with brief explanation of the GPS and basic informations about other GNSSs (e.g. Glonass, Galileo, etc.) •Chapter 3 provides a brief explanation of the GPS positioning principles. It contains fundamentals of the GPS positioning, analitical explanation of code and phase observations, including error sources, and differencing positioning techniques. •Chapter 4 introduces GNSS receivers that are available today on the market with emphasis on receivers used in experiments for thesis. Besides, in this chapter, the concept of Virtual Reference station is introduced and challenges are presented. •Chapter 5 states research approach through instrumentation and software explanation. Experiment set up is discussed in this section of thesis. •Chapter 6 presents data preprocessing, data processing and results discussion of experiments with emphasis on achieved accuracy and reliability. •Chapter 7 states out the key aspects of the thesis and recommendations for future work.| File | Dimensione | Formato | |
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