Galileo High Accuracy Service: A Comparative Study of High Accuracy Positioning Methods

No Thumbnail Available

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2024-12-17

Department

Major/Subject

Energia- ja ympäristötekniikka

Mcode

ENG3042

Degree programme

Insinööritieteiden kandidaattiohjelma

Language

en

Pages

32

Series

Abstract

Global navigation satellite systems (GNSS) play a critical role in modern navigation and positioning. Many applications, such as construction and agriculture, require increasingly precise positioning. The Galileo High Accuracy Service (HAS) is a new service offering free correction data to enable high-precision positioning. As a free and novel service, HAS provides significant advantages, making it essential to evaluate its performance and compare it to other high-accuracy positioning methods. This bachelor’s thesis examines the performance of HAS by comparing it to other high-accuracy satellite positioning methods, such as Differential GNSS (DGNSS) and Satellite-based Augmentation Systems (SBAS). The thesis also analyses the potential of HAS corrections in Precise Point Positioning (PPP) and their application to sta Point Positioning (SPP). The study is based on two test datasets. The first dataset was collected in a 48-hour static measurement with an antenna placed on the roof of Septentrio’s office building in Leuven, Belgium. This test provided an unobstructed view of the sky, allowing for the evaluation of HAS corrections under ideal conditions. The second test was conducted at ground level near Septentrio’s Finnish office, where a building obstructed the southern sky. This setup created more challenging conditions with partial satellite visibility. Open-source software libraries, RTKLIB and HASLIB, as well as Septentrio’s proprietary post-processing software, were used for the analysis. The aim of the study is to assess the suitability of Galileo HAS for high-precision positioning, explore its potential applications, and compare the results to prior research. The results show that HAS-corrected SPP offers significantly better accuracy than SBAS and, in some cases, achieves performance comparable to DGNSS. For PPP, HAS demonstrated faster convergence times and better performance compared to traditional PPP without HAS corrections. Additionally, HAS proved more reliable than SBAS in situations where the southern sky was obstructed, such as in urban environments. Under these conditions, SBAS signals were entirely unavailable, while HAS continued to operate normally.

Satelliittipaikannusjärjestelmät (GNSS) ovat keskeisessä roolissa nykyaikaisessa navigoinnissa ja paikannuksessa. Monet sovellukset, kuten rakennus ja maatalous, vaativat entistä tarkempaa paikannusta. Galileo High Accuracy Service (HAS) on uusi palvelu, joka tarjoaa ilmaisia paikannuskorjauksia, jotka mahdollistavat erittäin tarkan paikannuksen. Koska HAS on uusi ja ilmainen palvelu, se tarjoaa merkittäviä etuja, mutta sen suorituskykyä on edelleen tärkeää arvioida ja vertailla muihin korkean tarkkuuden paikannusmenetelmiin. Tämä kandidaatintyö tutkii HAS-palvelun suorituskykyä vertaamalla sitä muihin korkean tarkkuuden satelliittipaikannusmenetelmiin, kuten differentiaalinen GNSS (DGNSS) ja satelliitteihin perustuva tarkennusjärjestelmä (engl. satellite-based augmentation system, SBAS). Työssä analysoidaan HAS-korjausten potentiaalia tarkan pistepaikannuksen (engl. Precise point positioning, PPP) -menetelmässä ja niiden soveltamista yksinkertaisen pistepaikannuksen (engl. single point positioning, SPP) -menetelmään. Tutkimus perustuu kahteen testiaineistoon. Ensimmäinen data kerättiin staattisessa 48 tunnin mittauksessa, jossa antenni sijoitettiin Septentrion toimistorakennuksen katolle Leuvenissa, Belgiassa. Tämä testi tarjosi esteettömän näkymän taivaalle ja mahdollisti HAS-korjausten arvioinnin optimaalisissa olosuhteissa. Toinen testi suoritettiin maantasolla Septentrion Suomen toimiston läheisyydessä, missä eteläistaivaan näkymä oli toimistorakennuksen estämä. Tämä testi tarjosi haastavampia olosuhteita, joissa satelliittinäkymä on osittain rajoittunut. Työssä käytettiin avoimen lähdekoodin RTKLIB- ja HASLIB-ohjelmistokirjastoja sekä Septentrion omaa jälkikäsittelyohjelmistoa. Työn tavoitteena on tarjota arvio Galileo HAS-palvelun soveltuvuudesta korkean tarkkuuden paikannukseen ja sen mahdollisista sovelluskohteista, sekä vertailla työn tuloksia aiempiin tutkimuksiin. Tulokset osoittavat, että HAS-korjattu SPP tarjoaa tarkkuudeltaan parempia tuloksia kuin SBAS ja on ajoittain verrattavissa DGNSS:ään. PPP-menetelmällä HAS osoitti nopeamman konvergenssiajan ja paremman suorituskyvyn kuin perinteinen PPP ilman HAS-korjauksia. Lisäksi todettiin, että HAS-palvelulla on parempi saatavuus kuin SBAS:lla tilanteissa, joissa eteläinen taivas on peittynyt, kuten kaupunkiympäristöissä. Näissä olosuhteissa SBAS-signaaleja ei vastaanotettu ollenkaan, kun taas HAS jatkoi toimintaansa normaalisti.

Description

Supervisor

Rönnholm, Petri

Thesis advisor

Nordman, Maaria

Keywords

satellite navigation, Galileo High Accuracy Service, comparative study

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202501282041

Collections

[kand] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG