Dynamic reference points for improved vertical accuracy of GNSS
Authors
Nørholm, Filip ; Overgaard, Jens Henrik Friis
Term
4. semester
Publication year
2021
Pages
158
Abstract
Determining orthometric heights (elevation relative to mean sea level/the geoid) with GNSS is still less precise and accurate than determining horizontal coordinates. This project investigates the potential of single-baseline RTK (SRTK) used together with a dynamic reference point (DRP). We collected GNSS observations over different baseline lengths and compared them with geometric levelling and several geoid models (representations of the gravity-defined “sea level” surface). With SRTK corrections, a GNSS height observation achieved a precision of 2.4 mm + 1.3 mm per kilometer of baseline. The tested geoid models exhibited systematic biases; within a limited area, the bias was essentially constant. Using the DRP’s orthometric height to correct the base height removes this local bias. As a result, SRTK+DRP orthometric height observations can reach accuracy consistent with 2.4 mm + 1.3 mm per kilometer of baseline. The method is practical and shows clear potential. Its resource demands are significantly lower than competing and conventional methods, although it still cannot match the accuracy of precise geometric levelling.
Bestemmelse af ortometriske højder (højde i forhold til middelvandstand/geoiden) med GNSS er stadig mindre præcis og nøjagtig end bestemmelse af vandrette koordinater. Dette projekt undersøger mulighederne i single-baseline RTK (SRTK) i samspil med et dynamisk referencepunkt (DRP). Undersøgelserne er udført ved at indsamle GNSS-observationer på forskellige baselinelængder og sammenholde dem med geometrisk nivellering samt vurderinger af geoidemodeller (modeller af "havniveauet" bestemt af tyngdefeltet). Med SRTK-korrektioner havde en GNSS-højdeobservation en præcision på 2,4 mm + 1,3 mm per kilometer baseline. De afprøvede geoidemodeller viste systematiske bias, men inden for et begrænset område var biaset i praksis konstant. Ved at bruge DRP’ets ortometriske højde til at korrigere basehøjden fjernes denne lokale bias. Dermed kan SRTK+DRP-ortometriske højdeobservationer opnå nøjagtighed svarende til 2,4 mm + 1,3 mm per kilometer baseline. Metoden er anvendelig og har tydeligt potentiale. Ressourcebehovet er markant lavere end for konkurrerende og konventionelle metoder, men nøjagtigheden kan stadig ikke matche præcis geometrisk nivellering.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]