Published April 21, 2015 | Version v1
Publication Open

Accuracy of velocities from repeated GPS measurements

Creators

  • 1. Bülent Ecevit University
  • 2. Yıldız Technical University
  • 3. Istanbul Technical University

Description

Abstract. Today repeated GPS measurements are still in use, because we cannot always employ GPS permanent stations due to a variety of limitations. One area of study that uses velocities/deformation rates from repeated GPS measurements is the monitoring of crustal motion. This paper discusses the quality of the velocities derived using repeated GPS measurements for the aim of monitoring crustal motion. From a global network of International GNSS Service (IGS) stations, we processed GPS measurements repeated monthly and annually spanning nearly 15 years and estimated GPS velocities for GPS baseline components latitude, longitude and ellipsoidal height. We used web-based GIPSY for the processing. Assuming true deformation rates can only be determined from the solutions of 24 h observation sessions, we evaluated the accuracy of the deformation rates from 8 and 12 h sessions. We used statistical hypothesis testing to assess the velocities derived from short observation sessions. In addition, as an alternative control method we checked the accuracy of GPS solutions from short observation sessions against those of 24 h sessions referring to statistical criteria that measure the accuracy of regression models. Results indicate that the velocities of the vertical component are completely affected when repeated GPS measurements are used. The results also reveal that only about 30% of the 8 h solutions and about 40% of 12 h solutions for the horizontal coordinates are acceptable for velocity estimation. The situation is much worse for the vertical component in which none of the solutions from campaign measurements are acceptable for obtaining reliable deformation rates.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص. لا تزال قياسات نظام تحديد المواقع العالمي المتكررة قيد الاستخدام اليوم، لأننا لا نستطيع دائمًا استخدام محطات دائمة لنظام تحديد المواقع العالمي بسبب مجموعة متنوعة من القيود. أحد مجالات الدراسة التي تستخدم معدلات السرعات/التشوه من قياسات نظام تحديد المواقع العالمي المتكررة هو مراقبة حركة القشرة الأرضية. تناقش هذه الورقة جودة السرعات المشتقة باستخدام قياسات نظام تحديد المواقع العالمي المتكررة بهدف مراقبة حركة القشرة الأرضية. من شبكة عالمية من محطات الخدمة الدولية للنظم العالمية لسواتل الملاحة، عالجنا قياسات النظام العالمي لتحديد المواقع المتكررة شهريًا وسنويًا على مدى ما يقرب من 15 عامًا، وقدرنا سرعات النظام العالمي لتحديد المواقع لمكونات خط الأساس للنظام العالمي لتحديد المواقع وخطوط الطول والارتفاع الإهليلجي. استخدمنا جيبسي على شبكة الإنترنت للمعالجة. بافتراض أنه لا يمكن تحديد معدلات التشوه الحقيقية إلا من خلال حلول جلسات المراقبة على مدار 24 ساعة، قمنا بتقييم دقة معدلات التشوه من جلسات 8 و 12 ساعة. استخدمنا اختبار الفرضية الإحصائية لتقييم السرعات المستمدة من جلسات المراقبة القصيرة. بالإضافة إلى ذلك، وكطريقة تحكم بديلة، قمنا بفحص دقة حلول نظام تحديد المواقع العالمي من جلسات المراقبة القصيرة مقارنة بجلسات 24 ساعة التي تشير إلى المعايير الإحصائية التي تقيس دقة نماذج الانحدار. تشير النتائج إلى أن سرعات المكون الرأسي تتأثر تمامًا عند استخدام قياسات GPS المتكررة. تكشف النتائج أيضًا أن حوالي 30 ٪ فقط من حلول 8 ساعات وحوالي 40 ٪ من حلول 12 ساعة للإحداثيات الأفقية مقبولة لتقدير السرعة. الوضع أسوأ بكثير بالنسبة للمكون الرأسي الذي لا يكون فيه أي من الحلول من قياسات الحملة مقبولة للحصول على معدلات تشوه موثوقة.

Translated Description (French)

Résumé. Aujourd'hui, les mesures GPS répétées sont toujours utilisées, car nous ne pouvons pas toujours utiliser des stations GPS permanentes en raison de diverses limitations. Un domaine d'étude qui utilise les vitesses/taux de déformation à partir de mesures GPS répétées est la surveillance du mouvement de la croûte. Cet article traite de la qualité des vitesses dérivées à l'aide de mesures GPS répétées dans le but de surveiller le mouvement de la croûte. À partir d'un réseau mondial de stations du service international GNSS (IGS), nous avons traité des mesures GPS répétées mensuellement et annuellement sur près de 15 ans et estimé les vitesses GPS pour les composantes de base GPS latitude, longitude et hauteur ellipsoïdale. Nous avons utilisé GIPSY sur le Web pour le traitement. En supposant que les taux de déformation réels ne peuvent être déterminés qu'à partir des solutions des sessions d'observation de 24 h, nous avons évalué la précision des taux de déformation des sessions de 8 et 12 h. Nous avons utilisé des tests d'hypothèses statistiques pour évaluer les vitesses dérivées de courtes sessions d'observation. De plus, comme méthode de contrôle alternative, nous avons vérifié la précision des solutions GPS de courtes sessions d'observation par rapport à celles de sessions de 24 h se référant à des critères statistiques qui mesurent la précision des modèles de régression. Les résultats indiquent que les vitesses de la composante verticale sont complètement affectées lorsque des mesures GPS répétées sont utilisées. Les résultats révèlent également que seulement environ 30% des solutions de 8 h et environ 40% des solutions de 12 h pour les coordonnées horizontales sont acceptables pour l'estimation de la vitesse. La situation est bien pire pour la composante verticale dans laquelle aucune des solutions issues des mesures de campagne n'est acceptable pour obtenir des taux de déformation fiables.

Translated Description (Spanish)

Resumen. Hoy en día, las mediciones repetidas de GPS todavía están en uso, porque no siempre podemos emplear estaciones permanentes de GPS debido a una variedad de limitaciones. Un área de estudio que utiliza velocidades/tasas de deformación de mediciones GPS repetidas es el monitoreo del movimiento de la corteza. Este documento analiza la calidad de las velocidades derivadas utilizando mediciones GPS repetidas con el objetivo de monitorear el movimiento de la corteza. Desde una red global de estaciones de Servicio GNSS Internacional (IGS), procesamos mediciones GPS repetidas mensualmente y anualmente que abarcan casi 15 años y velocidades GPS estimadas para los componentes de referencia GPS latitud, longitud y altura elipsoidal. Utilizamos GIPSY basado en la web para el procesamiento. Suponiendo que las verdaderas tasas de deformación solo se pueden determinar a partir de las soluciones de las sesiones de observación de 24 h, evaluamos la precisión de las tasas de deformación de las sesiones de 8 y 12 h. Utilizamos pruebas de hipótesis estadísticas para evaluar las velocidades derivadas de sesiones cortas de observación. Además, como método de control alternativo comprobamos la exactitud de las soluciones GPS de sesiones cortas de observación frente a las de sesiones de 24 h referidas a criterios estadísticos que miden la exactitud de los modelos de regresión. Los resultados indican que las velocidades del componente vertical se ven completamente afectadas cuando se utilizan mediciones GPS repetidas. Los resultados también revelan que solo alrededor del 30% de las soluciones de 8 h y alrededor del 40% de las soluciones de 12 h para las coordenadas horizontales son aceptables para la estimación de la velocidad. La situación es mucho peor para el componente vertical en el que ninguna de las soluciones de las mediciones de la campaña son aceptables para obtener tasas de deformación confiables.

Files

nhess-15-875-2015.pdf.pdf

Files (191.0 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:2648f001348c1e0231cdbbc344f0110a
191.0 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دقة السرعات من قياسات نظام تحديد المواقع العالمي المتكررة
Translated title (French)
Précision des vitesses à partir de mesures GPS répétées
Translated title (Spanish)
Precisión de velocidades a partir de mediciones GPS repetidas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2068210298
DOI
10.5194/nhess-15-875-2015

Is supplement to
https://openalex.org/W2795067691 (Other)
https://openalex.org/W2613994676 (Other)
https://openalex.org/W2089058786 (Other)
https://openalex.org/W872558554 (Other)
https://openalex.org/W2377995453 (Other)
https://openalex.org/W2211188624 (Other)
https://openalex.org/W788750540 (Other)
https://openalex.org/W2734875332 (Other)
https://openalex.org/W2391291546 (Other)
https://openalex.org/W2419243280 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Turkey

References

  • https://openalex.org/W1569785860
  • https://openalex.org/W1879401646
  • https://openalex.org/W1978777291
  • https://openalex.org/W1980780664
  • https://openalex.org/W1980942806
  • https://openalex.org/W1987503897
  • https://openalex.org/W1995124328
  • https://openalex.org/W2000550564
  • https://openalex.org/W2003968851
  • https://openalex.org/W2017104286
  • https://openalex.org/W2018252114
  • https://openalex.org/W2019450407
  • https://openalex.org/W2025802119
  • https://openalex.org/W2039626525
  • https://openalex.org/W2039667389
  • https://openalex.org/W2042517889
  • https://openalex.org/W2052480187
  • https://openalex.org/W2060803307
  • https://openalex.org/W2062862625
  • https://openalex.org/W2066577158
  • https://openalex.org/W2066787903
  • https://openalex.org/W2074699568
  • https://openalex.org/W2083757691
  • https://openalex.org/W2087076405
  • https://openalex.org/W2093098278
  • https://openalex.org/W2094854483
  • https://openalex.org/W2102877934
  • https://openalex.org/W2125147639
  • https://openalex.org/W2134691634
  • https://openalex.org/W2137995611
  • https://openalex.org/W2146799928
  • https://openalex.org/W2165786512
  • https://openalex.org/W4239228092