Differential GPS: Field strategy

1. GPS diferencial: estrategia Campo Differential GPS: Field strategy

2. Posicionamiento GPS diferencial Position relative to nearby reference mark. Some advantages & disadvantages Posición respecto a la marca de referencia cercana. Algunas de las ventajas y desventajas Varias referencias de errores de posicionamiento cancelar (o casi) en distancias cortas (iono, tropo, la órbita). Se puede obtener estimaciones de la posición relativa precisa de tiempos de ocupación de tan sólo 30 minutos. Puede ocupar más sitios, pero limitada a distancias de menos de 10 km. Requiere dos receptores en lugar de uno. Cinemática en tiempo-Real (RTK) lograr ~ 1 cm de precisión en tiempo real Differential GPS positioning • Several sources of positioning error cancel (or nearly so) over short distances (iono, tropo, orbit). Can get precise relative position estimates for occupation times as short as 30 minutes. • Can occupy more sites, but limited to distances less than 10 km. • Requires two receivers instead of one. • Real-time kinematic (RTK) achieve ~1-cm precision in real-time

3. Estrategia de campo:Sitio de referencia: no obstrucción del cielo, 1-2 km del volcán, marca geodésica estable, con buen acceso y seguridadSitios de Volcán:Minimizar cielo obstr, más cerca de 5 km de sitio de referencia, más cerca de la cumbre es mejor (la señal más grande)Red: Si red volcánica > ~ 5 Km, necesito> 1 sitio de referencia. Se puede usar de largo (24 + hr) ocupaciones de sitios de referencia para ensayo de estabilidad de los sitios de referencia. Utilice el posicionamiento absoluto para procesar sus datos.CRÍTICA: GPS Diferencial requiere que el receptor sitio de referencia funcione a mismos tiempos que el receptor “movil" ocupa sitios volcán. • Field strategy: • Reference site: no sky obstruction, 1-2 km from volcano, stable geodetic mark with good access and security • Volcano sites: minimize sky obstr., closer than 5 km to reference site, closer to summit is better (larger signal) • Network: If volcanic network > ~5 km, need > 1 reference site. Can use long (24+ hr) occupations of reference sites to TEST stability of reference sites. Use absolute positioning to process their data. • CRITICAL: Differential GPS REQUIRES that reference site receiver operate at same times that “roving” receiver occupies volcano sites.

4. Differential GPS: Equipment 2 – L1/L2 P-code GPS receiver and antennas ($4,000 to 7,000 US each) 2 – antenna tripods/tribrachs or fixed-height spike mounts (~$500-$1000 each) 2 – battery or solar panels ($100-$1000) 1 – rock drill plus epoxy glue and steel pins (~$1,000) 1 – Field notes to relocate geodetic marks (NOTE: can buy used GPS on eBay !) GPS diferencial: Equipo 2 - L1/L2 código P receptor GPS y antenas ($ 4.000 a 7.000 EE.UU. cada uno)2 - trípodes de antena / trípodes o soportes de altura fija pico (~ $ 500 - $ 1000 cada uno)2 - baterías o paneles solares ($ 100 - $ 1000)1 - pins perforadora más epoxi pegamento y acero (~ $ 1,000)1 - Notas de campo para reubicar señales geodésicas(NOTA: se puede comprar GPS usados ​​en eBay!)

5. Creación de los datos GPS Creating GPS data • RINEX (Receptor INdependienteEXchangeFormat) • Los datos binarios registrados por el receptor GPS a menudo patentada - pueden requerir software especial del fabricante para traducir al archivo legible • Software para la creación de archivos RINEX de archivos del receptor GPS binarios • Software TEQC, descarga gratuita desde UNAVCO http://www.unavco.org • http://facility.unavco.org/software/preprocessing/preprocessing.html • Ejemplo Fabricante: TrimbleConvertToRINEX: • primero debe instalar la Utilidad de configuración de Trimble, http://www.trimble.com/trimbleconfiguration_ts.asp • TrimbleConvertToRINEX http://www.trimble.com/trimblerinex_ts.asp • RINEX (Receiver-INdependentEXchange format) • Binary data recorded by GPS receiver often proprietary – may require special software from manufacturer to translate to readable file • Software for creating RINEX files from binary GPS receiver files • TEQC software, free download from UNAVCO http://www.unavco.org • http://facility.unavco.org/software/preprocessing/preprocessing.html • Manufacturer example: Trimble ConvertToRINEX: • must first install Trimble Configuration Utility, http://www.trimble.com/trimbleconfiguration_ts.asp • Trimble ConvertToRINEXhttp://www.trimble.com/trimblerinex_ts.asp

6. Differential GPS: Data processing GPS diferencial: Tratamiento de la información Commercial dGPS software: Trimble GPSurvey (out of date) Trimble Geomatics Office (current, ~$5,000) Others ? Free dGPS software: VECSOL XRapS Topcon Tools 8.2 (free in demo mode) You will learn Topcon Tools 8.2 DGPS Comercial software:TrimbleGPSurvey (actualizado)TrimbleGeomatics Office (actual, ~ $ 5,000)   ¿Otros?DGPS gratis software:VECSOLXRapSTopcon Tools 8.2 (gratis en el modo demo)Usted aprenderá Topcon Tools 8.2

7. Salida de TrimbleGeomatics Office Trimble Geomatics Office Output

8. Salida de TrimbleGeomatics Office Trimble Geomatics Office Output

9. 1-km-baseline – 20-minute sessions – N baseline length repeatable to ±3.8 mm 1 km de la línea de base - Sesiones de 20 minutos -Nlongitud de línea base repetible en ±3.8 mm

10. 10-km-baseline – 20-minute sessions – N baseline length repeatable to ±7.5 mm 10 km de la línea de base - Sesiones de 20 minutos -Nlongitud de línea base repetible en ±7.5 mm

11. 1-km-baseline – 20-minute sessions – V baseline length repeatable to ±12 mm 1 km de la línea de base - Sesiones de 20 minutos - V longitud de línea base repetible en ±12 mm

12. 10 km de la línea de base - Sesiones de 20 minutos - V longitud de línea base repetible en ± 27 mm 10-km-baseline – 20-minute sessions – V baseline length repeatable to ±27 mm

13. 10 km de la línea de base - Sesiones de 20 minutos - V longitud de línea base repetible en ± 27 mm 10-km-baseline – 20-minute sessions – V baseline length repeatable to ±27 mm

14. GPS diferencial: Resultados y fiabilidad Differential GPS: Results and reliability • CONCLUSIONES (por ahora):~ 1 km entre estaciones distancia y sesión de 20 minutos: repetible de ± 4 mm para N & E y ± 10 a 15 mm VERTICAL.~ 10 km de distancia y sesiones de 20 minutos: repetible de ± 8 mm para N & E y ± 25 mm VERTICAL. • MÁS TARDE: Más resultados de datos anteriores • CONCLUSIONS FOR NOW: • ~1-km inter-station distance & 20-minute session: Repeatable to ±4 mm for N & E and ±10-15 mm VERTICAL. • ~10-km distance & 20-minute sessions: Repeatable to ±8 mm for N & E and ±25 mm VERTICAL. • LATER: More results from above data

15. Demora de troposfera vapor de agua troposférico 1 km de línea de base: Los retrasos similares, por lo que los efectos se anulan en dos sitios Tropospheric water vapor delay 1-km baseline: Delays similar, so effects cancel at two sites GPS signal delay from water vapor (millimeters) SNJE to FSEL SNJE aFSEL Troposfera Común y retardo de la señal ionospherGPS de vapor de agua (milímetros)

16. Retrasos troposféricos difieren, por lo que se añade el error en la ubicación relativa (en su mayor elevación) Tropospheric delays differ, so error in relative locations is added (mostly elevation) GPS signal delay from water vapor (millimeters) Retardo de la señal GPS del vapor de agua (milímetros) 10-kmbaseline 10 km de línea de base

17. GPS diferencial: Ventajas y limitaciones GPS diferencial: Ventajas y limitaciones Differential GPS: Advantages & limitations Ventajas • Ocupación veces tan corto como unos pocos minutos • Menos complicado para procesar los datos • Posicionamiento en tiempo real precisa a 10 mm con correcciones de difusión a nivel local (RTK) Advantages • Occupation times as short as a few minutes • Less complicated to process the data • Real-time positioning accurate to 10 mm with locally broadcast corrections (RTK) • Common troposphere & ionosphere assumptions source of error • Distance from reference to moving receivers limited to < 10 km • Short sessions may amplify multipath error • Assumes no deformation at reference site (a testable assumption) • Requires two GPS receivers Limitations Limitaciones • Troposfera Común y supuestos ionosfera fuente de error • Distancia de la referencia a los receptores en movimiento limitado a <10 km • Sesiones cortas pueden amplificar error multipaseo • No prevé la deformación en el sitio de referencia (una suposición comprobable) • Requiere dos receptores GPS

18. Differential Positioning: Topcon Tools Exercise Posicionamiento diferencial: Topcon Herramientas Ejercicio • Exercise #1 – Import GPS data for base and moving GPS sites to TopCon software • Exercise #2 – Process data for two sites for 2003, 2007, and 2010. • Exercise #3 – Find differential baselines between two sites & compare to previous • Exercise #4 – Find relative movement between two sites & compare to previous • Ejercicio # 1 - Importar datos GPS para la base y mover los sitios de GPS con el software TopCon • Ejercicio # 2 - Los datos del proceso de dos sitios para 2003, 2007 y 2010. • Ejercicio # 3 - Buscar líneas de base diferenciales entre dos sitios y se compara con anteriores • Ejercicio # 4 - Encontrar el movimiento relativo entre dos sitios y se compara con anteriores