SPMS (Service Performance Monitoring Support) to wieloletni projekt, którego celem było wsparcie monitorowania skuteczności serwisu EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), europejskiego systemu SBAS (Satellite Based Augmentation System). Realizowany był on w krótkookresowych grantach, co pozwoliło na dostosowywanie wymagań EUSPA (European Union Agency for the Space Programme) do zmieniających się warunków i modernizacji systemu. Dzięki ustanowieniu szerokiego konsorcjum europejskich firm i jednostek naukowych stale monitorujących serwis EGNOS, możliwe było niezależne analizowanie dystrybuowanych poprawek i jakości działania serwisu.
Monitorowaniu i analizom podlegało wiele aspektów związanych z zastosowaniem serwisu oraz parametry obrazujące jego niezawodność i dokładność. CBK PAN zaangażowane było w dwa zadania, z których pierwsze obejmowało monitorowanie dostępności poprawek EGNOS oraz dokładności wyznaczania lokalnej pozycji w oparciu o poprawki EGNOS z sygnału odbieranego bezpośrednio z satelity geostacjonarnego. Z kolei w ramach drugiego zadania badano dokładność pozycjonowania przy zastosowaniu poprawek EGNOS pobieranych przez Internet z serwisu EDAS (EGNOS Data Access Service), a ponadto, uzyskane rezultaty porównywano z wynikami otrzymanymi w realizacji zadania pierwszego.
Badania opierały się o dane pochodzące z satelity ASTRA-5b (PRN123), znajdującego się nad równikiem na długości geograficznej 31,5°E. Sygnał na częstotliwości L1 był odbierany i rejestrowany przez trzy odbiorniki zlokalizowane na dachu budynku CBK PAN w Warszawie, pracujące w interwale 1 s i obserwujące wszystkie satelity GPS od 0° elewacji nad horyzontem.
W ramach pierwszego zadania, multisystemowy odbiornik Trimble NetR9 pracujący na stacji CBKA zbierał dane obserwacyjne przeznaczone do analiz wykonywanych przez CNES (Centre National d’Études Spatiales), a także poprawki systemu SBAS, służące do kontroli obliczeń wykonywanych przez drugi odbiornik. Był to Septentrio PolaRx2 pracujący na stacji CSIS, wyposażony w opcję pracy z poprawką SBAS. Odbiornik ten wyznaczał swoją pozycję na każdą epokę obserwacyjną, wykorzystując obserwacje GPS i poprawkę EGNOS.
Drugie z wykonywanych zadań obejmowało monitorowanie dokładności wyznaczania lokalnej pozycji dla sygnału poprawki EGNOS odbieranego przez Internet z serwisu EDAS. Odbiornik Septentrio PolaRx2 na stacji CNET wyznaczał swoją pozycję w oparciu o obserwacje GPS i korekty EGNOS (podobnie jak odbiornik na stacji CSIS). Oba urządzenia Septentrio podłączone były do jednej anteny.
W ramach obu zadań, po zakończeniu każdej doby wykonywano obliczenia, których wynikiem były wykresy prezentujące analizowane parametry, niezależnie dla stacji CSIS oraz CNET. Dane te były udostępniane jednostkom współpracującym w projekcie. Należą do nich:
- wartości analizy poziomu precyzji wyznaczenia pozycji poziomej HPL (horizontal precision level) i pionowej VPL (vertical precision level) w czasie UTC;
- rozkłady błędu wyznaczania pozycji poziomej HPE (horizontal position errors) i pionowej VPE (vertical position errors) w odniesieniu do współrzędnych stacji CSIS wyznaczonych metodami geodezyjnymi;
- diagramy Stanforda dla poziomu precyzji wyznaczania pozycji poziomej i pionowej;
- różnice współrzędnych wyznaczonych przez odbiornik pracujący z wykorzystaniem poprawek EGNOS SIS dla każdej epoki obserwacyjnej od współrzędnych referencyjnych stacji.
Ponadto, po zakończeniu każdego kwartału przygotowywano raporty dla obu stacji – CSIS i CNET, obejmujące miesięczne analizy dostępności obserwacji GPS i poprawek EGNOS, kwartalne wykresy wartości rozkładu błędu wyznaczania pozycji poziomej HPE i pionowej VPE wyznaczonych dla 95% zaobserwowanych wartości, a także kwartalne wykresy różnic od pozycji odniesienia w składowej poziomej i wysokościowej.
Wyniki analiz stanowiły podstawę do poprawiania systemu EGNOS, korygowania poprawek i uzupełniania ich braków, dokonywanego na zlecenie GSA przez operatora systemu.
Kierownik projektu: dr inż. Anna Świątek
Źródło finansowania: EUSPA (European Union Agency for the Space Programme); Ministerstwo Edukacji i Nauki
Okres realizacji: 6 października 2015 – 7 września 2022