Im Bereich der Geodäsie ist das Receiver Independent Exchange Format ( RINEX ) ein Datenaustauschformat für Rohdaten von Satellitennavigationssystemen . Es ermöglicht dem Benutzer, die empfangenen Daten nachzubearbeiten, um genauere Ergebnisse zu erzielen – in der Regel mithilfe von Daten, die dem ursprünglichen Empfänger nicht bekannt waren, wie beispielsweise verbesserte Modelle der atmosphärischen Bedingungen zum Zeitpunkt der Messung.

Die Ausgabe eines Navigationsempfängers umfasst üblicherweise Position, Geschwindigkeit oder andere physikalische Größen. Die Berechnung dieser Größen basiert jedoch auf einer Reihe von Messungen von einem oder mehreren Satellitenkonstellationen. Obwohl Empfänger Positionen in Echtzeit berechnen, ist es in vielen Fällen sinnvoll, Zwischenwerte für die spätere Verwendung zu speichern. RINEX ist das Standardformat, das die Verwaltung und den Versand der vom Empfänger generierten Messwerte sowie deren Offline-Verarbeitung durch eine Vielzahl von Anwendungen ermöglicht, unabhängig vom Hersteller des Empfängers und der verwendeten Software.

Das RINEX-Format ist so konzipiert, dass es sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt und sich an neue Messarten und Satellitennavigationssysteme anpasst. Die erste RINEX-Version wurde 1989 von W. Gurtner [ 1 ] entwickelt und von W. Gurtner und G. Mader im CSTG GPS Bulletin (September/Oktober 1990) veröffentlicht. Seit 1993 ist RINEX 2 verfügbar, das mehrfach überarbeitet und angepasst wurde. RINEX ermöglicht die gleichzeitige Speicherung von Messungen der Pseudostrecke , der Trägerphase , des Doppler-Effekts und des Signal-Rausch-Verhältnisses von GPS (einschließlich GPS-Modernisierungssignalen wie L5 und L2C) [ 2 ] , GLONASS , Galileo und Beidou sowie von Daten der satellitengestützten Ergänzungssysteme (SBAS) EGNOS und WAAS sowie von QZSS . RINEX Version 3.02 wurde im April 2013 eingereicht und enthält neue Beobachtungscodes [ 3 ] für GPS- und Galileo- Systeme.

Das RINEX-Format wird vom Internationalen GNSS-Dienst ( IGS ) dank seines eigens dafür eingerichteten RINEX-Komitees unter dem Vorsitz von Dr. Francesco Gini von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gepflegt. Die neuesten RINEX-Formate sind auf der IGS- Seite „RINEX-Dokumente und -Formate“ abrufbar .

Verwandte Formate

Ionosphärendaten

Das RINEX-Format umfasst grobe Ionosphärendaten , wie sie von den Satelliten gesendet werden. Präzisere Datengitter werden im separaten, aber ähnlichen (ebenfalls ASCII-basierten) IONosphere-map EXchange (IONEX)-Format gespeichert. [ 4 ] IONEX-Dateien wurden entwickelt, um den Austausch von Total Electron Content (TEC)-Karten, die aus GNSS-Signalen ( Global Navigation Satellite System ) abgeleitet werden, zu standardisieren. [ 4 ] Sie sind unerlässlich, um den Einfluss der Ionosphärenbedingungen auf die GNSS- Signalausbreitung zu verstehen . [ 5 ]

Beim Durchqueren der Ionosphäre erfahren GNSS-Signale Verzerrungen durch das dort vorhandene ionisierte Plasma . [ 5 ] Diese Verzerrungen führen zu Verzögerungen und Richtungsänderungen des Signals, beeinflusst durch Faktoren wie die Satellitenhöhe und den Sonnenstand. [ 5 ] Daher liefert die Analyse von GNSS-Signalen an Bodenstationen wichtige Erkenntnisse über den Zustand der Ionosphäre , insbesondere über die Dichte freier Elektronen , die ein entscheidender Parameter für die Signalqualität ist. [ 5 ]

IONEX-Dateien bestehen aus einem ASCII-Format, das einen umfassenden Header mit globalen Informationen und anschließend einen Datenteil mit detaillierten TEC-Karten enthält. [ 4 ] Der TEC wird in der Anzahl freier Elektronen pro Quadratmeter in einer vertikalen Säule der Ionosphäre gemessen , wobei eine Standarddichte von 10<sup> 16</sup> Elektronen einer TEC-Einheit entspricht. [ 5 ]

Zusätzlich zu den TEC-Karten liefern die IONEX-Dateien auch Karten des mittleren quadratischen Fehlers (RMS) und Höhenkarten, wodurch das Verständnis der ionosphärischen Variationen verbessert wird. [ 5 ]

GEO SBAS

Für die Aufzeichnung der von geosynchronen (GEO) Satelliten des satellitengestützten Ergänzungsdienstes (SBAS) ausgestrahlten Informationen steht ein von RINEX abgeleitetes Format zur Verfügung. [ 6 ] GEO- und SBAS-Daten sind Bestandteil von RINEX v 3.01 und höher.

Stationslösungen

Das Solution (Software/technique) INdependent EXchange Format (SINEX) dient zur Angabe von Stationspositions-/Geschwindigkeitslösungen. Dieses ASCII-basierte Format ähnelt RINEX. Es existieren außerdem Varianten für GNSS-Code- und Phasenabweichungen (Bias-SINEX) sowie für troposphärische und meteorologische Daten (Tropo-SINEX). [ 6 ]

Antennendaten

Das ASCII Antenna Exchange Format (ANTEX) liefert Informationen über Antennen (sowohl Satelliten- als auch Bodenantennen). [ 6 ]

Kompression

Obwohl das Hatanaka-Komprimierungsverfahren nicht Teil des RINEX-Formats ist, wird es häufig verwendet, um die Größe von RINEX-Dateien zu reduzieren, was zu einem ASCII-basierten CompactRINEX- oder CRINEX-Format führt [ 7 ] . [ 8 ] Es verwendet Delta-Komprimierung dritter Ordnung , um die Anzahl der Zeichen zu reduzieren, die zum Speichern von Zeit-, Uhr- und Beobachtungsdaten benötigt werden. [ 9 ]

Sowohl RINEX- als auch CRINEX-Dateien werden häufig mit Allzweckkomprimierern wie gzip und bzip2 verwendet . Die Verwendung eines Allzweckkomprimierers zusätzlich zu CRINEX ermöglicht eine maximale Komprimierung. [ 10 ]

Referenzen

  1. ^ Teunissen, Peter; Montenbrück, Oliver (2017). Springer-Handbuch für globale Navigationssatellitensysteme . Springer. P. 1209. ISBN 9783319429281Abgerufen am 30. Mai 2019 .
  2. Bossler , John D.; Campbell, James B.; McMaster, Robert B.; Rizos, Chris (2010). Manual of Geospatial Science and Technology . CRC Press. S. 231. ISBN 9781420087345Abgerufen am 30. Mai 2019 .
  3. ^ „RINEX The Receiver Independent Exchange Format Version 3.02, Seite 38“ (PDF) . International GNSS Service (IGS). 18. Oktober 2014. Archiviert vom Original (PDF) am 16. Oktober 2021. Abgerufen am 30. Mai 2019 .
  4. ^ a b c „Schnittstellen und Protokolle – Navipedia“ . gssc.esa.int . Abgerufen am 31.10.2024 .
  5. ^ a b c d e f „Standards and Data Formats | GSSC“ . 01.03.2021 . Abgerufen am 31.10.2024 .
  6. ^ a b c "Formate und Standards – Internationaler GNSS-Dienst" .
  7. ^ El-Rabbany, Ahmed (2006). Einführung in GPS: Das globale Positionierungssystem . Artech House. S. 107. ISBN 9781596930162Abgerufen am 30. Mai 2019 .
  8. ^ „RINEX The Receiver Independent Exchange Format Version 4.02, Seite 55“ (PDF) . Internationaler GNSS-Dienst . Abgerufen am 15.10.2024 .
  9. ^ Hatanaka, Yuki (2008). „Ein Kompressionsformat und Werkzeuge für GNSS-Beobachtungsdaten“ (PDF) . Bulletin of the Geographical Survey Institute . 55 : 21–30 . Abgerufen am 25.09.2020 .
  10. ^ „Dateiformate – APPS-Handbuch 1.0.0 Dokumentation“ . apps.jpl.nasa.gov .

Spezifikationen:

„GPS/GNSS-Vorverarbeitungswerkzeuge“ . unavco.org . EarthScope-Konsortium . Abgerufen am 05.09.2024 .: