GNSS Sky Visibility Planning and Dilution of Precision Analysis for EOS Ground Station Selection for Nigeria Space Programme

Abstract

The establishment of Earth Observation Satellite (EOS) ground receiving stations in parts of Nigeria and other parts of the globe, similar to the Indian Remote Sensing (IRS)  model will enhance global telecommand, precise EOS tracking, data transmission, and distribution of NigeriaSat data, which will enhance global-scale data awareness, usage and higher financial returns for Nigeria. This study, therefore, attempts the application of Global Navigation  Satellite System (GNSS) sky visibility planning and dilution of precision analysis technique to select the optimal location for EOS ground station(s) in Nigeria. The Nigerian Geodetic Network (NigNet) GNSS Continuously Operating Reference Stations (CORS) RINEX data of February 2012 and Trimble Total Control (TTC) software were used for the determinations of the baselines and positions of the 11 available CORS. The technique of GNSS sky visibility planning and dilution of precision (DOP) was adopted because signals from satellites behave in a similar pattern in the atmosphere, so poor visibility in GNSS signals in a particular observation window translates relatively to poor orbit definition signal for an EOS. Based on Jon's rating of DOP values [1= ideal; 2-3 = excellent; 4-6 =good; 7-8= moderate;  9-20=fair; 21-50= poor)], the DOP  values  for the  stations across Nigeria can be adjudged to range between excellent and good for ground receiving stations. However, the overall results showed that GEMB on ellipsoidal heights of 1795.7857m has the most suitable DOPs and sky visibility plan for ground receiving sites followed by CGG Toro (916.7853m) and RAMPOLY Maiduguri (702m). The sky visibility analysis showed the availability of an average of 9 GPS and 2 GLONASS constellation satellites to receivers at elevation angles of 10°-15° between 6:00hrs and 24:00hrs daily across Nigeria. The approach of OS ground receiving station suitability analysts demonstrated in this study is recommended for the Nigerian.

La mise en place de stations de réception au sol par satellite d'observation de la Terre (EOS) dans certaines parties du Nigeria et d'autres parties du globe, similaires au modèle indien de télédétection (IRS) améliorera la télécommande mondiale, le suivi EOS précis, la transmission de données et la distribution des données NigeriaSat. , ce qui améliorera la connaissance et l'utilisation des données à l'échelle mondiale et des rendements financiers plus élevés pour le Nigéria. Cette étude tente donc d'appliquer la planification de la visibilité du ciel du système mondial de navigation par satellite (GNSS) et la dilution de la technique d'analyse de précision pour sélectionner l'emplacement optimal pour la ou les stations au sol EOS au Nigéria. Les données RINEX des stations de référence en fonctionnement continu (CORS) du réseau géodésique nigérian (NigNet) GNSS de février 2012 et le logiciel Trimble Total Control (TTC) ont été utilisés pour déterminer les lignes de base et les positions des 11 CORS disponibles. La technique de planification de la visibilité du ciel GNSS et de dilution de la précision (DOP) a été adoptée car les signaux des satellites se comportent de manière similaire dans l'atmosphère, de sorte qu'une mauvaise visibilité des signaux GNSS dans une fenêtre d'observation particulière se traduit par un signal de définition d'orbite médiocre pour un EOS. . Basé sur l'évaluation des valeurs DOP de Jon [1 = idéal ; 2-3 = excellent ; 4-6 = bon ; 7-8= modéré ; 9-20=juste ; 21-50 = pauvre)], les valeurs DOP pour les stations à travers le Nigeria peuvent être estimées entre excellentes et bonnes pour les stations de réception au sol. Cependant, les résultats globaux ont montré que GEMB sur des hauteurs ellipsoïdales de 1795,7857m a les DOP et le plan de visibilité du ciel les plus appropriés pour les sites de réception au sol, suivis de CGG Toro (916,7853m) et RAMPOLY Maiduguri (702m). L'analyse de la visibilité du ciel a montré la disponibilité d'une moyenne de 9 satellites GPS et 2 satellites de la constellation GLONASS aux récepteurs à des angles d'élévation de 10° à 15° entre 6h00 et 24h00 tous les jours à travers le Nigeria. L'approche des analystes de l'adéquation des stations de réception au sol OS démontrée dans cette étude est recommandée pour le Nigérian.