Study of Coordinate Time Series Using IPTA Method Based on the GNSS Data

• Autorzy: Abdelhamid Mohamed , Olejarz Grzegorz , Borowski Łukasz , Postek Paweł , Krawczyk Artur , Maciuk Kamil

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2025-01-38

Warianty tytułu

PL

Analiza szeregów czasowych współrzędnych GNSS z wykorzystaniem metody IPTA

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the application of the Innovative Polygon Trend Analysis (IPTA) method to study the time series of coordinates from the reference stations of the Global Navigation Satellite System (GNSS), using data sourced from the Nevada Geodetic Laboratory (NGL) between the years 2000 and 2024. The IPTA method can be applied for different time scales which may be daily, weekly, monthly, etc. periods. The purpose of this research is to investigate the existence of monthly seasonal correlation in the time series of coordinates of GNSS reference stations located in Europe. For this purpose, daily Precise Point Positioning (PPP) solutions of 247 GNSS permanent stations located in Central and West Europe were analysed. The research was conducted on time series based on the monthly average values of station coordinates. The analysis showed that a proportion of East, North, and Up components are affected by trends in general. As a result, the IPTA method might be adopted for 22% of the time series of East components, 9% of North components, and 45% of Up components. The study demonstrated that most GNSS stations in Europe exhibit seasonal correlation in the time series of coordinates, although the degree of this correlation varies depending on the component and location. These results highlight the potential of the IPTA method in the geospatial analysis of GNSS data and its utility in engineering applications.

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie metody Innovative Polygon Trend Analysis (IPTA) do badania szeregów czasowych współrzędnych stacji referencyjnych Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej (GNSS), przy użyciu danych pochodzących z Nevada Geodetic Laboratory (NGL) w latach 2000–2024. Metoda IPTA może być stosowana dla różnych skal czasowych, które mogą być dobowe, tygodniowe, miesięczne itd. Celem tego badania jest badanie korelacji sezonowej w szeregach czasowych współrzędnych stacji referencyjnych GNSS zlokalizowanych w Europie w ujęciu miesięcznym. W tym celu przeanalizowano dobowe rozwiązania Precise Point Positioning (PPP) z 247 stacji GNSS zlokalizowanych w Europie Środkowej i Zachodniej. W rezultacie metoda IPTA może być stosowana jedynie dla 22% szeregów czasowych składowych E, 9% składowych N i 45% składowych U. Badanie wykazało, że większość stacji GNSS w Europie wykazuje korelację sezonową w szeregach czasowych współrzędnych, chociaż stopień tej korelacji różni się w zależności od typu składoweji oraz położenia stacji referencyjnej. Wyniki te podkreślają potencjał metody IPTA w analizie geoprzestrzennej danych GNSS i jej użyteczność w innych zastosowaniach inżynieryjnych.

Słowa kluczowe

EN

GNSS; IPTA; Time Series; Coordinates; PPP

PL

GNSS; IPTA; szeregi czasowe; współrzędne; PPP

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2025
• Tom: Vol. 1, no. 1
• Strony: 281--284
• Opis fizyczny: Bibliogr. 1`4 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Abdelhamid Mohamed

• Department of Integrated Geodesy and Cartography, AGH University of Krakow, Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
• Department of Civil Engineering, Helwan University, icon Chemin de Fer de l'Ouest, Logement Économique, Helwan, Cairo, Egypt, Egypt

• https://orcid.org/0009-0008-4052-3086

autor

Olejarz Grzegorz

• Department of Integrated Geodesy and Cartography, AGH University of Krakow, Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Polan

• https://orcid.org/0009-0001-7930-1492

autor

Borowski Łukasz

• University of the National Education Commission, Krakow, Podchorążych 2, 30-084 Kraków, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-7356-5377

autor

Postek Paweł

• Faculty of Production Engineering, University of Life Science in Lublin, Akademicka 13, 20-950 Lublin, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6110-9817

autor

Krawczyk Artur

• Department of Integrated Geodesy and Cartography, AGH University of Krakow, Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Polan

autor

Maciuk Kamil

• Department of Integrated Geodesy and Cartography, AGH University of Krakow, Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland
• Department of Higher Geodesy and Astronomy, Lviv Poly- technic National University, 6 Karpinsky, Lviv, 79013, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-5514-8510

Bibliografia

• 1. Pelc-Mieczkowska R. Preliminary analysis of the applicability of the GPS PPP method in geodynamic studies. Geomatics Environ Eng. 2020;14(4):57–68.
• 2. Maciuk K. The study of seasonal changes of permanent stations coordinates based on weekly EPN solutions. Artif Satell [Internet]. 2016 Jan 1;51(1):1–18. Available from: http://www.degruyter.com/view/j/arsa.2016.51.issue-1/arsa-2016-0001/arsa-2016-0001.xml
• 3. Magiera W, Vārna I, Mitrofanovs I, Silabrieds G, Krawczyk A, Skorupa B, et al. Accuracy of Code GNSS Receivers under Various Conditions. Remote Sens [Internet]. 2022 May 30;14(11):2615. Available from: https://www.mdpi.com/2072-4292/14/11/2615
• 4. Janowski A, Nowak A, Przyborski M, Szulwic J. Mobile Indicators in GIS and GPS Positioning Accuracy in Cities. In: Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics) [Internet]. 2014. p. 309–18. Available from: http://link.springer.com/10.1007/978-3-319-08729-0_31
• 5. Glaner MF, Weber R. An open-source software package for Precise Point Positioning: raPPPid. GPS Solut [Internet]. 2023;27(4):1–11. Available from: https://doi.org/10.1007/s10291-023-01488-4
• 6. Klos A, Olivares G, Teferle FN, Hunegnaw A, Bogusz J. On the combined effect of periodic signals and colored noise on velocity uncertainties. GPS Solut. 2018;22(1):1–13.
• 7. Jadala NB, Sridhar M, Dashora N, Dutta G. Annual, seasonal and diurnal variations of integrated water vapor using GPS observations over Hyderabad, a tropical station. Adv Sp Res [Internet]. 2020;65(1):529–40. Available from: https://doi.org/10.1016/j.asr.2019.10.002
• 8. Lebeza TM, Gashaw T, Tefera GW, Mohammed JA. Trend analysis of hydro-climate variables in the Jemma sub-basin of Upper Blue Nile (Abbay) Basin, Ethiopia. SN Appl Sci [Internet]. 2023;5(5). Available from: https://doi.org/10.1007/s42452-023-05345-4
• 9. Esit M. Investigation of innovative trend approaches (Ita with significance test and ipta) comparing to the classical trend method of monthly and annual hydrometeorological variables: A case study of Ankara region, Turkey. J Water Clim Chang. 2023;14(1):305–29.
• 10. Li J, Wu W, Ye X, Jiang H, Gan R, Wu H, et al. Innovative trend analysis of main agriculture natural hazards in China during 1989–2014. Nat Hazards. 2019 Feb;95(3):677–720.
• 11. Şen Z, Şişman E, Dabanli I. Innovative Polygon Trend Analysis (IPTA) and applications. J Hydrol [Internet]. 2019;575(May):202–10. Available from: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.05.028
• 12. Gujree I, Ahmad I, Zhang F, Arshad A. Innovative Trend Analysis of High-Altitude Climatology of Kashmir Valley, NorthWest Himalayas. Atmosphere (Basel). 2022 May;13(5):764.
• 13. Achite M, Ceribasi G, Ceyhunlu AI, Wałęga A, Caloiero T. The innovative polygon trend analysis (IPTA) as a simple qualitative method to detect changes in environment—example detecting trends of the total monthly precipitation in semiarid area. Sustain. 2021;13(22).
• 14. Blewitt G, Hammond W, Kreemer C. Harnessing the GPS Data Explosion for Interdisciplinary Science. Eos (Washington DC) [Internet]. 2018 Sep 24;99(September 2018). Available from: https://eos.org/project-updates/harnessing-the-gps-data-explosion-for-interdisciplinary-science