Allgemeiner Leitfaden für Statisch und Rapid-Static - Version 3.0 - GPS System 500
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GPS System 500
Allgemeiner Leitfaden für Statisch und Rapid-Static
Version 3.0
DeutschSystem GPS500
Gratulation zum Erwerb Ihres GPS System 500 von
Leica Geosystems.
2 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deKapitel - Übersicht
Einleitung 6
Beobachtungsstrategie für GPS Vermessung 7
Vorausplanung des Feldeinsatzes 13
Beobachtungszeiten und Basislinienlängen 15
Praktische Tips für Feldbeobachtungen 17
Datenübertragung in die SKI-Pro Software 22
Beschaffung von Ausgangskoordinaten für einen Punkt im WGS 84 23
Auswerteparameter 24
Auswahl der Basislinien - Auswertestrategie 30
Interpretation der Basislinienberechnungen 32
Untersuchung des Auswerteprotokolls und Vergleich der Resultate 34
Abspeichern der Resultate 36
Transformation, Ausgleichung und Ausgabe der Resultate 38
Statische und Rapid Static Einfrequenzmessung 39
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 3 Kapitel - ÜbersichtInhaltsverzeichnis
Einleitung ....................................................... 6 Praktische Tips für Feldbeobachtungen ... 17
Referenzstation ......................................................... 17
Beobachtungsstrategie für GPS Erfordernis eines bekannten Punktes im WGS 84 ........... 18
Vermessung ................................................... 7 Beobachtung von Neupunkten .................................. 19
Der "Stop and Go" Indikator als Richtlinie für
Basislinienlänge .......................................................... 7 Beobachtungszeiten ....................................................... 19
Temporäre Referenzstationen für Vermessung Eintragungen in das Beobachtungsprotokoll .............. 20
mittels der "Rapid Static" Schnellmesstechnik .............. 8
Überprüfen der neu vermessenen Punkte ................... 9
Datenübertragung in die SKI-Pro Software . 22
Tag- und Nachtbeobachtungen. Messen über
Kontrolle und Bearbeitung während der
lange Distanzen ........................................................ 10
Datenübertragung ..................................................... 22
Beobachtungszeitplan -
Sicherung von Rohdaten und Projekten .................... 22
Optimale Beobachtungszeit ....................................... 10
Transformation in das örtliche Koordinatensystem ...... 11
Beschaffung von Ausgangskoordinaten
Vorausplanung des Feldeinsatzes ............. 13 für einen Punkt im WGS 84 ........................ 23
GDOP (Geometric Dilution of Precision) .................... 13
Auswahl eines günstigen Beobachtungsfensters ....... 13 Auswerteparameter ..................................... 24
Minimaler Elevationswinkel ....................................... 24
Beobachtungszeiten und Basislinien- Satellitenbahnen ("Ephemeriden") ............................. 25
Lösungsart ................................................................ 25
längen ........................................................... 15
Frequenz .................................................................. 26
Fixiere Ambiguities bis zu .......................................... 27
Mindestdauer für Float Lösung (statisch) ................... 27
Troposphärenmodell ................................................. 28
Ionosphärenmodell ................................................... 28
Stochast. Modellierung verwenden ............................ 29
Inhaltsverzeichnis 4 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deInhaltsverzeichnis, Fortsetzung
Auswahl der Basislinien - Auswerte- Abspeichern der Resultate ......................... 36
strategie ....................................................... 30
Transformation, Ausgleichung und
Interpretation der Basislinien- Ausgabe der Resultate ................................ 38
berechnungen .............................................. 32
Lösung der Phasenmehrdeutigkeiten ........................ 32 Statische und Rapid Static
Float Lösungen ......................................................... 33 Einfrequenzmessung .................................. 39
Untersuchung des Auswerteprotokolls und
Vergleich der Resultate ............................... 34
Vergleich zw. Auswerte- und Beobachtungsprotokoll . 35
Vergleich der Resultate von Doppelbeobachtungen ... 35
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 5 InhaltsverzeichnisEinleitung
Vermessungen basierend auf dem Dieser Leitfaden zeigt auf, wie
Global Positioning System (GPS) statische und Rapid Static ("schnell
werden aufgrund ihrer Vorteile in der statische") GPS Messungen durch-
Genauigkeit, Schnelligkeit, Flexibilität geführt werden und legt besondere
und Wirtschaftlichkeit immer populä- Betonung auf die für diese Anwen-
rer. Die dabei angewandten Techni- dungen relevanten Aspekte.
ken unterscheiden sich grundlegend
von den Methoden der klassischen Obwohl dieser Leitfaden speziell für
Vermessung. Leica GPS - System 500 und System
300 entworfen wurde, beinhaltet er
Unter der Voraussetzung, dass viele allgemeine Informationen, die
bestimmte Grundregeln eingehalten auf alle GPS Messverfahren an-
werden, führt die GPS Vermessung wendbar sind. Zusätzliche Informa-
relativ einfach zu guten, zuverlässi- tionen finden Sie in den verschie-
gen Ergebnissen. Vom praktischen denen Leitfäden der System 500
Standpunkt aus betrachtet, ist ein oder System 300 Dokumentation.
gutes Grundverständnis für das
Erstellen von Beobachtungsplänen,
die Durchführung von Messkam-
pagnen und die Auswertung von
GPS Daten viel wichtiger als ein
detailliertes, theoretisches Wissen
über das Global Positioning System.
Einleitung 6 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deBeobachtungsstrategie für GPS Vermessung
Basislinienlänge
Ein GPS Empfänger misst die Je kürzer die Basislinie ist, desto Folglich sollten bei allen GPS Ver-
ankommende Phase des Satelliten- eher sind die Bedingungen in der messungen und speziell bei der
signals in Millimetergenauigkeit. Auf Atmosphäre, welche die "Rapid Static"-Schnellmesstechnik
dem Weg vom Satellit zur Erde Satellitensignale auf ihrem Weg zu die Basislinien kurz sein.
unterliegen die Signale Ausbrei- den beiden Empfängern durchlaufen,
tungseinflüssen der Atmosphäre, die identisch.
sich genauigkeitsmindernd auf die
Beobachtungen auswirken. Die Vor allem bei der "Rapid Static"-
Atmosphäre wird hinsichtlich der Schnellmesstechnik mit kurzen
Signal- und Wellenausbreitung in Beobachtungszeiten ist es wesent-
Ionosphäre und Troposphäre lich, dass die Störeinflüsse der
unterteilt. Ionosphäre für beide Stationen
nahezu gleich sind.
GPS Vermessung ist eine differenti-
elle Messmethode bei der eine
Basislinie zwischen zwei Empfän-
gern beobachtet und berechnet wird.
Wird von zwei Beobachtungs-
stationen aus simultan zu denselben
Satelliten gemessen, heben sich die
atmosphärischen Ausbreitungs-
effekte grösstenteils auf.
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 7 Beobachtungsstrategie für GPS VermessungTemporäre Referenzstationen für Vermessung mittels der "Rapid Static" Schnellmesstechnik
Da die Beobachtungszeiten und die Hinsichtlich Produktivität und Genau-
resultierenden Genauigkeiten vor- igkeit ist es von grösserem Vorteil
wiegend von der Basislinienlänge kurze Basislinien (z.B. 5km) von
abhängen, wird empfohlen die Länge verschiedenen temporären
der Basislinien möglichst kurz zu Referenzstationen aus zu messen,
halten. als lange Basislinien (z.B: 15km)
ausgehend von einem einzigen
Abhängig vom Messgebiet und der zentralen Punkt.
Anzahl der mittels GPS zu messen-
den Punkte sollte überlegt werden
eine oder mehrere temporäre
Referenzstationen zu errichten.
Die Basislinien können einen
radialen Abstand von mehreren
Kilometern zur Referenzstation
aufweisen. Denken Sie jedoch
immer daran, die Basislinienlänge
kurz zu halten. Der Zusammenhang
zwischen Basislinienlänge und
Beobachtugszeiten ist in der Tabelle
auf Seite 16 zusammengestellt.
Beobachtungsstrategie für GPS Vermessung 8 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deÜberprüfen der neu vermessenen Punkte
In jedem Bereich der Vermessung Wenn die Beobachtungszeit zu kurz Dies garantiert, dass die
werden unabhängige Messungen zur ist, die Satellitengeometrie (GDOP) Aufstellung, die Satelliten-
Kontrolle durchgeführt. In der ungünstig oder die ionosphärischen konstellation und die atmos-
klassischen Vermessung wird die Störungen zu stark sind, kann es phärischen Bedingungen
Genauigkeit oder Identität des vorkommen, dass die Auswerte- unterschiedlich sind.
Festpunktes, die Orientierung des software die Phasenmehrdeutig-
Instrumentes, die Instrumenten- und keiten zwar lösen kann, das Ergeb- Schliessen Sie jeden Polygonzug
Zielhöhe, usw. überprüft. Zur nis jedoch nicht innerhalb der ange- mit einer Basislinie vom letzten
Kontrolle werden Polygonzüge an- gebenen Genauigkeitsspezifika- zum ersten Punkt ab.
und abgeschlossen, Nivellement- tionen liegt.
schleifen geschlossen, Punkte Messen Sie unabhängige
doppelt beobachtet und Kontroll- Je nach Genauigkeitsanforderungen Basislinien zwischen den Punkten
strecken gemessen! Abhängig von sollten Sie immer dazu bereit sein in einem Netz
der Aufgabenstellung und der neu vermessenen Punkte zu über-
verlangten Genauigkeit ist es auch prüfen. Dies ist besonders wichtig, Eine nur teilweise unabhängige
bei GPS Vermessungen die Mühe wenn die Beobachtungszeiten auf Kontrolle kann erreicht werden,
wert dieselben Prinzipien anzuwen- ein Minimum reduziert und die wenn zwei Referenzstationen anstatt
den. Empfehlungen bezüglich GDOP einer verwendet werden und jeder
nicht eingehalten werden. Punkt von zwei unterschiedlichen
Vor allem bei der "Rapid Static"- Festpunkten bestimmt werden kann.
Schnellmesstechnik sollte man Tips für vollkommen unabhängige Die Basislinien sind aber nicht
bezüglich der kurzen Beobachtungs- Kontrollmessungen: vollkommen unabhängig, da sie
zeiten vorsichtig sein. beide von denselben Beobach-
Beobachten Sie jeden Punkt ein tungen und Bedingungen der
zweites Mal während eines mobilen Stationen abhängen.
vollkommen verschiedenen
Satellitenfensters.
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 9 Beobachtungsstrategie für GPS VermessungBeobachtungszeitplan -
Tag- und Nachtbeobachtungen. Messen über lange Distanzen Optimale Beobachtungszeit
Generell gilt die Regel, je länger die Für Basislinien bis zu 20 km Länge Betrachtet man die graphischen
Basislinie desto länger die Beobach- wird man normalerweise versuchen Darstellungen der Satelliten-
tungszeit. die Mehrdeutigkeiten mit den Algo- verfügbarkeit und der Satelliten-
rithmen der "Rapid Static"-Schnell- geometrie (GDOP), kann man einige,
Die Ausbreitungseffekte in der Ionos- messtechnik in der Auswertesoft- über einen ganzen Tag verteilte,
phäre sind in erheblichem Masse von
ware SKI-Pro zu lösen. günstige Zeitperioden für die Mes-
der Sonnenaktivität abhängig. Daher
sungen feststellen (siehe Seite 14).
wirken sich diese Störungen eher bei
Unter günstigen Bedingungen ist es Für eine erfolgreiche Anwendung der
Tag als bei Nacht aus. Für die "Rapid
Static"-Schnellmesstechnik ergibt sich auch möglich Mehrdeutigkeiten für "Rapid Static"-Schnellmesstechnik
daher, dass die Länge der Basislinie in Basislinien von über 20 km Länge zu sind gute Satellitenfenster Voraus-
der Nacht annähernd doppelt so lang lösen. setzung. Aus diesem Grund sollten
sein kann als bei Messungen während die Beobachtungszeiten sorgfältig
des Tages. Oder, anders gesagt, die Für Basislinien, die länger als 80 km geplant werden.
Beobachtungszeit für eine Basislinie sind, ist es nicht ratsam die Mehr-
kann in der Nacht auf die Hälfte deutigkeiten zu lösen. In diesem Fall Es ist unmöglich GPS Beobachtun-
herabgesetzt werden. wird ein anderer Auswertealgorith- gen auf die Minute vorauszuplanen.
mus in SKI-Pro verwendet, wobei der Es ist daher ratsam, während eines
Die Störungen der Ionosphäre Einfluss der Ionosphäre grösstenteils günstigen Beobachtungsfensters
unterliegen einem Zyklus von 11 beseitigt, jedoch die Ganzzahligkeit antstatt einer grossen Anzahl von
Jahren, wobei in den nächsten paar der Mehrdeutigkeiten zerstört wird. Punkten mit minimaler Beobach-
Jahren ein Maximum erreicht wird. Es ist dafür ausreichend Beob- tungszeit, einen Punkt weniger und
In der Tabelle auf Seite 16 sind achtungszeit nötig, um die Genauig- dafür einige Minuten länger zu
Richtlinien bezüglich der Basislinien- keitsangaben zu erfüllen. messen. Besonders bei Arbeiten mit
längen und den notwendigen hohen Genauigkeitsanforderungen
Beobachtungszeiten unter ungünsti- lohnt es sich auf Nummer Sicher zu
gen ionosphärischen Bedingungen gehen.
zusammengestellt.
Beobachtungsstrategie für GPS Vermessung 10 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deTransformation in das örtliche Koordinatensystem
System 500 und System 300 liefern Für die Transformation müssen Lesen Sie zum Thema Transforma-
genaue relative Positionen von Punkte mit bekannten Landeskoor- tion die Online Hilfe, um über die
Punkten, die in einem GPS Netz dinaten in das GPS-Netz miteinbezo- Berechnung von Transformations-
beobachtet und bei der Auswertung gen werden. Diese Punkte, deren parametern in SKI-Pro nähere
im nachhinein miteinander in Zusam- Koordinaten sowohl im WGS 84 als Details zu erfahren.
menhang gebracht werden. Die so auch im Landessystem vorliegen,
bestimmten Koordinaten liegen im dienen einerseits zur Bestimmung
Geodätischen WeltSystem WGS 84 der Transformationsparameter ande-
vor. rerseits zur Überprüfung der Be-
schaffenheit des lokalen Systems.
Bei den meisten Projekten ist es Die identischen Punkte sollten
notwendig, die mittels GPS bestimm- gleichmässig um das Projektgebiet
ten WGS84 Koordinaten in lokale, herum (und sogar innerhalb dessel-
verebnete Koordinaten zu transfor- ben) verteilt sein. Für eine korrekte
mieren, z.B. Landeskoordinaten, die Berechnung aller Transformations-
auf einer Kartenprojektion und einem parameter (3 Translationen, 3 Rota-
Bezugsellipsoid basieren. tionen, 1Massstabsfaktor) sind
zumindest drei- vorzugsweise vier
oder sogar mehrere identische
Punkte notwendig.
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 11 Beobachtungsstrategie für GPS VermessungTransformation in das örtliche Koordinatensystem, Fortsetzung
Beobachtungsstrategie Temporäre Referenzstationen
9 Planen Sie jede Messkampagne sorgfältig voraus Hinsichtlich Produktivität und Genauigkeit sind Messun-
9 Beachten Sie die Anforderungen, die Anzahl der gen von kurzen Basisilinien, die von mehreren Referenz-
Punkte und die verlangte Genauigkeit stationen ausgehen, Messungen die von einem einzigen
9 Beachten Sie das vorhandene Festpunktfeld Zentralpunkt ausgehen, vorzuziehen.
9 Beachten Sie die Transformation in das
Landeskoordinatensystem
9 Beachten Sie die optimalen Beobachtungs- und
Berechnungsmethoden
9 Für hohe Genauigkeitsansprüche halten Sie die
Basislinien so kurz wie möglich
9 Verwenden Sie temporäre Referenzstationen
- Beachten Sie die Notwendigkeit unabhängiger
Kontrollmessungen:
- Doppelte Beobachtungen der Punkte während R-Temporäre Referenzstation
unterschiedlicher Satellitenfenster
- Schliessen von Linienzügen Beispiel:
9 Messen unabhängiger Basislinien zwischen den 6 temporäre Referenzstationen werden statisch oder
Punkten mittels Rapid Static bestimmt.
9 Erwägen Sie den Einsatz von zwei Referenzstationen
9 Beobachten Sie nur während guter Satellitenfenster Kontrolle der temporären Referenzstationen durch
9 Beobachten Sie lange Linien vorzugsweise in der Doppelmessung oder unabhängige Basislinien.
Nacht. Neupunkte werden mittels Rapid Static von den
9 Beachten Sie die Anforderungen, die Anzahl der temporären Referenzpunkten aus bestimmt.
Punkte und die verlangte Genauigkeit Kritische und wichtige Punkte sollen kontrolliert
werden.
Beobachtungsstrategie für GPS Vermessung 12 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deVorausplanung des Feldeinsatzes
GDOP (Geometric Dilution of Auswahl eines günstigen Beobachtungsfensters
Precision)
Der GDOP-Wert ermöglicht die Geo- Für eine erfolgreiche GPS Vermessung auch für die mobilen Stationen vorhan-
metrie der Satellitenkonstellation zu mit höchsten Genauigkeitsansprüchen den sein.
beurteilen. Ein niedriger Wert ist es wichtig, dass die Beobachtungen
indiziert eine gute Geometrie, wäh- Während schlechter Satellitenfenster
während eines guten Satellitenfensters
rend ein hoher Wert eine schlechte sollte nur dann beobachtet werden,
durchgeführt werden. Vorausgesetzt die
Satellitenkonfiguration anzeigt. Je wenn bei Langzeitmessungen dadurch
geographische Länge und Breite des
besser der GDOP-Wert ist, desto zwei oder mehrere gute Satelliten-
Messgebietes ist auf 1° genau bekannt,
wahrscheinlicher ist es auch gute fenster überbrückt werden, z.B. bei
können mit Hilfe von graphischen Dar-
Resultate zu erzielen. Referenzstationen und beim Messen
stellungen über Satelliten und Sichtbar-
langer Linien.
Eine schlechte Satellitenkonstellation keitsdiagrammen der Planungskom-
kann mit dem "Gefährlichen Kreis" ponente "Satelliten - Verfügbarkeit" von Sind Abschattungen in der Nähe des
beim klassischen Rückwärtsschnitt SKI-Pro die optimalen Beobachtungs- Messpunktes zu erwarten, sollte mit
verglichen werden und führt demzu- zeiten auf Grund guter Beobachtungs- Hilfe eines Satellitensichtbarkeitsdia-
folge bei der Auswertung zu unsiche- fenster ausgewählt werden. grammes festgestellt werden, ob
ren Ergebnissen. Signale von Satelliten dadurch nicht
Seien Sie besonders sorgfältig bei der
Die "Rapid Static"-Schnellmess- empfangen werden können. Abschat-
Auswahl von Beobachtungsfenster für
technik sollte nur dann durchgeführt tungen können zu einer Verschlechte-
die "Rapid Static"-Schnellmeßtechnik.
werden, wenn der GDOP-Wert rung des GDOP-Wertes führen. Dieser
kleiner oder gleich 8 ist. Der ideale In einem für die "Rapid Static"-Schnell- muß auf jeden Fall erneut berechnet
GDOP-Wert liegt bei 5 und darunter. meßtechnik geeignetem Beobach- werden, nachdem der abgeschattete
tungsfenster müssen mindestens vier, Satellit in der Planungskomponente
vorzugsweise mehr, Satelliten mit auf "off" gestellt worden ist. Eine sorg-
einem GDOP-Wert ≤ 8 und einem fältige Erkundung solcher Punkte ist in
minimalen Elevationswinkel von 15° jedem Fall ratsam und der Mühe wert.
sowohl für die Referenzstation als
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 13 Vorausplanung des FeldeinsatzesAuswahl guter Beobachtungsfenster, Fortsetzung
Wählen Sie ein Fenster Beispiel:
Beobachtungsfenster für Rapid Static:
9 4 oder mehr Satelliten über 15° Elevation.
9 GDOP ≤ 8.
Optimale Bedingungen:
9 5 oder mehr Satelliten.
9 GDOP ≤ 5.
9 Satelliten über 20° Elevation.
Immer:
Gutes Fenster - GDOP niedrig und stabil Vermeiden Sie Beobachtungen
9 Überprüfen Sie Abschattungen mittels während einer solchen "Spitze"
Satellitensichtbarkeitsdiagrammen.
Ungünstiges Fenster - GDOP hoch
9 Berechnen Sie erneut den GDOP falls Satelliten
abgeschattet werden.
9 Vorsicht ist geboten, wenn 2 von 4 oder 5 Satelliten
eine niedrige Elevation aufweisen (Beobachtungszeiten und Basislinienlängen
Für ein genaues, zufriedenstellendes Der Einfluss der ionosphärischen Störungen ändert sich mit der Zeit und der
Ergebnis im Post-Processing, hängt Position auf der Erdoberfläche. Da der Einfluss dieser Störungen in der
die Beobachtungszeit von folgenden Nacht viel geringer ist, können Beobachtungszeiten für die "Rapid Static"-
Faktoren ab: der Basislinienlänge, Schnellmesstechnik in der Nacht meist halbiert oder Basislinienlängen
der Anzahl der Satelliten, der verdoppelt werden. Es ist daher vorteilhaft Basislinien zwischen 20 km und
Satellitengeometrie (GDOP) und 30 km in der Nacht zu messen.
dem Einfluss der Ionosphäre.
Es ist nur unter grossen Einschränkungen möglich garantierte Beobach-
Da die "Rapid Static"-Schnellmess- tungszeiten anzugegeben. Die folgende Tabelle gibt Richtlinien bezüglich
technik nur unter der Voraussetzung, Basislinienlängen und den dazugehörigen Beobachtungszeiten an. Als
dass vier oder mehrere Satelliten mit Grundlage dienen Testmessungen mit einen Zweifrequenz-Empfänger in
einem GDOP-Wert kleiner oder mittleren Breiten unter starkem Einfluss der ionosphärischen Störungen.
gleich 8 zur Verfügung stehen,
durchgeführt werden soll, ist die Der Einfluss der ionosphärischen Störungen ist zur Zeit im ansteigen und
erforderliche Beobachtungszeit in unterliegt einem Zyklus von 11 Jahren. Wenn die Aktivität zunimmt, ist zu
erster Linie eine Funktion der erwarten, dass entweder die Beobachtungszeiten verlängert oder die
Basislinienlänge und des Einflusses Basislinienlängen verkürzt werden müssen. Der Stärke des Einflusses der
der ionosphärischen Störungen. Ionosphäre ist ausserdem von der Position auf der Erdoberfläche abhängig.
Der Einfluss ist in mittleren Breiten geringer als in polaren und äquatorialen
Gebieten.
Beachten Sie, dass Signale von Satelliten mit geringem Eleva-
tionswinkel von atmosphärischen Störungen viel mehr beeinflusst
werden als solche von höher stehenden Satelliten. Haben zwei von
vier oder von fünf Satelliten niedrige Elevationswinkel (Beobachtungszeiten und Basislinienlängen, Fortsetzung
Beobachtungszeiten und Basislinienlängen
Die Beobachtungszeit ist abhängig von:
• der Basislinienlänge
• der Anzahl der Satelliten
• der Satellitengeometrie (GDOP)
• den Störeinflüssen der Ionosphäre der Einfluss der ionosphärischen
Störungen ist abhängig von der Zeit, von Tag/Nacht, von Monat und Jahr,
und von der Position auf der Erdoberfläche.
Die folgende Tabelle stellt für Zweifrequenz Empfänger ungefähre Richtlinien
von Basislinienlängen und deren erforderlichen Beobachtungszeiten für
mittlere Breiten dar.
Beob. Anz. Sat. Basislinien- Ungefähre Beobachtungs-
Methode GDOP ≤ 8 länge zeit
Bei Tag Bei Nacht
Rapid 4 oder mehr Bis zu 5 km 5 bis 10 Min. 5 Min.
Static 4 oder mehr 5 bis 10 km 10 bis 20 Min. 5 bis 10 Min.
5 oder mehr 10 bis 15 km Mehr als 20 Min. 5 bis 20 Min.
Statisch 4 oder mehr 15 bis 30 km 1 bis 2 Std. 1 Std.
4 oder mehr Mehr als 30 km 2 bis 3 Std. 2 Std.
Beobachtungszeiten und Basislinienlängen 16 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0dePraktische Tips für Feldbeobachtungen
Referenzstation
Die GPS-Vermessung beruht auf • Keine starken Sender (Radio, TV- Beachten Sie, dass die
differentiellen Techniken, wobei die Antennen, etc.) in der Nähe. Referenzstation nicht auf ei-
Basislinie zwischen der Referenz- nem bekannten Punkt errich-
Die Resultate aller Neupunkte hän-
station und der mobilen Station tet werden muss. Standorte
gen von einer zuverlässigen Leis-
"beobachtet" und berechnet wird. Da für temporäre Referenz-
tung der Referenzstation ab! Es ist
meist viele Basislinien von einer
daher besonders wichtig, dass der stationen, die alle oben ge-
Referenzstation ausgehen, ist die
Empfänger auf der Referenzstation nannten Voraussetzungen
Auswahl und die Zuverlässigkeit
vollkommen verlässlich arbeitet: erfüllen, sind auf alle Fälle
solcher Referenzstationen von
• Sorgen Sie für eine sichere Strom- den Punkten, deren Koordi-
grosser Bedeutung.
versorgung, indem Sie nur eine naten zwar bekannt, die aber
vollkommen aufgeladene Batterie für GPS Messungen nicht ge-
Die Standorte für die Referenzstatio-
verwenden. Erwägen Sie ausser-
nen sollten so ausgewählt werden, eignet sind, vorzuziehen.
dem zwei Batterien oder einen
dass sie für GPS Messungen gut ge-
Transformator für einen Strom-
eignet sind. Ein optimaler Standort Um die Transformation vom WGS 84
netzanschluss zu verwenden.
sollte folgendermassen beschaffen in das Landeskoordinatensystem zu
• Überprüfen Sie, dass ausreichend
sein: berechnen, müssen Punkte in das
Speicherplatz zur Aufzeichnung
• Keine Abschattungen über einem GPS Netz miteinbezogen werden,
aller Beobachtungen vorhanden ist.
minimalen Elevationswinkel von deren Koordinaten im lokalen
• Kontrollieren Sie die Antennen-
15°. System bekannt sind. Es ist aber
höhe und -offset.
• Keine reflektierenden Oberflächen nicht notwendig, diese Punkte als
• Überprüfen Sie, dass alle Para-
die Mehrwegeffekte verursachen. Referenzstationen zu verwenden.
meter (Art der Beobachtung, Auf-
• Abgesichert vor starkem Verkehr Sie können mit den mobilen Empfän-
zeichnungsrate, etc.) richtig ge-
und Passanten. Möglichkeiten den gern eingemessen werden.
setzt sind und mit jenen der
Empfänger unbeaufsichtigt zu
mobilen Stationen zusammen-
lassen.
passen.
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 17 Praktische Tips für FeldbeobachtungenErfordernis eines bekannten Punktes im WGS 84
Für die Berechnung von Basislinien Sind keine WGS 84 Koordinaten für Unter dem Einfluss von SA kann das
in der Auswertung ist es notwendig, einen Punkt bekannt und können Resultat der Positionsbestimmung
einen Punkt (Referenzpunkt) festzu- diese auch nicht beschafft werden, eine Ungenauigkeit von 100 m oder
halten. Die Koordinaten der anderen kann eine Einzelpunktpositionierung sogar mehr aufweisen.
Punkte (Neupunkte) werden relativ mit Hilfe der Auswertesoftware SKI-
zu diesem festgehaltenen Punkt Pro durchgeführt werden. Wenn Eine Einzelpunktpositionierung für
berechnet. jedoch die Genauigkeitsdegradierung den Ausgangspunkt eines Netzes
Um den Einfluss systematischer des Systems (Selective Availability sollte immer nur für jene Stationen
Fehler auf das Resultat zu vermei- (SA)) wirksam ist, muss über eine durchgeführt werden, für die Beob-
den, müssen die Koordinaten des ausreichend lange Zeit beobachtet achtungen von mehreren Stunden
festgehaltenen Punktes innerhalb werden. Dadurch ist es dann möglich, vorhanden sind. Die berechneten
von 20m im WGS 84 Koordinatensy- die Effekte von SA auf die Einzelpunkt- WGS 84 Koordinaten liegen dann mit
stem bekannt sein. Wenn immer es positionierung durch Mittelbildung einer Genauigkeit innerhalb von 10m
möglich ist, sollten die festgehalte- grösstenteils zu eliminieren. vor.
nen Koordinaten im WGS 84 System In der Regel wird an der Referenz-
auf 10m bekannt sein, da sonst ein Die minimale Beobachtungszeit für
station über mehrere Stunden lang
Massstabsfehler von 1-2 ppm einge- eine zuverlässige Einzelpunkt-
beobachtet, während die mobilen
führt wird. positionierung liegt bei 2-3 Stunden,
Einheiten sich von Punkt zu Punkt
vorausgesetzt vier oder mehrere
Das bedeutet, dass für jede präzise bewegen. Unter dieser Voraussetzung
Satelliten sind vorhanden und ein
GPS Vermessung die absoluten ist die mittels Einzelpunktpositio-
guter GDOP-Wert ist gewährleistet.
Koordinaten eines Punktes im Netz nierung in SKI-PRO bestimmte
Je länger die Beobachtungszeit,
auf 10 m im WGS 84 bekannt sein Position des Referenzempfängers
desto besser wird das Resultat der
müssen. Diese WGS 84 Koordinaten grösstenteils frei von SA Effekten.
Wird eine Einzelpunktpositionierung Einzelpunktberechnung.
für einen Punkt stehen entweder von
vornherein zur Verfügung oder auf Grund von Daten mit nur wenigen
können leicht, wie in auf Seite 23 Minuten Beobachtungszeit durchge-
beschrieben, beschafft werden. führt, werden die Effekte von SA nicht
eliminiert.
Praktische Tips für Feldbeobachtungen 18 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deBeobachtung von Neupunkten Der "Stop and Go" Indikator als Richtlinie für Beobachtungszeiten
Auch bei der Beobachtung von Der "Stop and Go" Indikator des Da der "Stop and Go" Indikator nur
Neupunkten mit den mobilen Emp- Sensors gibt dem Benutzer des auf den Bedingungen der jeweiligen
fängern sollten gewisse Regeln mobilen Empfängers ungefähre mobilen Station beruht, sind dies nur
eingehalten werden. Dies gilt ins- Richtlinien bezüglich der Beobach- ungefähre Abschätzungen für die
besonders für die "Rapid Static"- tungszeiten für die "Rapid Static"- erforderliche Messzeit und daher nur
Schnellmesstechnik mit kurzen Schnellmesstechnik mit vier oder als Richtlinien anzusehen.
Beobachtungszeiten. mehr Satelliten und einem GDOP-
Wert kleiner oder gleich 8 an. Dabei
• Versichern Sie sich, dass die wird abgeschätzt wieviele Beobach-
Konfigurationsparameter (z.B. tungen für eine erfolgreiche Auswer-
Aufzeichnungsrate, etc.) korrekt tung (Lösung der Mehrdeutigkeiten)
sind und mit jenen der Referenz- notwendig sind.
station übereinstimmen.
• Kontrollieren Sie die Antennen- Zur Zeit werden die Abschätzungen
höhe und -exzentrizität. für drei Bereiche von Basislinien-
• Beachten Sie den GDOP-Wert, längen, 0 bis 5km, 5 bis 15km und
wenn Sie auf einem Punkt nur für über 15 km, durchgeführt. Die
kurze Zeit beobachten. Abschätzungen basieren auf den
• Für Genaugkeitsanforderungen gegenwärtigen Bedingungen für
von 5-10mm + 1ppm an die GPS Beobachtungen in mittleren
"Rapid Static"-Schnellmess- Breiten unter der Annahme, dass
technik, sollten nur Messdaten mit sowohl vom Referenzempfänger als
einem GDOP-Wert ≤ 8 verwendet auch vom Roverempfänger die-
werden. selben Satelliten beobachtet werden.
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 19 Praktische Tips für FeldbeobachtungenEintragungen in das Beobachtungsprotokoll
Wie bei allen Vermessungsarbeiten lohnen sich auch bei
GPS Vermessungen Eintragungen in ein Beobachtungs-
protokoll für jeden Punkt. Beobachtungsprotokolle
erleichtern die Kontrolle und Bearbeitung während der
Auswertung.
Referenzstationen Roverstation
9 Keine Abschattungen über 15° Elevation. 9 15° minimaler Elevationswinkel.
9 Keine reflektierenden Oberflächen 9 Keine Hindernisse, die Satellitensignale abschatten.
(Mehrwegausbreitungen).
9 Keine reflektierenden Oberflächen
9 Abgesichert, Ausrüstung kann unbeaufsichtigt bleiben.
(Mehrwegausbreitungen).
9 Keine Sender in der Nähe.
9 Keine Sender in der Nähe.
9 Ausreichende Stromversorgung.
9 Voll aufgeladene Batterien.
9 Ausreichend Datenspeicherkapazität.
9 Ausreichend Datenspeicherkapazität.
9 Korrekte Konfigurationsparameter (Art der
Beobachtung, Aufzeichnungsrate). 9 Korrekte Konfigurationsparameter (Art der
Beobachtung, Aufzeichnungsrate).
9 Kontrollieren Sie Antennenhöhe und - exzentrizität.
9 Muss kein koordinativ bekannter Punkt sein 9 Kontrollieren Sie Antennenhöhe und - exzentrizität.
9 Es ist besser temporäre Referenzstationen an für 9 Beobachten Sie nur in guten Satellitenfenstern.
GPS-Messungen geeigneten Standorten zu errichten 9 Beachten Sie dass der GDOP-Wert ≤ 8.
als an zwar bekannten aber ungeeigneten Punkten.
9 Benutzen Sie den "Stop and Go" Indikator als
Für präzise GPS Vermessung müssen für einen Punkt Richtlinie für Beobachtungszeiten.
Koordinaten im WGS 84 System auf 10m genau bekannt 9 Führen Sie Eintragungen in ein
sein. Beobachtungsprotokoll durch.
Praktische Tips für Feldbeobachtungen 20 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deEintragungen in das Beobachtungsprotokoll, Fortsetzung
Praktische Hinweise Beobachtungsprotokoll
9 Dreifuss: Kontrollieren Sie die Libelle und das Punkt Nr.: Datum
optische Lot.
Sensor Seriennr.: Beobachter:
9 Horizontieren und zentrieren Sie Dreifuss und Stativ
korrekt. Speicherkartennr.:
9 Kontrollieren Sie Antennenhöhenablesung und
Art der Aufstellung:
Antennenoffset.
9 Ein Fehler in der Höhenablesung beeinträchtigt die Antennenhöhe:
gesamte Lösung! Beginn Messung:
9 Halten Sie Kontakt zwischen der Referenzstation und
den mobilen Stationen mittels Funkgeräten. Ende Messung:
9 Beachten Sie für sehr präzise Arbeiten die Antennen Anzahl der Epochen:
zu orientieren.
Anzahl der Satelliten:
GDOP:
Navigationsposition: Breite Länge Höhe
Anmerkungen:
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 21 Praktische Tips für FeldbeobachtungenDatenübertragung in die SKI-Pro Software
Kontrolle und Bearbeitung während der Sicherung von Rohdaten und
Datenübertragung Projekten
Messdaten können über einen PC- • Vergleichen Sie die Ablesungen Nach dem Einlesen der Messdaten
Slot, ein eigenes Kartenlaufwerk, der Antennenhöhen mit denen in in SKI-Pro sollten immer
einen Controller (System 300), einen den Beobachtungsprotokollen. Sicherungen auf eine Diskette oder
Empfänger (System 500) oder von auf die Festplatte durchgeführt
einer Diskette mit gesicherten Beachten Sie, dass einige werden. Dadurch stehen die
Rohdaten in SKI-Pro übertragen der oben genannten stations- Rohdaten auch dann weiterhin zur
werden. Während dieser Datenüber- bezogenen Parameter in Verfügung, wenn die Speicherkarte
tragung hat der Benutzer die Mög- manchen SKI-Pro Kompo- gelöscht und wiederverwendet wird.
lichkeit gewisse Daten zu kontrollie- nenten geändert werden kön- Werden Datensicherungen von
ren und zu bearbeiten. Es ist beson- nen. Die betroffenen Basis- mehreren Speicherkarten gemacht,
ders ratsam folgendes zu kontrollie- linien müssen in einem sol- ist es ratsam, ein eigenes
ren: chen Fall dann neu Verzeichnis für jede Speicherkarte
berechnet werden. anzulegen.
• Punktbezeichnung: Überprüfen
Sie die Schreibweise, Gross- oder Nachdem alle Daten eines Projektes
Kleinbuchstaben, Zwischenräume, eingelesen worden sind, lohnt es
etc. sich, eine Sicherung des gesamten
• Versichern Sie sich, dass Punkte Projektverzeichnisses zu machen,
die doppelt beobachtet wurden bevor die Daten bearbeitet werden.
dieselbe Punktbezeichnung ha-
ben, während verschiedene Punk-
te in einem Projekt mit unter-
schiedlichen Punktbezeichnungen
versehen sein sollen.
Datenübertragung in die SKI-Pro Software 22 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deBeschaffung von Ausgangskoordinaten für einen Punkt im WGS 84
Wie auf Seite 18 beschrieben, Die ungefähren Transformations- Sind keine guten Ausgangskoordi-
erfordert die Berechnung der Basis- parameter werden normalerweise naten für die Referenzstation im WGS
linien, dass ein Punkt festgehalten von den Landesvermessungsämtern 84 System vorhanden oder können
wird. Die Koordinaten der anderen oder Universitäten zur Verfügung nicht, wie in den letzten beiden
Punkte werden bezogen auf diesen gestellt. Absätzen beschrieben, beschafft
"Fixpunkt" berechnet. werden, kann eine Einzelpunkt-
Wie auf Seite 17 erklärt, ist es nicht positionierung mittels SKI-Pro
Für präzise GPS-Vermessungen
notwendig, dass der Referenz- durchgeführt werden. Einzelpunkt-
müssen für EINEN Punkt des Netzes
empfänger auf einem koordinaten- positionierungen sollten aber nur für
absolute Koordinaten im WGS 84
mässig bekannten Punkt aufgestellt jene Punkte angewandt werden, an
System auf 10m genau bekannt
wird. Wurde die Referenzstation auf denen über mehrere Stunden lang
sein. Diese WGS 84 Koordinaten
einem neuen, unbekannten Punkt beobachtet wurde. Der Einfluss von
sind oft schon vorhanden, oder
errichtet und der bekannte Punkt mit "Selective Availability"-Effekten wird
können leicht beschafft werden.
Hilfe eines mobilen Empfängers ein- durch Mittelbildung minimiert und die
Unter Verwendung der Trans- gemessen, so sollte die erste Basis- erhaltenen WGS 84 Koordinaten
formationskomponente von SKI-Pro linie vom bekannten Punkt (Rover) liegen mit der geforderten 10m
können die ebenen, lokalen Gitter- zu dem unbekannten Punkt Genauigkeit vor. Siehe Abschnitt
koordinaten eines bekannten (Referenz) berechnet werden, um "Erfordernis eines bekannten Punktes
Punktes leicht als geographische die benötigten Ausgangskoordinaten im WGS 84" für nähere Informationen.
oder kartesische Koordinaten des im WGS 84 für die Referenzstation
lokalen Bezugsellipsoides berechnet zu bestimmen und zu speichern. Denken Sie immer daran, dass
werden. Sind die ungefähren Ver- schlechte Ausgangskoordinaten der
schiebungen zwischen dem lokalen Referenzstation die Basislinien-
Datum und dem WGS 84 bekannt, berechnung beeinträchtigen, was
können die WGS 84 Koordinaten dazu führt, dass die Resultate nicht
dieses Punktes mit ausreichender mehr innerhalb der angegebenen
Genauigkeit bestimmt werden. Genauigkeitsspezifikationen liegen.
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 23 Beschaffung von AusgangskoordinatenAuswerteparameter Minimaler Elevationswinkel
In den meisten Fällen können die Allgemein wird in der Praxis bei GPS Manchmal kann es im Fall von starken
eingestellten Standardwerte zur Vermessungen der minimale Störeinflüssen der Ionosphäre von
GPS-Auswertung beibehalten Elevationswinkel im Empfänger auf Vorteil sein, den minimalen
werden und müssen vom Anwender 10° gesetzt. 15° ist der voreingestell- Elevationswinkel auf 20° zu erhöhen.
nicht geändert werden. In einigen te Wert in der Auswertesoftware SKI- Voraussetzung dafür ist, dass ausrei-
chend viele Satelliten mit einem Eleva-
wenigen Fällen kann es sich als Pro. Sind präzise Resultate gefor-
tionswinkel von über 20° mit einem
notwendig erweisen, dass der dert, sollte der minimale Elevations- guten GDOP-Wert beobachtet wurden
Benutzer einen oder mehrere winkel nie geringer als 10° sein. (Verwenden Sie die Komponente
Auswerteparameter zu verändern Satellitenverfügbarkeit in SKI-Pro,
wünscht. Die gebräuchlichsten Obwohl der minimale Elevationswinkel um die GDOP-Werte zu überprüfen).
Parameter werden im folgenden jederzeit erhöht werden kann, sollte
man dabei vorsichtig sein. Wird der Erreicht ein Satellit während der Be-
beschrieben.
obachtungszeit nie einen Eleva-
minimale Elevationswinkel bei der
tionswinkel > 20° kann es vorkom-
Auswertung höher gesetzt als er im men, dass das Ergebnis der Basis-
Empfänger eingestellt war, werden linienberechnung ausserhalb der
einige Beobachtungen für die Basis- Genauigkeitsspezifikationen liegt,
linienberechnung nicht verwendet obwohl fünf Satelliten beobachtet
und es kann daher passieren, dass wurden. Grund dafür ist, dass die
ein Satellit "verloren" geht. Es könnte Daten jenes Satelliten mit dem nie-
passieren, dass nur mehr Daten von drigen Elevationswinkel sehr stark
drei anstatt von vier Satelliten für die von ionosphärischen Störungen
Berechnung zur Verfügung stehen. beeinträchtig sind. Ein besseres
Von nur drei Satelliten kann kein Resultat kann meist dadurch erzielt
werden, dass der minimale Eleva-
zuverlässiges Ergebnis erwartet
tionswinkel erhöht wird und die Be-
werden. rechnung nur mit Daten von vier
Satelliten mit hohem Elevations-
winkel durchgeführt wird.
Auswerteparameter 24 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deSatellitenbahnen
("Ephemeriden") Lösungsart
SKI-Pro nutzt die vom Empfänger Bei präzisen GPS Vermessungen Die Auswahl "Float" erzwingt, dass
aufgezeichneten Broadcast wird man bei der Auswertung norma- keine Mehrdeutigkeiten gelöst
Ephemeriden. Dies ist die verbreitete lerweise die vorgegebene System- werden. Abhängig von der Frequenz
Praxis für nahezu alle Arten der GPS einstellung "Automatisch" bestätigen. können Sie eine L1 Float, eine L2
Vermessung. Die Verwendung Falls verfügbar, werden dann Code- Float, eine L1+L2 Float oder eine L3
präziser Ephemeriden bringt für die und Phasenbeobachtungen für die Float Lösung berechnen. Die Aus-
Standard GPS Vermessung keinen Berechnung verwendet. wahl einer L3 Float Lösung ist bei
Vorteil. der Berechnung von langen Basis-
Es sollten bei der Auswahl “Auto- linien mit langen Beobachtungs-
matisch“ oder “Nur Phase“ lediglich zeiten hilfreich. Beachten Sie, dass
kleine Unterschiede bestehen. Die bei einer Basislänge, die länger als
Ergebnisse sollten mehr oder der unter “Fixiere Ambiguities bis zu“
weniger identisch sein. gesetzte Wert ist, automatisch eine
Floatlösung berechnet wird.
"Nur Code" wird zur schnellen Be-
rechnung der Basislinien verwendet,
wenn keine hohe Genauigkeit gefor-
dert ist, zum Beispiel bei Aufgaben
der Geophysik oder in der Hydro-
graphie. Werden nur Codebeobach-
tungen ausgewertet, kann die Lage-
genauigkeit nicht besser sein als
0.3m.
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 25 AuswerteparameterFrequenz
SKI-Pro wählt automatisch die beste Die L3 Float Lösung ist den System- Eine Standard L1+L2 Lösung ist dann
Frequenz oder eine Frequenzkombi- angaben entsprechend genau, die geeignetste Frequenzkombination.
nation für die endgültige Lösung. vorausgesetzt, dass ausreichend
Somit bleibt für die Auswertung kaum lange beobachtet wurde. Wenn Zweifrequenzdaten zur Verfü-
ein Grund nicht mit der Auswahl gung stehen und die Basislinie länger
"Automatisch" zu arbeiten. Falls Wenn L1 und L2 Mehrdeutigkeiten als 15 km ist, berechnet SKI-Pro bei
Zweifrequenzdaten verfügbar sind, vorab gelöst werden konnten, Auswahl von "Automatisch" eine L3
werden typischerweise beide können in einem anschliessender Lösung. Wenn vorher Mehrdeutigkei-
Frequenzen verwendet. Berechnungslauf die gelösten ten gelöst werden können, werden
ganzzahligen L1 und L2 Mehrdeu- diese in die ionosphären-freie L3
Da die Signalverzögerung durch die tigkeiten in die ionosphären-freie Lösung eingeführt.
Ionosphäre für die Frequenzen L1 Linearkombination eingeführt wer-
Wenn die Mehrdeutigkeiten nicht
und L2 unterschiedlich ist, kann eine den. Ionosphärische Störungen wer-
gelöst werden können, ist das
Linearkombination der beiden den eliminiert, wobei die gelösten
Ergebnis eine L3 Lösung. Ist die
Frequenzen, die den Einfluss der Mehrdeutigkeiten erhalten bleiben.
Basislinie kürzer als 15 km, wird
Ionosphäre grösstenteils eliminiert, Diese Strategie wird vorzugsweise
L1+L2 berechnet.
berechnet werden. Jedoch zerstört für Basislinienlängen verwendet, für
die sogenannte L3 Lösung auch die die Mehrdeutigkeiten gelöst werden Bei Auswahl von "L1+L2" wird die
Ganzzahligkeit der Mehrdeutig- können, aber der ionosphärische Berechnung der Frequenzen L1 und
keiten. Statt dessen wird eine Float Einfluss schon signifikant ist (z.B. L2 ohne einen zweiten iono-freien
Lösung berechnet, wobei die Mehr- mehr als 15 km). Berechnungslauf, unabhängig von der
deutigkeiten ungelöst bleiben. Für Basislinienlänge, erzwungen.
sehr lange Basislinien (z.B. länger Bei kurzen Basislinien jedoch würde
als 80 km) ist eine Float Lösung die Verwendung der ionosphären- Wird "Iono frei (L3)" gewählt, wird vom
nicht bedenklich (an Stelle von freien Linearkombination eher das System eine L3 Lösung berechnet,
fixierten Mehrdeutigkeiten). Rauschen erhöhen als einen unabhängig von der Basislinienlänge.
grossen Nutzen erzielen.
Auswerteparameter 26 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deMindestdauer für Float
Fixiere Ambiguities bis zu Lösung (statisch)
Dieser Wert bestimmt die maximale Bei Basislinien mit einer Länge bis Dieser Parameter definiert die
Länge einer Basislinie, für die das zu der gesetzten Schranke werden Mindestdauer, für die SKI-Pro eine
System versuchen soll Mehrdeutig- die L1 und L2 Messungen als Berechnung einer Float Lösung für
keiten zu lösen. Der System getrennte Beobachtungen in die statische Intervalle zulässt. Für kurze
Standardwert beträgt 80 km. Obwohl Berechnung eingeführt. Die Lambda Beobachtungszeiten ergibt die Float
ein höherer Wert gesetzt werden Suchmethode, die von Prof. Lösungen keine ausreichende
kann, sollte dies mit Sorgfalt und Teunissen und seinen Mitarbeitern Genauigkeit und eine einfache Code
nicht grundlos getan werden. Der an der TU Delft entwickelt worden Lösung ist dem vorzuziehen. Bei der
Wert sollte nicht unrealistisch hoch ist, wird als effizienter Algorithmus Standardeinstellung von 300 Sek.
gesetzt werden. Für Basislinien über verwendet, um die möglichen wechselt SKI-Pro zu einer “Nur
dem Limit wird eine L3 Float Lösung Kombinationen für die ganzzahligen Code“-Lösung, für den Fall, dass die
berechnet. Phasenmehrdeutigkeiten zu finden. Phasenmehrdeutigkeiten für einen
Verschiedene statistische kürzeren Beobachtungszeitraum als
Die Frequenz, die für die Berech- Entscheidungskriterien werden 300 Sek. nicht gelöst werden
nung verwendet wird, hängt von dem verwendet, um die Richtigkeit der können.
ausgewählten Parameter "Frequenz" Mehrdeutigkeitslösung zu
ab. Wenn "Automatisch" gewählt überprüfen.
wurde, wird für Basislinien, die
länger als 15 km eine L3 Lösung
berechnet. Für lange Basislinien (mit
sehr langen Beobachtungszeiten!) ist
eine L3 Float Lösung nicht
bedenklich (an Stelle fixierter
Mehrdeutigkeiten). Die L3 Float
Lösung ist den Systemangaben
entsprechend genau.
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 27 AuswerteparameterTroposphärenmodell Ionosphärenmodell
Es besteht kein grosser Unterschied, Dieser Parameter gibt an, welches Zur Berechnung eines solchen
ob als Troposphärenmodell jenes Modell verwendet wird, um den Modells sind mindestens 45 Minuten
von Hopfield, von Saastamoinen Einfluss der Ionosphäre zu redu- Daten notwendig.
oder Essen und Froome gewählt zieren. Er ist besonders wichtig,
wird. Die Auswertung sollte aber nie wenn man versucht die Mehrdeutig- Das Klobuchar Modell reflektiert die
keiten zu lösen. im 11-jährigen Zyklus auftretende
ohne Verwendung eines Tropos-
Sonnenaktivität besonders gut. Die
phärenmodells ( "Kein Tropos- Der Standardparameter ist "Auto- Verwendung dieses Modells kann
phärenmodell") durchgeführt werden. matisch", mit welchem automatisch während der Zeit hoher Sonnen-
Ohne Berücksichtigung eines die bestmögliche Auswahl getroffen aktivität von Vorteil sein. Das
Troposphärenmodells können keine wird. Wenn genügend Beobach- Klobuchar Modell sollte nur dann
guten Resultate erwartet werden. tungszeit an der Referenzstation gewählt werden, wenn Beobach-
vorliegt, wird ein "Berechnetes tungsdaten von Leica Empfängern
Modell" verwendet. Ansonsten wird ausgewertet werden, da diese Daten
das "Klobuchar Modell" verwendet, die notwendigen Almanach-
falls die Almanachdaten vorhanden informationen enthalten.
sind. In der Regel ist es nicht
notwendig, den Standardparameter Das Standardmodell basiert auf
"Automatisch" zu verändern. Erfahrungswerten von Eigenschaften
der ionosphärischen Störeinflüsse
Das "Berechnete Modell" kann auch und ist eine Funktion des Stunden-
manuell gewählt werden. Es wird winkels der Sonne. Wird das
aufgrund des unterschiedlichen Standardmodell ausgewählt, werden
Laufzeitverhaltens der im Empfänger die Korrektionen an alle Phasen-
ankommenden L1 und L2 Signale beobachtungen angebracht. Diese
berechnet. Der Vorteil dieses Korrektionen sind abhängig vom
Modells liegt darin, dass es entspre- Stundenwinkel der Sonne zur Zeit
chend der Bedingungen zur Mess- der Messungen und von der
zeit und des Messortes ermittelt Elevation der Satelliten.
wird.
Auswerteparameter 28 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deStochast. Modellierung verwenden
Wählen Sie diese Option, wenn Sie Es ist ratsam, die unter Ionosphä-
die Ionosphäre zusätzlich model- rische Aktivität gesetzte Option auf
lieren möchten, indem Sie den Automatisch zu belassen.
ionosphärischen Einfluss für jede
Epoche berechnen. Die stochas- SKI-Pro wird dann, abhängig von der
tische Modellierung unterstützt die Basislinienlänge, automatisch die
Lösung von Mehrdeutigkeiten bei Stufe wählen, bei der eine Verän-
mittleren und längeren Basislinien, derung der ionosphärischen Aktivität
wenn mit einer hohen ionosphä- von Epoche zu Epoche modelliert
rische Aktivität gerechnet werden wird.
kann.
Sie können die ionosphärischen
Bei kürzeren Basislinien ist von Aktivitäten manuell auf Niedrig, Mittel
dieser Option abzuraten, da Störef- oder Hoch setzen, wenn zuverläs-
fekte in den Daten, verursacht z.B. sige Angaben zur gegenwärtigen
durch Mehrwegausbreitung oder Ionosphärenaktivität vorliegen
Abschattungen, als Ionosphären-
einfluss fehlinterpretiert werden
können.
Es wird empfohlen, den unter Min.
Distanz gesetzten Standardwert von
8 km beizubehalten. Bei kürzeren
Basislinien ist der ionosphärische
Einfluss geringer und eine stochas-
tische Modellierung nicht notwendig.
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 29 AuswerteparameterAuswahl der Basislinien - Auswertestrategie
Vor Beginn der Datenauswertung ist Berechnen Sie die Basislinien Linie Werden Basislinen mit grossen
es wichtig sorgfältig zu überlegen, für Linie, kontrollieren Sie das Längenunterschieden berechnet, ist
wie das Punktenetz am besten jeweilige Resultat und speichern Sie es empfehlenswert die Berechnung
berechnet werden kann. Folgendes die Koordinaten der temporären in zwei oder mehreren Berechnungs-
sollte in Betracht gezogen werden: Referenzstationen nach einer durchgängen durchzuführen. In
erfolgreichen Berechnung ab. diesem Fall kann eine Anzahl gleich-
• Beschaffung guter Ausgangs- artiger Basislinien, die in dieselbe
koordinaten für einen Punkt im Es ist empfehlenswert, die Koordina- Kategorie von Auswerteparametern
WGS 84. ten jeder einzelnen temporären fallen, berechnet werden.
• Verbindung zu vorhandenen Referenzstation mittels doppelter
Festpunkten. Beobachtungen oder anderen Vermeiden Sie auf alle Fälle eine
• Berechnung der Koordinaten der Verfahren zu kontrollieren, da alle gemeinsame Berechnung von
temporären Referenzstationen. mit den mobilen Empfängern radial Basislininen mit vollkommen unter-
• "Rapid Static" Messsungen von der Referenzstation einge- schiedlichen Längen. Es sollten auch
ausgehend von den temporären messenen Punkte von deren Koordi- keine gemeinsame Berechnung von
Referenzstationen. naten abhängen. Basislinien, die mittels der "Rapid
• Lange Linien. Static"-Schnellmesstechnik mit
• Kurze Linien. Sind die Koordinaten aller kurzen Beobachtungszeiten ein-
temporärer Referenzstationen gemessen wurden, mit Basislininen
Wurde mehr als eine temporäre bestimmt, können im Anschluss die die auf klassische, statische Art mit
Referenzstation verwendet, sollte radialen Basislinen ausgehend von langen Beobachtungszeiten ein-
zuerst das Punktefeld der temporä- den Referenzstationen zu den gemessen wurden, durchgeführt
ren Referenzstationen unter Einbin- Neupunkten, die mit den mobilen werden.
dung vorhandener Festpunkte Empfängern eingemessen wurden,
berechnet werden. berechnet werden.
Auswerteparameter
Auswahl der Basislinien - Auswertestrategie 30 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deAuswahl der Basislinien - Auswertestrategie, Fortsetzung
Datenübertragung und Berechnung Beachten Sie ausgiebig folgende Aspekte:
Prüfen und bearbeiten Sie während der
Datenübertragung: • Wie das Netzwerk am besten berechnet werden kann
9 Punktnummern • Die Notwendigkeit von guten WGS 84 Koordinaten für
einen Punkt
9 Instrumentenhöhe und Antennenoffset
• Anschluss an existierende Kontrollpunkte
9 WGS 84 Koordinaten des Anfangspunktes
• Die Notwendigkeit in lokale Koordinaten zu
9 Sichern Sie Ihre Rohdaten und Ihr Projekt
transformieren
• Berechnung eines Netzwerks von temporären
Referenzstationen
• Berechnung von neuen Punkten bezüglich der
temporären Referenzstationen
• Lange Linien
• Kurze Linien
• Auswerteparameter
Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0de 31 Auswahl der Basislinien Auswerteparameter
- AuswertestrategieInterpretation der Basislinienberechnungen
Bei der Interpretation der Ergebnisse
muss zwischen Basislinien unter- Lösung der Phasenmehrdeutigkeiten
schieden werden, für die eine Lösung
der Phasenmehrdeutigkeit versucht Bei Basislinien bis zu ca. 20 - 30 km wahrscheinlichsten Mehrdeutigkeiten
wurde und für die eine Float Lösung sollte die Lösung der Phasenmehr- eines Satzes von GPS Beobach-
angestrebt wurde. deutigkeit immer versucht werden, tungen, wiederholt SKI-Pro die
wenn gute Ergebnisse erzielt werden gesamte Suchroutine unter Verwen-
Für Basislinien bis zum Wert des sollen. Unter günstigen Bedingungen dung eines anderen Satzes von GPS
Limits (" Fixiere Ambiguities bis zu") kann sogar die Lösung der Phasen- Beobachtungen. Diese Ergebnisse
wird immer eine Lösung der Phasen- mehrdeutigkeiten von längeren ergeben einen zweiten Satz mit
mehrdeutigkeit versucht, es sei denn, Basislinien erfolgreich sein. Für Mehrdeutigkeiten.
die Lösungsart wurde auf Float oder Basislinien bis zum Grenzwert sucht
Code gesetzt. Bei Anwendung der SKI-Pro nach allen möglichen Die berechneten Mehrdeutigkeiten der
Rapid Static Technik mit kurzen Kombinationen von Mehrdeutigkeiten. zweiten Suchroutine werden mit
Beobachtungszeiten ist immer eine Es werden strenge statistische denen der ersten verglichen. Sind die
Lösung der Mehrdeutigkeiten Methoden verwendet, um die beiden Sätze der Mehrdeutigkeiten
notwendig, wenn gute Ergebnisse “wahrscheinlichst richtige“ und die identisch, werden sie als richtig
erzielt werden sollen. “zweit wahrscheinlichst richtige“ angesehen. Um eine höchst mögliche
Lösung zu ermitteln. Diese zwei Zuverlässigkeit zu gewährleisten, wird
Bei langen Basislinien mit langen Be- “wahrscheinlichsten“ Lösungen die Suchroutine für das gesamte
obachtungszeiten kann eine soge- werden dann verglichen. Wird die Beobachtungsintervall fortlaufend
nannte L3 Float Lösung (eine lineare Wahrscheinlichkeit der ersten Lösung wiederholt.
Kombination aus L1 und L2 Mes- signifikant höher bewertet als die der
sungen)angewandt werden. Der zweiten, wird die erste Lösung als die Beachten Sie jedoch, dass sehr
Einfluss der Ionosphäre wird grössten- richtige angenommen. ungünstige ionosphärische Bedin-
teils eliminiert, zerstört jedoch die gungen, Mehrwegeffekte oder andere
Ganzzahligkeit der Mehrdeutigkeiten. Unmittelbar nach Abschluss der Störungen systematische Fehler bei
Die Systemangaben können nur Suchroutine für die Mehrdeutigkeiten der Phasenbeobachtung verursachen
erreicht werden, wenn genügend und nach der Berechnung der können.
lange Beobachtungszeiten vorliegen.
Auswerteparameter
Interpretation der Basislinienberechnungen 32 Leitfaden für Statisch und Rapid-Static-3.0.0deSie können auch lesen
