GPS-Systeme von Leica Geosystems.
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GPS-Systeme von Leica Geosystems.
Klaus Schleußinger, München
Klaus Schleußinger hat 1985 an der FH München als Dipl.-Ing. (FH) abgeschlossen. An
dem Deutschen Geodätischen Forschungsinstitut in München hat er praktische Erfahrungen
in der GPS Messung, sowie deren Auswertung mit der Berner Software gesammelt. Seit 5
Jahren ist er als GPS Support Ingenieur für GPS-Systeme von Leica Geosystems in
Deutschland tätig.
Im Bereich der Vermessungstechnik zählt Leica Geosystems weltweit zu den
Marktführern. Der Name Leica steht für Qualität, Zuverlässigkeit, Präzision und Innovation.
Mit einer umfangreichen Palette an terrestrischen Messsytemen wie z.B. (Digital-) Nivellieren
und motorisierten, reflektorlos messenden Tachymetern, sowie Zubehör, werden alle
Aufgaben der Bau- und Ingenieurvermessung abgedeckt. Seit fast 15 Jahren wird dieses
Spektrum durch GPS-Systeme für Anwendungen in der Ingenieurvermessung und dem GIS-
Bereich ergänzt. Dieser Beitrag soll das Angebot von Leica Geosystems im Bereich GPS
aufzeigen.
Firmenprofil
Leica besteht heute aus drei unabhängigen Firmen. Der Leica Camera, der Leica
Microsystems und der Leica Geosystems. In der Leica Geosystems wurden namhafte
Hersteller wie z.B. WILD, Kern oder auch Magnavox als GPS-Hersteller zusammengeführt.
Leica Geosystems ist heute in der Vermessung, Erzeugung raumbezogener Daten,
Kartographie und Lagebestimmung tätig. Leica Geosystems ist ein weltweit operierendes
Unternehmen mit Hauptsitz in der Schweiz. 2300 Mitarbeiter generieren weltweit einen jähr-
lichen Umsatz von 575 Mio. DM.
Die Leica Geosystems GmbH Vertrieb in Deutschland umfaßt 3 Verkaufsregionen mit
Hauptsitz in München und jeweils einer Niederlassung in Berlin und in Düsseldorf. Leica
beschäftigt gesamt 80 Angestellte in den Bereichen Vertrieb/ Marketing, Technischer
Support/ EDV, Technischer Service, Finanz/ Controlling und Logistik. Die intensive
Betreuung der Kunden erfolgt über lokal arbeitenden Verkaufs- und Supportingenieure in
einem flächendeckenden Netz von Verkaufsbüros.
GPS-Systeme von Leica Geosystems.
Die GPS-Historie von Leica Geosystems.
Leica Geosystems hat als erster Hersteller geodätischer Instrumente die wachsende
Bedeutung der GPS-Technologie für die Vermessung erkannt. Seit fast 15 Jahren hat Leica
auch in diesem Bereich immer wieder Meilensteine gesetzt.
So hat Leica 1986 den ersten tragbaren GPS-Empfänger (WM101) für Vermessungs-
zwecke auf den Markt gebracht und produzierte bereits 1988 den 2-Frequenz GPS-
Empfänger (WM102). Mit dem System 200 (Abb. 1) und der Windows-basierenden Post-
Processing Software SKI läutete Leica 1990 die Aera der Rapid-Statik Messung ein, die erst-
mals Messzeiten von nur wenigen Minuten pro Punkt erlaubte.
Abb1. System 200. Das erste GPS System mit Rapid-Statik Technik (1991).
Im Jahre 1995 stellte Leica mit dem System 300 und einer neuen SKI-Version eines der
ersten Echt-Zeit Systeme für zentimeter genaue Vermessung vor und zwei Jahre danach
den MC1000, einen Empfänger für die Steuerung von Baumaschinen. Mit 10 Messungen pro
Sekunde bei 1-2cm Genauigkeit und einer Verzögerung der Koordinate von weniger als 0.03
Sekunden war er für diese Applikation optimiert und der schnellste Empfänger seiner Zeit.
Im Januar 1999 lancierte Leica Geosystems das System 500, das bis heute den
Maßstab setzt.
GPS-Systeme von Leica Geosystems.
Leica´s GPS System 500.
In der vierten Generation geodätischer GPS-Systeme von Leica, wurde extrem auf die
Anforderungen der Anwender im Feld fokussiert. System 500 bietet den höchsten Grad an
Flexibilität und Kompatibilität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit sowie Bedien-, Tragekomfort
und Ergonomie. [Hochleistung GPS – System 500, Peter Jackson, September 1999]
Die parallele Entwicklung der Post-Processing Software SKI-Pro nach neuestem
Windows Standard, unterstützt die Datenverwaltung im Büro. Sie ist abgestimmt auf Echt-
Zeit und Post-Processing Anwendungen und bietet ein komplettes Modul zu
Koordinatentransformation, Ausgleichung sowie frei definierbare Ein- und Ausgabeformate.
Diese Eigenschaften erlauben dem Nutzer die größtmögliche Produktivität für jeden
Typ von GPS-Vermessung.
Flexibilität und Kompatibilität.
Die System 500 Produktfamilie besteht aus einem Einfrequenz GPS Empfänger für
Post-Processing, dem SR510, einem Zweifrequenz GPS Empfänger für Post-Processing,
dem SR520 und einem Zweifrequenz GPS Empfänger mit zusätzlicher Echt-Zeit Option,
dem SR530. Alle Produkte lassen sich uneingeschränkt aufrüsten. Der Kunde erhält sich bei
einer Nachrüstung seine Anfangsinvestition und kann das Instrument entsprechend seiner
Aufgaben anpassen. Die Bedienung und das komplette Zubehörsortiment der Sensoren ist
identisch. Alle Sensoren sind standardmäßig 12-Kanal Empfänger mit neuester Cleartrak
Empfangstechnologie.
Der SR530 kann als mobile Echt-Zeit Referenzstation auf einem Stativ betrieben wer-
den. Er bietet Schnittstellen für die Versendung von Echt-Zeit Daten über Funk oder GSM-
Telefonen. Für diesen Betrieb benötigt er nur ein Kabel (Abb.2).
Abb.2 System 500 – Echt-Zeit Referenzstation.
GPS-Systeme von Leica Geosystems.
Ebenso kann der SR530 als Echt-Zeit Rover in einem Rucksack (Abb. 3) untergebracht
werden. Der Lotstab, den der Anwender nebst dem Rucksack zu tragen hat wiegt dann
lediglich 1,6 kg mit der Bedieneinheit TR500 und der GPS-Antenne AT502. Nur ein weiteres
Zubehörteil erlaubt dem Nutzer die Anbringung der gesamten Ausrüstung an den Lotstab
(3,8kg) und vermeidet so Kabel zwischen dem Bediener und dem Lotstab. Auch für den per-
manenten Betrieb von Echt-Zeit Referenzstationen, in Vermessungsschiffen für Hydro-
graphiezwecke oder in Flugzeugen für Photogrammetrie ist System 500 geeignet.
Bei dem Zubehör wurde, wie bei den Tachymetersytemen von Leica, auf Standard-
zubehör wie Camcorderbatterien (lassen sich im Auto laden) und PCMCIA Speicherkarten
zurückgegriffen. Dadurch und durch identische Zwangszentrierung ist somit eine direkte
Datenübergabe und Austausch der Instrumente im Feld möglich.
Auch der Anschluß verschiedenster reflektorloser Entfernungsmesser ist realisiert. Mit
dem Leica Disto lassen sich Entfernungen digital zur Weiterverarbeitung an das GPS System
übertragen. Durch Funktionen wie Bogenschlag oder Verlängerung über eine Gerade, sind
Punkte aufzunehmen, die mit GPS nicht direkt gemessen werden können (Hausecken,
Leitungsanschlüsse, etc.).
Genauigkeit und Zuverlässigkeit.
Die moderne Cleartrak Empfangstechnologie des Systems 500 bietet Kompatibilität zu
zukünftigen GPS Signalen, stärkste Abschwächung gegenüber Störsignalen, ein 20-fach
stärkeres L2-Signal als die Kreuzkorrelation und zusätzlich eine mehrfach effektivere
Unterdrückung von Mulitpathsignalen als herkömmliche Techniken. [Cleartrak GPS
Empfänger Technologie, Thomas A. Stansell, Jon E. Maenpa, März 1999]
Im Post-Processing sind die Zweifrequenzsyteme auf eine Basisliniengenauigkeit von
3mm+0,5ppm spezifiziert. Im Echt-Zeit Betrieb liefert der SR530 mit einer Taktrate von 10
Hz, also 10-mal pro Sekunde, eine Koordinate mit einer Genauigkeit 1-2cm und nur einer
Verzögerung von
GPS-Systeme von Leica Geosystems.
Abb.3 System 500 – Roverstation als Rucksackvariante.
Vorkonfiguration der Software für bestimmte Routineaufgaben oder verschiedene
Anwender ermöglicht die Bedienung in wenigen Schritten. Es ist eine Bedienebene
Standard, sowie eine Bedienebene Fortgeschritten verfügbar. In der Standardebene sind
viele der zusätzlichen Funktionen ausgeblendet und führen den Anwender direkt zu der
Standardapplikation.
SAPOS-Produkte von Leica Geosystems, Erfahrungen mit SAPOS.
GPS Referenzstationen.
Seit ca. 5 Jahren bietet Leica die spezielle Konfiguration von permanenten
Referenzstationen für den SAPOS-Dienst an. Die Konfiguration beinhaltet die GPS-
Hardware mit Chokeringantennen, den Anschluß an die Referenzstationssoftware, die kom-
plexe Integration verschiedenster Kommunikationsmedien (Funk, GSM, Modems), die
gesamte EDV-Hardware mit USV und den Einbau in einen speziell gefertigten Schaltschrank
(Abb.4).GPS-Systeme von Leica Geosystems.
Abb.4 SAPOS Referenzstation im Schaltschrank.
GPS Roverstationen.
Die Flexibilität des Sytems 500 erlaubt auch standardmäßig den Einsatz als SAPOS-
Rover. Jeder SR530 Empfänger kann auf das standardisierte RTCM Version 2.1 oder 2.2
Datenformat umgestellt werden. Ein eigens integriertes Antennenverwaltungsmodul
gewährleistet die korrekte Berücksichtigung der Antenneneigenschaften unterschiedlichster
GPS Hersteller. Durch die volle, kabellose Integration eines Siemens M20 GSM-Moduls ist
das abrufen unverschlüsselter RTCM-Daten von SAPOS-Stationen möglich. Die An- und
Abwahl erfolgt hierbei über den am Lotstab angebrachten GPS Terminal, in dem eine belie-
bige Liste von Referenzstationen zu speichern ist. Auch der Anschluß eines 2m-Funk- und
Dekodermoduls ist über eine Standard RS232 Schnittstelle möglich. Stromversorgung und
somit Ein- und Ausschalten all dieser Module kann über den GPS-Empfänger erfolgen. Die
Bedienung ist somit identisch zu der Standardausrüstung.
Die Unterstützung verschiedener Referenzstationsbetreiber in der jeweiligen Testphase
bringt auch die Integration spezieller Funktionen mit sich. So bietet der SR530 durch
Bekanntgabe seiner Position über GSM z.B. die Unterstützung zur Erzeugung einer virtuel-
len Referenzstation.
SKI-Pro Post-Processing Software.
Durch die Option RINEX-Import in SKI-Pro ist ein Einlesen der Rohdaten der SAPOS-
Referenzstationen möglich. Auch hier kann man GPS-Antennen aller Hersteller verwalten
und deren Eigenschaften optimal berücksichtigen. Die Bedienung ist somit unabhängig vom
Datenformat.GPS-Systeme von Leica Geosystems.
Abb.5 SKI-Pro – die Bearbeitungskomponente.
Erfahrung mit SAPOS-Messungen.
Die Vorstellung eines Kundenprojektes, das basierend auf der SAPOS-Technologie
bearbeitet wurde, soll Einsatzgebiet und Arbeitsweise verdeutlichenSie können auch lesen
