Positionierungsleistungen in der Bundesverwaltung - Referat G2 "Satellitennavigation" Jan Dostal et al.

Positionierungsleistungen in der
Bundesverwaltung

Referat G2 “Satellitennavigation”
Jan Dostal et al.

Das BKG auf einen Blick

Das sind wir:
 Zentraler Dienstleister des Bundes für topographische
  Grundlagendaten, Kartographie und geodätische
  Referenzsysteme
 Fachbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums
  des Innern, für Bau und Heimat (BMI) mit Fachabteilungen für
  Geoinformation und Geodäsie
 Betreiber eines Dienstleistungszentrums für Geoinformation
  und Geodäsie

                                  J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 2

Das BKG auf einen Blick

Gesetzliche Grundlage:
 Gesetz über die geodätischen Referenzsysteme, -netze und
  geotopographischen Referenzdaten des Bundes
  (Bundesgeoreferenzdatengesetz – BGeoRG, seit 2012) + TR
  BGeoRG
 § 3 Abs. 2:
  „Das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie hat den
  Auftrag, geodätische Referenzsysteme und -netze sowie
  geotopographische Referenzdaten des Bundes zur Nutzung
  durch Bundesbehörden und zur Erfüllung der
  unionsrechtlichen und internationalen Verpflichtungen
  Deutschlands zu erheben, zu verarbeiten und zu nutzen,
  soweit diese nicht in die Zuständigkeit anderer
  Bundesbehörden fallen.“

                                J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 3

Koordination von Geodiensten auf der
Bundesebene
 Mitteilung des Bundesrechnungshofes an das Bundesministerium
  des Innern über die Prüfung "Ressortübergreifende
  Synergiepotentiale bei der Erstellung und Nutzung von
  Geodaten„ (VII 5 (VII 4) – 2016 – 0368 vom 21.04.2017)

   • beklagt generell eine mangelnde Koordination im
     Geoinformationswesen
   • regt an, vorhandene Infrastruktur effizienter nutzen und durch
     Synergieeffekten zusätzlich sichern
   • betrifft auch: Bereitstellung und den Zugang zu geodätischen
     Referenznetzen
   • Konsolidierung von Positionierungsleistungen auf der
     Bundesebene

                                    J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 4

Entwicklung: GNSS-Positionierung
 Terrestrische Messungen - trigonometrische Netze
 GPS-Messungen und -Messkampagnen
 GPS-Permanentstationen und -Netze (IGS, EPN, SAPOS,
  GREF)
   • Auswertungen im Post-Processing
   • GPS+GLONASS → GNSS
 Positionierungsdienste (SAPOS, kommerzielle Anbieter)
   • RTK (SAPOS)
   • PPP-RTK
 Echtzeitpositionierung
   • Entwicklung hin zu PPP-RTK (PPP mit RTK-Genauigkeit)
 Erweiterung um neue Systeme
   • Galileo, BeiDou → Multi-GNSS
 Massenmarktanwendungen
                                    J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 5

Positionierung mit GNSS
 Wissenschaftliche Aufgaben
   • Technologische Weiterentwicklung – neue Satellitensysteme,
     Auswerteverfahren, Software, Interoperabilität, Datenformate
   • IfAG/BKG
 Infrastruktur
   • Realisierung von Referenzrahmen – national, europäisch, global
   • Bereitstellung von GNSS Daten – Dateien, Datenströme
 Anwendungen
   • Vermessung
   • Navigation, autonomes Fahren, Verkehrsüberwachung
     (Eisenbahn, Flugverkehr), Erhebung Maut, Referenzierung von
     Geodaten

                                     J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 6

Anforderungen und Ansprüche
 Genauigkeit
   • Vermessungstechnische Aufgaben / Referenzsysteme
 Aktualität
   • Post-Processing / Echtzeit
 Zuverlässigkeit
   • Verfügbarkeit – zeitlich, räumlich
   • Robustheit – Navigation
 Sicherheitsrelevante Aspekte
   • Galileo-PRS (Jamming, Spoofing)
 Referenzrahmen
   • Wissenschaftlich: ITRF
   • Navigation: Flugverkehr WGS84
   • Amtlich: Katastervermessung ETRS89/DREF91

                                          J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 7

Lösungen für Positionierungsaufgaben (Auswahl)
 GNSS – Offene Dienste der Betreiber
   • Meter-Genauigkeit
 „Öffentliche Hand“ – SAPOS
   • Dienste in Echtzeit und für Post-Processing
   • IGS Realtime Service: PPP
   • Dezimeter-Genauigkeit, „Best effort“, BKG
 Kommerzielle Anbieter
   • „Black box“, unklarer Referenzrahmen
   • proprietäre Datenformate
 Galileo High Accuracy Service (HAS)
   • Geplanter Start 2020, Galileo+, PPP
 Sicherheitsrelevanter Dienst
   • Galileo öffentlich-regulierter Dienst (PRS)

                                       J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 8

Bereitsteller und Anwender von
Positionierungsleistungen in der Verwaltung
     BSH - Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie
     BfG - Bundesanstalt für Gewässerkunde
     WSV – Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung
     AdV - Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder
     ZGEOBW - Zentrum für Geoinformationswesen der Bundeswehr
     BDBOS - Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und
      Organisationen mit Sicherheitsaufgaben
     BBK - Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe
     Bundespolizei
     BAG – Bundesamt für Güterverkehr
     BASt – Bundesanstalt für Straßenwesen
     EBA – Eisenbahnbundesamt
     THW – Technisches Hilfswerk
     DWD – Deutscher Wetterdienst
     BKA - Bundeskriminalamt

                                       J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 9

GNSS-Infrastruktur am BKG
   ca. 30 hochwertig vermarkte Bodenstationen des
    Integrierten Geodätischen Referenznetzes
    Deutschlands (GREF)
   Ausgewählte Stationen im EPN (EUREF) und im
    Internationalen GNSS-Dienst (IGS) – Bindeglied
    zw. nationalen und globalen Referenzrahmen
   Netzausgleichungen in Post-Processing für
    Bestimmung hochgenauer Referenzrahmen
     •   DREF-Online: nationales Netz in Zusammenarbeit
         mit der AdV (Ausgleichung von ca. 90 Stationen
         (GREF, SAPOS, EPN, IGS))
     •   Re-Prozessierung als Beitrag für z.B.
         Bodenbewegungsdienst (BGR)
     •   Netzauswertungen, z.B. für BfG
   GNSS-Datenzentrum für IGS, EUREF, GREF,
    EU-Projekte, …

                                             J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 10

GNSS-Navigation am BKG

 Betrieb von Echtzeit-Infrastruktur (Referenzstationen,
  Ntrip-Broadcaster, Monitoring, Qualitätsmanagement)
 Mitwirkung an der Standardisierung von offenen
  Formaten
 Entwicklung und Bereitstellung von Open Source-
  Software (BKG Ntrip Caster, BKG Ntrip Client)
 Echtzeit-Analyse: IGS-RT-Analyse- und
  Kombinationszentrum
 Mitwirkung in diversen Drittmittelprojekten

                                   J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 11

Kooperation des BKG mit anderen Behörden
 BSH
       Pilotprojekt zur Navigation mittels PPP in der Nord und Ostsee im
        Rahmen des FAMOS-Projektes
 BfG
       Auswertungen von Netzen der BfG
 ZGEOBW
       Betrieb gemeinsamer GNSS-Stationen
 AdV
       Bund als Mitglied der AdV (BMI, BMVI, BMVg)
       PG – Koordinaten-Monitoring, Messkampagne 2020, GNSS, …
       PG – PPP
          Gegründet 2013
          Schaffung eines Positionierungsdienstes mittels PPP-
            Auswerteverfahren in Echtzeit
          Verschiedene Lösungen
              Hierarchisch aufgebaute Netzlösungen – Global, regional
              Unterschiedliche Softwarelösungen - Unabhängigkeit

                                            J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 12

Entwicklung zur GNSS-Servicestelle

 2018 – Überlegung und Konzept eines Positionierungsdienstes
  für die Bundesverwaltung
 2018 November – Workshop zum Thema
  „Positionierungsleistungen in der Bundesverwaltung“
 2019 – Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer „Servicestelle für
  Satellitenpositionierung und -navigation für die
  Bundesverwaltung“
 2020 – Einrichtung einer „Servicestelle für
  Positionierungsleistungen“ – BKG als Koordinator von
  Positionierungsleistungen innerhalb der Bundesverwaltung

                                   J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 13

Positionierung mit GNSS mittels …

       DGNSS/RTK                                        PPP-RTK
• Relatives Messverfahren       • Absolutes Messverfahren
• Übertragung gesamten          • Modellierung einzelner
  Fehlerhaushaltes                Fehleranteile aus einem
                                  Stationsnetz
• Direkte Verbindung zu         • Keine direkte Verbindung
  Referenzstation (VRS)           zur Referenzstation
• Bidirektionale Verbindung     • unidirektionale Verbindung
   • Internet                      • Broadcast/DAB+
   • GSM                        • Geeignet für Massenmarkt

                              J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 14

Positionierungsdienst: Gestaltung
 Überlegungen zur Nutzung von Synergien zwischen AdV und
  BKG
 2018 April: Beschluss des Arbeitskreises Raumbezug zur
  Schaffung eines gemeinsamen PPP-basierten
  Positionierungsdienstes
 Eckpunktpapier zwischen AdV und BKG
   • Kooperation zwischen Bund und Ländern
   • SSR-Technik: vollständiger Satz an SSR-Korrekturen (RTK-
     Genauigkeit)
   • Redundanzkonzept – zwei zentrale Rechenstellen
   • Amtlicher Raumbezug – GREF und SAPOS
   • Open Data – Bereitstellung über Broadcast (DAB+)
 2019 September: Einsetzung einer „Task Force“ zur
  Konkretisierung der Umsetzung eines PPP-Dienstes

                                   J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 15

Zusammenfassung
 Servicestelle für Positionierungsleistungen
   •   BKG als Ansprechpartner für die Bundesverwaltung
   •   Koordination von Positionierungsaufgaben auf der Bundesebene
   •   Nutzung der vorhandenen Infrastruktur und des Knowhows
   •   Synergieeffekte und Aufgabenbündelung
   •   Workshops (Kontakt- und Informationsaustausch)
   •   Beratung

 Positionierungsdienst mittels SSR-Technologie
   • In Planung - Zusammenarbeit AdV und BKG
   • Beschluss des AK Raumbezuges von April 2019
   • Strategische und technische Gestaltung

                                    J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 16

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Kontakt
Bundesamt für Kartographie und Geodäsie
Referat G2
Richard-Strauss-Allee 11
60598 Frankfurt

Ansprechpartner
Jan Dostal
G2@bkg.bund.de
www.bkg.bund.de
Tel. +49 (0) 69 6333-496

                                          J. Dostal ‫ ׀‬Positionierungslösungen in der Bundesverwaltung ‫ ׀‬13.11.2019 ‫ ׀‬Seite 17