Ist Ihre GPS Messung immer punktgenau?

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1 Ist Ihre GPS Messung immer punktgenau?

2 Korrekturdaten im neuen Format RTCM 3.1. Als Anwender von GNSS-Referenzstationsdiensten erwarten Sie gleichmäßige Genauigkeit über das gesamte Netzwerkgebiet. Virtuell berechnete Korrekturdaten bedeuten Kompromisse in der Genauigkeit einzugehen. Die neue SmartRTK-Technologie von Leica Geosystems bietet herausragende Vorteile gegenüber anderen Echtzeit-Systemen. Vertrauen Sie SmartRTK von Leica Geosystems in allen Netzwerken und nutzen Sie die zusätzlichen Vorteile in RTCM3.1 Netzwerken. Mit Leica System 1200 ist Ihre Messung in allen Netzen punktgenau.

3 Höchste Genauigkeit mit dem neuen Korrekturdatenformat Die meisten Referenzstationsdienste bieten inzwischen auch einen Dienst im Korrekturdatenformat RTCM 3.1 an. Dennoch schöpfen die Referenzstations-Software-Pakete und die Rover nicht immer das volle Leistungspotential des Netzwerkkonzeptes RTCM 3.1 MAC (Master Auxiliary Concept) aus. Die Referenzstations-Software Leica GNSS Spider mit seiner MAX Technologie und die Leica System 1200 Rover mit SmartRTK enthalten die umfassendste Unterstützung von RTCM 3.1 MAC. Für den Vermessungsingenieur als Anwender eines RTK-Rover bedeutet dies höchste Effizienz bei seinen Messaufgaben durch maximale Verfügbarkeit von Satelliten und höchste Koordinatengenauigkeit über das gesamte Netzwerkgebiet. Das Netzwerkkonzept RTCM 3.1 Master-Auxiliary-Concept Die Vorteile dieses Konzeptes sind: Mehr Satelliten, höchste Verfügbarkeit: Von der Master-Station kommen auch die Daten der Satelliten, die in der Netzwerkkomponente der Referenzstations-Software noch nicht gelöst sind. Im Vergleich dazu kann man bei Konzepten wie i-max, VRS und PRS am Rover nach Empfang der Korrekturdaten häufig sehen, dass sich die Anzahl der gemeinsamen Satelliten verringert. Der Grund ist, dass nicht alle Satelliten im Netzwerkalgorithmus gelöst sind (zum Beispiel niedrigstehende Satelliten). Wie die Grafik 2 darstellt, kann hier die Referenzstationssoftware für 8 Satelliten die Rohdaten der Master-Station und für 5 dieser Satelliten zusätzlich auch Netzwerkkorrekturen aus Informationen der Auxiliary-Stationen übertragen. Zum besseren Verständnis ist es hilfreich die Inhalte des Korrekturdatenformates RTCM 3.1 MAC zu kennen. Beim RTCM 3.1 Master-Auxiliary-Concept werden die originalen Rohdaten aller Satelliten ausgesendet, die von der Master-Referenzstation empfangen werden. (Diese Daten sind identisch mit denen einer einzelnen, lokalen Referenzstation.) Zusätzlich werden Netzwerkkorrekturen für die gemeinsamen Satelliten der Master- und mehrerer umliegender Auxiliary-Referenzstationen geschickt, für die der Netzwerkalgorithmus der Referenzstations-Software Ambiguitäten lösen konnte. (Dies können weniger, als die tatsächlich empfangenen Satelliten.) Grafik 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Master- Auxiliary Konstellation. Grafik 2: Anzahl der übertragenen Satelliten zum Rover Mehr Kontrolle am Rover für größte Präzision: Die Netzwerkkorrekturen werden zusätzlich zu den originalen Rohdaten aller Satelliten der Master-Station übertragen. Mit diesen erweiterten Informationen kann der Rover-Algorithmus mit seinen eigenen Modellen die bestmögliche Koordinate im Netzwerk berechnen. Nur die Standardisierung von RTCM 3.1 MAC garantiert, dass die Netzwerkkorrekturen einheitlich und unabhängig von der Referenzstations-Software für den Rover aufbereitet werden. Grafik 1: Schema des Master-Auxiliary-Concept Weitere detaillierte Information können Sie auch der Version 3.1 des RTCM-SC104 für differentielle Services (RTCM 2007) entnehmen.

4 Leica GNSS Spider mit RTCM 3.1 MAX Technik Leica System 1200 Rover mit SmartRTK-Algorithmen Die Berechnung der MAX Korrekturen von GNSS Spider wurde vollkommen auf den RTCM 3.1 Standard ausgelegt, um für die RTK-Rover bestmögliche Korrekturdaten bereit zu stellen. Obwohl die eigentliche Berechnung der Netzwerkkorrekturen standardisiert ist, bietet GNSS Spider zusätzliche Funktionalität: Auto-Cell-Funktion Mit der Position des RTK-Rover wählt GNSS Spider die nächstgelegene Referenzstation als Master-Station aus. Durch die kürzeste Distanz zum Master stehen immer die bestmöglichen Satellitenrohdaten zur Verfügung selbst wenn überhaupt keine Netzwerkkorrekturen zur Verfügung stünden. Als Auxiliary-Stationen gewährleistet die Auswahl der nächsten umliegenden 5 Stationen die optimale Atmosphären-Modellierung für die Position des Rover. Erweiterte Auto-Cell-Funktion Zur Auswahl der Master-Station wird geprüft, ob die zweitnächstgelegene Station mehr Satelliten empfängt als die nächstgelegene. Dies garantiert die maximale gemeinsame Satelliten-Anzahl für den RTK-Rover. Gemischtes GPS/GLONASS Netzwerk Durch die Erweiterte-Auto-Cell-Funktion wählt GNSS Spider die nächstgelegene GPS/GLONASS Station als Master-Station aus und überträgt damit auch in gemischten Netzen immer GPS/GLONASS Rohdaten zum RTK-Rover. Ab der Version 5.50 sind alle System 1200 Rover mit einer neuen RTK-Algorithmik ausgestattet. Zusätzlich zu den bestehenden Funktionalitäten wie zum Beispiel dem Smart- Check Integrity Monitoring (kontinuierliche Überprüfung der Ambiguitäten-Lösung) bietet das neue SmartRTK folgende herausragenden Merkmale: Höchste Verfügbarkeit durch maximale Satellitenverwertung Die SmartRTK-Berechnungsalgorithmen am Rover werten alle Satellitenrohdaten der Master-Station aus. Auch die Satelliten für die keine zusätzlichen Netzwerkkorrekturen übermittelt werden fließen in die Auswertung ein. Die Positionsbestimmung basiert auf maximaler Satellitenanzahl und damit bestmöglicher Satellitengeometrie. Das schlägt sich in höherer Genauigkeit und größerer Verfügbarkeit von cm-genauen Koordinaten nieder. Grafik 3 visualisiert den Genauigkeitsunterschied eines Rovers in der Höhenkomponente mit herkömmlichem Netzwerk-RTK und mit SmartRTK. Werden von der herkömmlichen Netzwerk-RTK-Lösung gar weniger als 5 Satelliten von dem Vernetzungsalgorithmus ausgegeben, erhält man für diesen Zeitraum überhaupt keine cm-genaue Koordinate mehr, SmartRTK kann aufgrund der Satellitenrohdaten, die von der Master-Station kommen, noch ein präzise Koordinate erzeugen. In folgender Grafik ist dies ab der Epoche zu sehen. Weitere Informationen zu Leica GNSS Spider und MAX können Sie den Literaturtipps auf der Rückseite entnehmen. Das MAX Konzept ist in GNSS Spider vollständig auf RTCM 3.1 umgesetzt. Grafik 3: Genauigkeit der Höhenkomponenten mit herkömmlichen Netzwerk-RTK und SmartRTK

5 Weitere Vorteile von RTCM 3.1 MAC für den Vermessungsingenieur Gemischte GPS/GLONASS Auswertung Ist die Master-Station eine GPS/GLONASS Station und werden diese Rohdaten alle übermittelt, kann der System 1200 Rover auch die zusätzlichen GLONASS Beobachtungen zu der präzisen Koordinate heranziehen, selbst wenn die umliegenden Auxiliary-Stationen nur reine GPS Empfänger sind. 100%-ige Rückführbarkeit Die Basislinienberechnung zum Rover beziehen sich immer auf eine vermarkte Koordinate und nicht auf eine virtuelle Referenzstation deren Ort im Feld nicht zu bestimmen ist. Eventuelle Nachberechnungen wie zum Beispiel ein Post-Processing, erhalten den gleichen Bezug und sind vollkommen rückführbar. Atmosphärischer Dekorrelator Unabhängig vom Korrekturdatenformat, also auch mit älteren Formaten wie zum Beispiel RTCM 2.3 nehmen die SmartRTK-Algorithmen eine Schätzung der Modellrestfehler in den Korrekturdaten vor. Dynamisch wird daraus die beste Berechnungsvariante für homogene Positionsgenauigkeit angewendet. Im Ergebnis bietet dies eine homogene Genauigkeit über das gesamte Netzwerkgebiet, unabhängig von der Entfernung zur nächstgelegenen echten Referenzstation. Weitere Informationen zu Leica s innovativer SmartRTK-Rover- Algorithmik können Sie den Veröffentlichungen Standardised RTCM Network RTK Information for High Precision Positioning und SmartRTK: Eine neue Methode zur Berechnung standardisierter RTCM-Netzwerkinformationen für hochpräzise RTK-Anwendungen der AVN Ausgabe 06/2008 entnehmen. Dokumentation passt 1:1 zur Wirklichkeit Der Koordinatennachweis und die graphische Darstellung der Basislinien beziehen sich auf vermarkte Punkte und nicht auf einen virtuellen Ort. Man erhält nicht zu jedem Messpunkt, den man aufsucht, die unnötige Koordinate einer virtuellen Referenzstation in der Punktliste und in der Grafik. Transformation, 100% eindeutig Die Informationen zur Koordinatentransformation werden bei RTCM 3.1 separat übertragen und nicht in die Koordinaten der Referenzstation eingerechnet. Damit erhält man die lokale Koordinate und die unverfälschte ETRS89 Koordinate im Bezugssystem der Referenzstationen. Die Koordinaten können ohne Mehraufwand zusätzlich in die Koordinatentransformation einfließen und bieten damit mehr Überbestimmung und Kontrollmöglichkeiten. SmartRTK ist in allen System 1200 Systemen mit der aktuellen Firmware Version enthalten Zusammenfassung: Das RTCM 3.1 MAC bietet mehrere konzeptionelle Vorteile, die dem Anwender erlauben präzisere Koordinaten und höhere Verfügbarkeit von cm-genauen Koordinaten zu erzielen. Dies resultiert in höherer Effizienz und mehr Produktivität. Darüber hinaus bietet es Vorzüge in den Aspekten der Dokumentation und Rückführbarkeit der erzeugten Koordinate. Die Leica Rover und Referenzstationsprodukte sind zu 100% auf das Konzept von RTCM 3.1 abgestimmt und bieten dem Vermessungsingenieur dadurch maximalen Profit.

6 Für weitere Informationen steht Ihnen der Leica Geosystems Mitarbeiter Klaus Schleußinger gerne zur Verfügung: Klaus Schleußinger c/o Leica Geosystems GmbH Vertrieb Triebstrasse München Tel. 0 89/ Fax 0 89/ When it has to be right. Literatur: 1. Take it to the MAX! An introduction to the philosophy and technology behind Leica Geosystems SpiderNET revolutionary Network RTK software and algorithms. Leica Geosystems AG Heerbrugg, Switzerland, 2005 Link: 2. SmartRTK: Eine neue Methode zur Berechnung standardisierter RTCM-Netzwerkinformationen für hochpräzise RTK-Anwendungen, W. Lienhart und F. Takac in der AVN Ausgabe 06/ Standardised RTCM Network RTK Information for High Precision Positioning, Takac, F. and Lienhart, W., April 2008 Link: 4. Radio Technical Commission For Maritime Services (RTCM) (2007) RTCM Standard For Differential GNSS Services - Version 3 with Amendment 1. RTCM Paper SC104-STD, RTCM Special Committee No. 104, Amended May 21, Weitere interessante Beiträge zu diesem Thema finden Sie auch auf der Leica Homepage unter Support-Service/Downloads/Technical Literatur. Hauptsitz: Leica Geosystems GmbH Vertrieb Triebstrasse München Tel. 0 89/ Fax 0 89/

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