Neue Entwicklungen in der GNSS Technik

Transkript

1 Neue Entwicklungen in der GNSS Technik SONDIERUNG VERMESSUNG ABSTECKUNG

2 ili gis-services Hersteller-unabhängiges Ingenieurbüro seit über 15 Jahren Maßgeschneiderte Hard- und Softwarekombinationen namhafter Hersteller

3 GNSS - GPS Wir reden von GPS, meinen aber GNSS (global navigation satellite system). GPS ist eines von mehreren Systemen: GPS (USA) GLONASS (Russland) GALILEO (EU) Beidou / Compass (China) IRNSS (Indien)

4 Wie funktioniert das? Darstellung aller Satelliten in Echtzeit (grün: aktive Satelliten, gelb: Weltraumschrott):

5 Wie funktioniert das? Die Satelliten werden als bekannte Punkte im All betrachtet. Die Satelliten sind zwischen und km (!) vom Empfänger entfernt. (ISS: 400km) Die Satelliten haben extrem genaue Atomuhren an Bord Sie Satelliten senden ständig Signale mit der Uhrzeit als Information ab

6 Wie funktioniert das? Aus der Laufzeit der Signale errechnet der Empfänger die Entfernung zum Satelliten 3 solcher Bogenschnitte ergeben eine Position Zum Ausgleich des Uhrenfehlers im Empfänger sind 4 Bogenschnitte (sichtbare Satelliten) nötig

7 Wie genau ist das das? Reine GPS-Genauigkeit ( autonom ): 5 15 Meter in der Lage Meter in der Höhe

8 Warum nicht genauer? Abschattungen und Phasensprünge (Gebäude, Bäume sind im Weg) Multipath (Signale werden an Flächen umgelenkt) Atmosphärische Störungen (Luftschichten brechen das Signal)

9 Abhilfe: DGPS GPS-Empfänger auf bekannten Punkten messen die Abweichungen und berechnen Koorekturwerte, die Basisstationen auf die Vermessungsgeräte mit bekanntem übertragen Standortwerden Abgabe der Differenzwerte (Korrekturen) an mobile Messsysteme (DGPS-Rover)

10 Verbesserung in Echtzeit (Real-Time Kinematik) Verschiedene Anbieter: Ascos / Sapos / Trimble VRS now / Leica Smart Net Abgabe der Differenzwerte (Korrekturen) an mobile Messsysteme (DGPS-Rover) Übertragung per Internet oder Satellit Genauigkeiten bis 1cm

11 Verbesserung in Echtzeit (Real-Time Kinematik) Problem der Übertragung der Korrekturwerte: Internet nicht überall verfügbar, Satellitendienste sehr teuer Schwache Netzabdeckung lässt sich mit sog. Roaming-SIM Karten umgehen in D damit kaum mehr Lücken Aufbau eines eigenen Funknetzes

12 Genaugkeitsangaben bei GNSS CEP (wahrscheinlicher kreisförmiger Fehler Wert = Radius) 50 % aller Messwerte unterhalb der Angabe 95% aller Messwerte unterhalb der doppelten Angabe 98,5% aller Messwerte unterhalb des 2,55 fachen Angabe RMS (quadratischer Mittelwert, Standardabweichung ) 63-68% aller Messwerte unterhalb der Angabe 2dRMS oder CEP % aller Messwerte unterhalb der Angabe Merke: Werte in Datenblättern sagen nichts aus über die Performance in schwierigen Situationen! Hersteller spezifizieren meistens nach RMS bei guten Bedingungen

13 Aktuelle Situation der GNSS-Systeme GPS (aktuell 32 Satelliten) L2C, L5, laufende Modernisierung GLONASS (aktuell 27 Satelliten) GALILEO (aktuell 18 Satelliten) derzeit technische Probleme (Atomuhren) regulärer Betrieb ab 2018 geplant Beidou (aktuell 16 Satelliten)

14 Was hilft das? Aber keine Genauigkeitssteigerung!! Neue Ansätze der Signalverarbeitung Mehr Satelliten stehen zur Verfügung GPS meistens unabdingbar Bessere Verfügbarkeit

15 Zukunft Innovationstreiber Automobilindustrie (autonomes Fahren) Ziel: 30cm Genauigkeit für unter 100 auf einem Chip mit 1 cm 2 Abfallprodukt : Submeternavigation in jedem Smartphone Exakte Vermessung wird aufwändig bleiben

16 Aktuelles Umfeld Anforderungen an Qualitätsmanagement und Dokumentation steigen Preise für GNSS-Systeme fallen stetig Große Performance-Unterschiede Neue Anbieter neben den Markenherstellern

17 Was macht einen guten GNSS-Empfänger aus? Performance unter schwierigen Bedingungen Langlebigkeit Zukunftsfähigkeit Support Einfache Bedienung Tipp: Vergleichende Tests unter schwierigen Bedingungen

18 Aufgabenfelder Positionslieferant für Sonden Vermessung von Objekten, Flächenermittlung Grenz-Suche, Bohrpunkte wiederfinden

19 Beispielempfänger: SP80 GNSS zentriert: Kombiniert alle verfügbaren Signale gleichwertig zu einer Position dadurch bessere Performance unter schwierigen Bedingungen Über SD-Karte im Gelände konfigurierbar kein zusätzliches Bedienterminal nötig Bluetooth und WLAN komplett deaktivierbar: Keine Störeinflüsse Hersteller-unabhängig mit allen Softwarelösungen kombinierbar

20 Beispielempfänger: SP80 Bluetooth Kabel WLAN

21 Beispielempfänger: SP80

22 FRAGEN? DAFÜR SIND WIR DA! ili gis-services Wiesenthalstr Freising