PDF-Download - Deutsche Geodätische Kommission

70 5. Stations- und satellitenspezifische Einflussfaktoren
Die künstliche lang- und kurzperiodische Verschlechterung der Satellitenuhren mit einem unbekannten Algorithmus
(Dithering, δ-Prozess) hingegen stellte den kurzperiodischsten Fehlereinfluss des GPS dar (WANNINGER 2000b) und
beeinflusste auf Grund der laufzeitbasierten (Pseudo-)Streckenmessung sowohl die absolute Pseudostrecken- als auch
die Trägerphasenmessung auf beiden Frequenzen direkt. Im Gegensatz zu Echtzeitanwendungen, bei denen die durch
SA resultierenden Satellitenuhrfehler dominieren, können bei Post-Processing-Anwendungen Satellitenuhrfehler durch
Differenzbildung von zeitlich simultan registrierten Messungen praktisch vollständig eliminiert werden (GEORGIADOU
UND DOUCET 1990).
Im Gegensatz zu SA ist die Sicherungsmaßnahme A-S weiterhin aktiv. A-S schützt das originär militärisch genutzte
GPS vor Störungen durch Fremdsender. A-S verschlüsselt dazu den P-Code unter Verwendung des W-Codes. Hierdurch
wird nicht-autorisierten Nutzern die Verwendung des P-Codes verwehrt. Der resultierende Code wird Y-Code
genannt. Geodätische Empfänger sind jedoch in der Lage bspw. mittels Kreuzkorrelationstechniken, Squaring-
Techniken, oder unter Verwendung des sog. Z-Trackings den originären Code zu rekonstruieren. Als Folge dieser Rekonstruktion
weisen L2-Beobachtungen für nicht-autorisierte Nutzer vergleichend zu L1-Beobachtungen ein deutlich
stärkeres Signalrauschen auf (HOFMANN-WELLENHOF ET AL. 2001).
5.5.2 Restriktionen durch das Raumsegment
Als weiterer nicht vom Nutzer beeinflussbarer Einflussfaktor ist die durch das Raumsegment vorgegebene Satellitenkonstellation
zu nennen. Auf Grund der Anordnung und der Bewegung der GPS-Satelliten besteht eine Abhängigkeit
von der geographischen Lage, im Speziellen von der geographischen Breite. Nach SANTERRE (1991) beeinflusst die
geographische Breite einer Beobachtungsstation die GPS-Ergebnisse (z.B. Punktgenauigkeit). WANG ET AL. (2002)
weisen ebenfalls eine Verschlechterung der erzielbaren Genauigkeit mit zunehmenden Beträgen der geographischen
Breite sowie eine generell schlechtere Genauigkeit in Nord-Süd-Richtung vergleichend zur Ost-West-Richtung nach.
Für die südlichst gelegene (ca. 71.5° s.Br.) Beobachtungsstation des Verdichtungsnetzes Antarktische Halbinsel Fossil
Bluff ergibt sich im Tagesverlauf (GPS-Tag: 031, 1998) die in Abbildung 5-37 dargestellte Überdeckung mit GPS-
Beobachtungen. Horizontfreiheit wird hierbei vorausgesetzt. Hieraus sind satellitengeometrische Restriktionen polarer
Regionen ableitbar. GPS-Satelliten liefern für solche Gebiete wenig Beobachtungen in Nähe des lokalen Zenits. Dies
wird durch Abbildung 5-38 belegt, worin die prozentuale Verteilung der GPS-Beobachtungen in Abhängigkeit von der
geographischen Breite vergleichend für eine in mittlerer nördlicher Breite gelegene Station (Karlsruhe: ca. 49° n.Br.)
und Fossil Bluff dargestellt ist. Für nahezu die Hälfte aller auf Fossil Bluff registrierten Beobachtungen gilt E < 25°.
25% aller Beobachtungen werden mit Elevationswinkeln kleiner 15° erfasst. Diese Beobachtungen weisen i.d.R. eine
deutlich schlechtere Signalqualität auf als Beobachtungen aus höheren Elevationsbereichen. Dies ist bspw. durch eine
erhöhte Mehrwegebelastung und den längeren Weg durch die Erdatmosphäre begründet. Wie in Kapitel 5.2.3 ausgeführt,
sind jedoch v.a. Beobachtungen aus niedrigen Elevationen notwendig, um die Komponenten des Bermuda-
Polygons zu dekorrelieren. Dies gilt somit im Besonderen für den Bereich der Antarktischen Halbinsel.
Abbildung 5-37: links: Übersicht Antarktische Halbinsel;
rechts: Sky-Plot (24 h) der Station Fossil Bluff
5.5.3 Einfluss datumsgebender Punkte
Abbildung 5-38: Prozentuale Beobachtungsverteilung
der Stationen Fossil Bluff und Karlsruhe
Bei der Auswertung von GPS-Beobachtungen und der anschließenden Analyse kommt der Wahl der Referenzstation(en)
eine wichtige Rolle zu. Datumsgebende Referenzpunkte werden als Fiducial-Punkte bezeichnet. Die
Fixierung von verfälschten Koordinaten für die Referenzstationen übt auf das bearbeitete Netz einen geometrischen