Kinematisches GPS zur Deformationsbestimmung - Beuth ...

die Entfernung zwischen GPS-Satellit und GPS-Empfänger bestimmt werden. Unter Verwendung
der ebenfalls vom Satelliten übersendeten Satellitenpositionen (Broadcast Bahninformationen) kann
durch einen 3-dimensionalen Bogenschlag die momentane Position des Nutzers mit einer Genauigkeit
von ein paar Metern bestimmt werden. Minimale Voraussetzung ist der gleichzeitige Empfang der
Signale von mindestens vier Satelliten um alle Unbekannten zu bestimmen, die zur Positionierung
notwendig sind.
Das GPS-Signal wird auf zwei Frequenzen ausgesendet: ein primäres Signal auf 1575,42 MHz (L 1 -
Band) und ein sekundäres Signal auf 1227,6 MHz (L 2 -Band). Diese Signale werden simultan generiert,
so dass der Nutzer, welcher beide Signale empfängt, daraus direkt eine Korrektur des durch die
Ionosphäre bedingten Fehlers ableiten kann. Zwei Modulationen werden übertragen: der Clear Acquisition
(C/A-) Code auf L 1 und der Precise (P-) Code auf L 1 und L 2 . Diese Modulation eröffnet den
Zugang zum Standard-Positionierungs-Service (Standard Positioning Service, SPS) über den C/A-
Code und zum Präzisen-Positionierungs-Service (Precise Positioning Service, PPS) über den P-Code.
Der PPS ist verschlüsselt und nur autorisierten Nutzern zugänglich (Anti-Spoofing, A-S). Die Genauigkeit
des SPS, welcher allen Nutzern offen steht, kann durch den Systembetreiber eingeschränkt
werden. Diese Einschränkung wird als Selective Availability (SA) bezeichnet.
[Bauer, 2003, Hofmann-Wellenhof, 2001, Rothacher, 2004, Seeber, 1989, Tiemeyer, 2001]
2.2 Bezugssysteme
2.2.1 Räumliche Bezugssysteme
Im Zusammenhang mit GPS gibt es eine Vielzahl verschiedener Bezugssysteme, die zur Bestimmung
der Lage der einzelnen Systemkomponenten dienen und durch Transformation ineinander überführt
werden können.
Man unterscheidet drei Klassen von Bezugssystemen:
• Raumfeste Bezugssysteme (Inertialsysteme): fest bezüglich der Richtung zu Sternen
• Erdfeste Bezugssysteme: fest verbunden mit der Erdkugel, mit dieser rotierend
• Lokale Bezugssysteme (Horizontsysteme): fest verbunden mit Beobachtungsort
Hier soll nur auf die für den Endnutzer wichtigsten erdfesten globalen Referenzsysteme eingegangen
werden.
Mit dem Einzug der Satellitenvermessung und anderer Raumtechniken konnten weltweit definierte
globale geodätische Referenzsysteme geschaffen werden. Das dabei benutzte dreidimensionale,
geozentrische kartesische Koordinatensystem ist wie folgt definiert (s. Abb. 2.1)
1. Koordinatenursprung: Massenmittelpunkt der Erde (Geozentrum)
2. Z-Achse: Drehachse der Erde
3. XZ-Ebene: Definiert durch die Z-Achse und einen ausgesuchten Punkt
auf der Erde (Sternwarte von Greenwich)
4. Y-Achse: Drehung der X-Achse um 90 ◦ gegen den Uhrzeigersinn
Wegen seiner geozentrischen Lagerung und seiner festen Verbindung mit der Erde werden die Koordinaten
gelegentlich mit dem Kürzel ECEF (Earth Centered Earth Fixed) gekennzeichnet.
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