Kinematisches GPS zur Deformationsbestimmung - Beuth ...

• STOP & GO Verfahren
Der Empfänger verweilt für wenige Minuten auf dem Punkt und registriert dort für wenige
Messepochen die Satellitendaten. Danach wird der nicht ausgeschaltete und weiter Daten registrierende
Empfänger zum nächsten Punkt transportiert. Dort registriert er wieder für wenige
Minuten die Satellitendaten.
Zwar ist die Genauigkeit der Punktkoordinate, welche in einer Epoche gewonnen wird, nicht
höher als beim kontinuierlichen Verfahren, jedoch kann unter guten äußeren Bedingungen
durch eine Mittelbildung aller über einen Zeitraum auf diesem Punkt registrierten Epochen
eine Punktgenauigkeit von 1-2 cm (Lagegenauigkeit) erreicht werden.
Bestimmung der Phasenmehrdeutigkeiten Um beim kinematischen Messverfahren Lagegenauigkeiten
in Zentimetergenauigkeit zu erreichen, ist es notwendig, die Mehrdeutigkeitsparameter der
Trägerphase zu bestimmen. Will man Koordinaten in Real-Time bestimmen, ist eine Lösung der
Mehrdeutigkeiten in einer sogenannten Initialisierungsphase vor Beginn der eigentlichen Messung
notwendig. Die verschiedenen Verfahren sind in Abschnitt 2.9 aufgeführt.
[Bauer, 2003, Hofmann-Wellenhof, 2001, Korth, 2004, Rothacher, 2004]
2.11 Virtuelle Referenzstation (VRS)
Die durch die Ionosphäre bedingten Laufzeitfehler stellen die bedeutendsten Fehlereinflüsse bei der
relativen Positionierung mit GPS dar. Zwar können sie bei Zweifrequenzmessungen durch die Bildung
von ionosphärenfreien Linearkombinationen weitgehend eliminiert werden, jedoch führt dies zu
anderen negativen (Fehler-) Einflüssen (stärkeres Messrauschen, verstärkte Mehrwegeinflüsse, keine
ganzzahligen Mehrdeutigkeiten).
Hauptproblem bei der relativen Positionierung sind die Unterschiede der ionosphärischen Laufzeitfehler
der Signale eines Satelliten auf dem Weg zu den zwei beteiligten Stationen. Solche relativen
ionosphärischen Laufzeitfehler treten auch bei einer ungestörten Atmosphäre durch die unterschiedlichen
Elevationen, unter denen die Satellitensignale empfangen werden, und die großräumigen horizontalen
Gradienten des Elektronengehalts auf. Bei einer gestörten Ionosphäre kommt es schon ab
wenigen Kilometern Stationsabstand zu relativ großen ionosphärischen Laufzeitfehlern.
Eine Möglichkeit die ionosphärischen Laufzeitfehler zu minimieren, ist die Methode der relativen Positionierung
mit Hilfe verhältnismäßig kurzer Basislinien, da hierbei die Wirkung der Ionosphäre auf die
simultan gemessenen Beobachtungen so ähnlich ist, dass sie bei einer Differenzbildung nahezu ganz
herausfällt. Hierzu dient das Konzept der Virtuellen Referenz Station (VRS). Liegen simultane Beobachtungen
von mindestens drei Referenzstationen vor, können diese zusammengeführt und vorverarbeitet
werden. Unter Berücksichtigung der Nährungsposition des Rovers werden die Korrekturanteile
zu satellitenindividuellen Beobachtungskorrekturen zusammengesetzt. So können Korrekturen einer
VRS oder virtuelle Beobachtungen gerechnet werden.
Sollen die Auswertungen für zentimetergenaue relative Positionierung verwendet werden, d.h. werden
als primäre Beobachtungsgröße Phasenmessungen verwendet, müssen in einem Vorverarbeitungsschritt
die Phasenmehrdeutigkeiten aller beteiligen Referenzstationen auf ihren wahren ganzen Wert
festgesetzt werden. Sollte es nicht gelingen die Mehrdeutigkeiten einer Station zu lösen, müssen die
Beobachtungen der betreffenden Station von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen werden. Da
die Koordinaten der beteiligten Referenzstationen oftmals als genaue Werte vorliegen, müsste dies
verhältnismäßig schnell gelingen. Andererseits beschränken entfernungsabhängige Fehlereinflüsse die
komplette Bestimmung aller Mehrdeutigkeiten meist auf Entfernungen der Referenzstationen von
50-100 km zueinander [Wanninger, 1999].
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