vii berichte von fachinstituten an universitäten und technischen

Institut für Physikalische Geodäsie – Technische Universität Darmstadt 239
5.2.2 GNSS-Kombination: GPS, Glonass und Galileo
Neben GPS steht mit dem russischen System Glonass ein
weiteres GNSS zur Verfügung, das auch für geodätische
Anwendungen eingesetzt werden kann. Der Ausbau von
Glonass wurde in 2007 forciert, und die Entwicklung von
kommerzieller Software und von Empfängern für die
gemeinsame GPS/Glonass-Nutzung erfuhr einen enormen
Schub. 2007 wurde auch die Finanzierung für das Galileo
System durch die EU geklrät so dass nun Sicherheit bzgl.
des Galileoaufbaus besteht.
Durch diese Entwicklungen werden die bisherigen Möglichkeiten
der Positionierung und Navigation wesentlich
erweitert. Mehr Satelliten, stärkere Signale und genauere
Codes werden eine deutliche Verbesserung der Echtzeitfähigkeit
in Bezug auf Robustheit der Lösungen und die
möglichen Anwendungsgebiete bringen. In Studien-und
Diplomarbeiten wurden die neuen Eigenschaften untersucht
und Software für Multi-System Positioning – Navigation
– Timing (PNT) Anwendungen erarbeitet. Die oben beschriebenen
Ansätze und Verfahren für die GNSS-Echtzeitproessierung
werden für die zusätzlichen Beobachtungen
erweitert.
Studien zur gemeinsamen Nutzung der drei GNSS und den
damit möglichen Verbesserungen wurden durchgeführt. Dazu
wurde eine geeignete Planungs-und Simulationssoftware
erstellt, die auch die Integration von 3DStadtmodellen in
die Berechnung der sichtbaren Satelliten ermöglicht. Eine
Studie zu den künftigen GNSS-Möglichkeiten im
innerstädtischen Bereich wurde 2007 begonnen.
Im Rahmen des „ESOC OPS-GN Frame contract“ wurden
verschiedene Untersuchungen durchgeführt, um die
Leistungsfähigkeit des zukünftigen europäischen Satellitensystems
GALILEO zu zeigen. Für die Untersuchungen wurde
der erste GALILEO-Testsatellit (GIOVE-A) herangezogen.
Hierbei wurde die Codemessgenauigkeit sowie die
Modellierbarkeit der Satellitenorbits genauer betrachtet und
daraus die zu erwartende Orbit-und Positionierungsgenauigkeit
abgeleitet ([11]).
5.2.3 GPS Stations-und Antennenkalibrierung
Zeitreihenanalyse, Kalibrierung und Validierung von
GPS Permanentstationsdaten
Mit zunehmenden Genauigkeitsanforderungen an Daten und
epochenweise Koordinatenlösungen von GNSS Permanentstationen
gewinnt die Stationskalibrierung an Bedeutung.
Multipath, Beugung, Antenneneigenschaften und die
Stabilität der Station müssen überwacht und analysiert
werden. Dabei werden die Unsicherheiten der Koordinaten
mit alternativen stochastischen Eigenschaften, wie farbigem
Rauschen, modelliert. Fehlercharakteristiken der Antenneninstallation
werden durch Analyse der Residuen ermittelt
und als Korrektur oder bei der Gewichtung angebracht.
Speziell für das zukünftige europäische Satellitensystem
GALILEO, für welches zu dem heutigen amerikanischen
Satellitensystem GPS eine deutliche Genauigkeitssteigerung
erwartet wird, ist es besonders wichtig das Verhalten der
Antennen der Galileo Sensor Stationen zu kennen. Eine
fehlerhafte Modellierung der Antennencharakteristik
resultiert später in einem Orbit-und Positionierungsfehler.
Um die Antennencharakteristik dieser Antennen hochgenau
zu untersuchen, wurden verschiedene Kalibrierungen einer
GSTB-V2 Antenne durchgeführt. Die Antenne wurde im
ersten Schritt auf der institutseigenen Kalibriereinrichtung
in Darmstadt kalibriert. Um die erhaltenen Ergebnisse zu
prüfen wurden anschließend weitere Kalibrierungen in der
Absorberhalle des EMV Testzentrums der Bundeswehr in
Greding, sowie auf dem Kalibrierroboter der Leibniz-
Universität in Hannover (Prof. S. Schön) durchgeführt.
Entwicklung und Automatisierung von Kalibrierverfahren
für GPS Antennen
In Kooperation mit Prof. Dr.-Ing. H. Kuhlmann, Dipl.-Ing.
P. Zeimetz (Univ. Bonn, Geodätisches Institut), Prof. Dr.-Ing.
H. Heister (Universität der Bundeswehr München) wird ein
automatisiertes Antennenkalibrierverfahren durch Messungen
in einer Absorberkammer entwickelt. Dazu kann die, vom
Institut für Funkkommunikation der TU Darmstadt betrieben,
Absorberkammer benutzt werden. Die Kammerkalibrierung
bietet eine unabhängige Alternative und Erweiterung um
GLONASS-und Galileo-Frequenzen zu den bisher üblichen
Roboter-und Feldkalibrierungen.
5.2.4 Referenzsysteme und Geokinematik
Das EU-Projekt CERGOP-2/Environment dient der Überwachung
der Krustenbewegungen im zentralen Teil von
Europa und umfasst einen Bereich von 15% des Kontinentes.
Dabei werden die Geschwindigkeiten der ausgewählten
Netzpunkte in seismisch aktiven Bereichen über Dekaden
bestimmt. Das Projekt endete offiziell zwar im Juli 2006,
die Mitglieder des CEGRN-Konsortiums -14 Institute aus
13 Zentral-und Osteuropäischen Ländern -führen die
wesentlichen Arbeiten jedoch fort. So wurden 2007 im
Rahmen der insgesamt neunten GPS-Kampagne 92 Stationen
im Projektgebiet beobachtet. Das IPG beobachtete die Station
Hohenpeißenberg.
Die Auswirkung der Reprocessing Guidelines, 2006
maßgeblich am IPGD entworfen, wurden examplarisch an
der ersten Kampagne CEGRN1994 untersucht ([3]).
Das IPGD berechnete des Weiteren eine Kampagnenlösung
für 2007 und kombinierte diese mit den Lösungen weiterer
CEGRN Analysezentren zur gemeinsamen Kampagnenlösung
CEGRN2007 ([2]). Außerdem stellten die CEGRN Analysezentren
für alle Vorgängerkampagnen reprozessierte Lösungen,
gemäß der oben erwähnten Guidelines, zur Verfügung.
Das IPGD berechnete auch für diese Kampagnen Kombinationslösungen.
Damit waren für alle CEGRN Kampagnen
Lösungen nach aktuellen Standards verfügbar. Sie dienten
als Eingangsdaten für eine neue Geschwindigkeitsschätzung
der CEGRN Stationen, die so auf einer Zeitspanne von 13
Jahren basiert.
GPS-Meteorologie
In Kooperation mit der Universität der Bundeswehr wurde
die Kalibrierung von Wasserdampfradiometern (WVR) zur
Validierung und Steigerung der Genauigkeit von Höhenbestimmungen
mit GPS fortgeführt. Unabhängige direkte
Messungen des Wasserdampfgehaltes der Atmosphäre mit
Wasserdampfradiometern erlauben die Entwicklung von