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Vergleichende Untersuchungen zur Signalqualität und Variation der Antennenphasenzentren beim Betrieb von GPS-Permanentstationen.

Vergleichende Untersuchungen zur Signalqualität und Variation der Antennenphasenzentren beim Betrieb von GPS-Permanentstationen.
Typ:Diplomarbeit
Datum:2000
Betreuer:

Aufgabensteller:
Prof. Dr.-Ing. B. Heck
Betreuer:
Dr.-Ing. H. Kutterer
Dr.-Ing. K. Seitz
Dipl.-Ing. M. Mayer

Bearbeiter:Betz, S.
Zusatzfeld:

IBNr: 846

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Durch die steigende Genauigkeit von GPS-Verfahren bis in den Millimeterbereich stehen nun vermehrt Fehlerquellen im Blickpunkt, die noch vor einigen Jahren kaum untersucht wurden. Hierzu gehört auch das elektrische Phasenzentrum der GPS-Antenne, welches nicht mit dem mechanischen Phasenzentrum übereinstimmt, und dem deshalb ein Offset zugeordnet wird. Die Lage des elektrischen Phasenzentrums variiert ausserdem in Abhängigkeit von Azimut und Elevation des eintreffenden Signals.

 

Im Rahmen dieser Diplomarbeit sollten die Variationen der Antennenphasenzentren bei langzeitstatischen Messungen untersucht werden. Dafür war ein Beobachtungsplan auszuarbeiten und zu realisieren. In die Untersuchung wurden zwei Leica SR530, zwei Trimble 4000SSi und zwei Trimble 4800 einbezogen. Es wurde an acht Beobachtungstagen jeweils 24h gemessen. Als minimale Elevation wurde 0° gewählt. Die Aufzeichnungsrate betrug 10sec.

Die GPS-Daten sollten unter Verwendung der Berner Software (Version 4.0) zur Schätzung der Phasenzentrumsvariationen (PCV) verwendet und anschließend mit den vom IGS herausgegebenen PCV verglichen werden. Eine weitere Aufgabe war die Untersuchung der Qualität der GPS-Daten mit Hilfe der Programme TEQC und QC. Ferner sollte das Modell zur Beschreibung der Phasenzentrumsvariationen dargestellt werden.

 

Um die PCV schätzen zu können, wurde das Messverfahren der relativen Kalibrierung realisiert. Hier werden die PCV der Prüfantennen relativ zu den PCV einer Referenzantenne bestimmt. Während der notwendigen Messungen müssen dafür die GPS-Antennen in einer geeigneten Weise gedreht und vertauscht werden.

 

Die Untersuchung der GPS-Daten mit Hilfe der Programme TEQC und QC ergab, dass sämtliche Beobachtungen von guter Qualität waren. Allerdings erscheinen die beiden Programme für den praktischen Einsatz jedoch nur bedingt geeignet.

 

Eine Schätzung der Phasenzentrumsvariationen mit Hilfe der Berner Software erfolgte, indem zuerst die mittleren Offsets und anschließend die elevations- und azimutabhängigen PCV geschätzt wurden. Während die Bestimmung der konstanten Antennen-Offsets gelang, verlief die PCV-Schätzung nicht zufriedenstellend.