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Trimble und GeoGenius GPS-Software im Vergleich.

Trimble und GeoGenius GPS-Software im Vergleich.
Typ:Diplomarbeit
Datum:2001
Betreuer:

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

Bearbeiter:König, M.
Zusatzfeld:

IBNr: 861

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Am Geodätischen Institut der Universität Karlsruhe (GIK) wird zur Zeit noch für die GPS-Auswertung mit der Software GPSurvey der Firma Trimble gearbeitet. Zur GPS-Weiterverarbeitung werden anschließend nach der Karlsruher Strategie die institutseigenen Programme NETZ2D und HEIDI2 genutzt, um die erhaltenen Basislinienlösungen nach der Auswertung sowohl lage- als auch höhenmäßig in das Landessystem zu integrieren.

Die bisher verwendete Trimble-Software wird in Zukunft durch das neue Produkt Trimble Geomatics Office (TGO) der Firma Trimble abgelöst. Ziel dieser Diplomarbeit war es daher unter anderem, diese Software auszutesten und zu beurteilen. Um eine breitere Basis und somit eine bessere Vergleichbarkeit der Ergebnisse zu erlangen, wurde zusätzlich ein drittes Softwarepaket GeoGenius, das mittlerweile ebenfalls von der Firma Trimble vertrieben wird, mit in die Untersuchungen einbezogen. Um eine Vergleichbarkeit der jeweils erhaltenen Daten zu gewährleisten, wurde auf eine einheitliche Vorgehensweise bzw. auf gleiche Auswerteparameter sowohl bei der GPS-Prozessierung als auch bei der GPS-Weiterverarbeitung geachtet.

Die Bearbeitung der Projekte mit der jeweiligen Software gliederte sich in die nachfolgenden Arbeitsschritte:

  • GPS-Auswertung mit GPSurvey, GeoGenius und TGO
    Ergebnis: 3D-kartesische Koordinaten, Geographische Koordinaten
  • Mit NETZ2D und HEIDI2 (GIK-Software): Weiterverarbeitung der Ergebnisse aus der GPSurvey-Auswertung
    Ergebnis: Landeskoordinaten als Referenzlösung
  • GPS-Weiterverarbeitung mit den Modulen der GPS-Auswertesoftware GPSurvey, GeoGenius und TGO
    Ergebnis: Koordinaten im Landessystem

Diese Vorgehensweise wurde anhand von zwei Projekten vollzogen. Bei diesen Projekten handelte es sich zum einen um das GPS-Projekt Friesenheimer Insel (Nullepoche einer Deformationsüberwachung, 13 Neupunkte, Ausdehnung 10 x 10 km2, Messzeitraum zwei Tage) und zum anderen um ein Projekt, dessen Daten aus der Diplomarbeit Seel (spezielles Netz zum Hard- und Softwarevergleich, 10 Neupunkte, 37 km Nord-Süd-Ausdehnung) entnommen sind.

Für jedes der drei Softwarepakete GPSurvey, GeoGenius2000 und Trimble Geomatics Office wurde das obige Schema durchlaufen. Basierend auf den RINEX-Dateien erfolgte in einem ersten Schritt eine Basislinienprozessierung, der sich zunächst ein Sessionzusammenschluss und danach eine Sessionintegration ins Landessystem anschlossen. Ein erster Vergleich erfolgte nach der Basislinienprozessierung. Die erzielten Auswerteergebnisse wurden anschließend einer Referenzlösung für den Sessionzusammenschluss gegenübergestellt und miteinander verglichen. Letztlich erfolgte auf der Ebene der Sessionintegration ein Vergleich der Auswerteprogramme untereinander.

Die Ergebnisse der Basislinienprozessierung sind für die Auswerteprogramme GPSurvey und Trimble Geomatics Office nahezu identisch. Dies kommt dadurch zustande, dass beiden Programmen die gleiche mathematische Modellbildung zugrund liegt, da beide den WAVE-Basislinienprozessor zur Verarbeitung von GPS-Daten nutzen. Im Vergleich zu diesen beiden Programmen weist GeoGenius2000 Abweichungen auf, deren Ursachen in der mathematischen Modellbildung des verwendeten Basislinienprozessors zu suchen sind.

Im Vergleich zur Referenzlösung aus NETZ2D (Lageauswertung) und HEIDI2 (Höhenauswertung) nach dem Sessionzusammenschluss ergeben sich für die Lagekomponente beider Projekte bei den Programmen GPSurvey und Trimble Geomatics Office nur geringe Abweichungen. Die Differenzen der ellipsoidischen Höhe sind auch für das Projekt Friesenheimer Insel bei beiden Programmen noch relativ gering, wogegen beim Projekt Seel große Differenzen in der ellipsoidischen Höhe entstehen, welche ungeklärten Fehlern in den Instrumentenhöhen zugewiesen werden müssen.

Bei der Sessionintegration erfolgte kein Vergleich zur Referenzlösung, sondern ein Vergleich der Softwarepakete untereinander.

Beim Projekt Friesenheimer Insel sind für die Lagekomponente im Vergleich zwischen GPSurvey und Trimble Geomatics Office wiederum weitestgehend nur geringe Differenzen festzustellen. Die NN-Höhen weisen hier allerdings große Abweichungen auf. Das Programm GeoGenius2000 zeigt auch hier im Vergleich zu den beiden anderen Programmen wieder größere Abweichungen.

Beim Projekt Seel verhält es sich so, dass der Vergleich zwischen GPSurvey und GeoGenius2000 in der Lagekomponente gut zusammenpasst, in der Höhe aber ebenfalls wieder große Differenzen entstehen. Bei diesem Projekt fällt auf, dass bei den beiden Vergleichen mit Trimble Geomatics Office die Differenzen bei Punktbesetzungen mit Leica-Empfängern für die Lagekomponente entfernungsabhängig sind.

Abschließend ist festzustellen, dass das Auswerteprogramm GPSurvey aufgrund von Einschränkungen in der Benutzerfreundlichkeit und des höheren Zeitaufwandes für die Basislinienprozessierung nicht mehr den Anforderungen eines modernen Auswerteprogramms entspricht. Betrachtet man die beiden anderen Softwarepakete GeoGenius2000 und Trimble Geomatics Office, so überzeugt GeoGenius2000 besonders in der sehr schnellen Prozessierungszeit, durch die vor allem bei der Bearbeitung großer Datenmengen eine ökonomische und rationelle Arbeitsweise gewährleistet wird. Hinsichtlich der Benutzerfreundlichkeit kann keine klare Differenzierung zugunsten des einen oder anderen Programms getroffen werden. Ebenso besteht hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Strukturierung über weite Programmteile Ähnlichkeit. Für Trimble Geomatics Office spricht, dass in diesem Programm neben der herkömmlichen Vermessungsansicht auch eine Planansicht vorhanden ist, mit der CAD-bezogene Aufgaben durchgeführt werden können, und dass eine GIS-Datenerfassung unterstützt wird.