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Untersuchungen von low-cost Einfrequenz-Empfängern zum Einsatz in automatischen Monitoring-Systemen

Untersuchungen von low-cost Einfrequenz-Empfängern zum Einsatz in automatischen Monitoring-Systemen
Typ:Diplomarbeit
Datum:2011
Betreuer:Prof. Dr.-Ing. B.  Heck
Dipl.-Ing. (FH) Dr.-Ing. S. Schneíd
Dr.-Ing. M. Mayer
Dipl.-Ing. A. Knöpfler
Bearbeiter:Rickert, Julia
Zusatzfeld:

IBNr: 925

Bislang werden im Monitoringbereich aus Kostengründen meistterrestrische Messsysteme zur hochgenauen Punktbestimmung eingesetzt. Zu den Anwendungsfeldern des Monitorings zählen hierbei insbesondere Aufgaben, bei denen die Bewegung von Punkten über einen längeren Zeitraum analysiert werden soll. Aufgrund hoher Genauigkeits-anforderungen werden beim Einsatz von GNSS-Positionierungsverfahren Mehrfrequenz-Empfänger verwendet. In dieser Diplomarbeit wurde der Frage nachgegangen, welche Genauigkeiten mit preisgünstigen GNSS-Ausrüstungen erreicht werden können. Im Speziellen wurden geodätische Ein- und Zweifrequenz-Empfänger der Firma Septentrio sowie ein low-cost Empfänger der Firma u-blox eingesetzt.

Die Messungen wurden in einem Testnetz bei Bruchsal durchgeführt, dessen Punkte aufgrund der örtlichen Topografie und Entfernungsrestriktionen geplant und vermarkt wurden. Es wurden Basislinienlängen zwischen 70 m und 2 km realisiert. Insgesamt wurden sechs Roverpunkte und ein Referenzpunkt für eine Beobachtungsdauer von jeweils einer Stunde besetzt.

In der anschließenden differentiellen Auswertung wurden insbesondere die beiden Softwarepakete Wa1 und RTKLib vergleichend untersucht. Die unterschiedlichen Auswertealgorithmen der beiden Softwarepakete verursachen hierbei Koordinatendifferenzen von durchschnittlich 1-2 mm.

Ausgewählte Ergebnisse lassen die Schlussfolgerung zu, dass in einem räumlich begrenzten GPS-Netz mit maximalen Basislinienlängen von 2 km und einer Beobachtungsdauer von mindestens einer Stunde keine signifikanten Qualitätsunterschiede zwischen Messungen mit geodätischen Zweifrequenz-Empfängern und geodätischen Einfrequenz-Empfängern feststellbar sind. Als ein Grund für die guten Ergebnisse sei die zuvor durchgeführte Antennenkalibrierung aller verwendeten Antennen genannt. Die Beobachtungsdaten des low-cost Empfängers verursachen Differenzen im Zentimeterbereich, weswegen diese Empfänger - basierend auf den erfassten Messdaten und Auswertestrategien - für präzise Monitoringanwendungen nicht geeignet sind.