Nerxon-Publikation, Veröffentlichungsdatum: Mai 2023

Es ist entscheidend, die Fähigkeiten von Satellitenempfängern vor Arbeitsbeginn zu verstehen. Bei der Arbeit mit GPS ist keine Sichtverbindung zwischen den Punkten erforderlich. GPS arbeitet rund um die Uhr, sieben Tage die Woche, und liefert unter nahezu allen Wetterbedingungen genaue geodätische Ergebnisse. Es ermöglicht mehr Beobachtungen mit weniger Personalaufwand. Es ist jedoch auch wichtig, sich der Einschränkungen von GPS bewusst zu sein. GPS-Empfänger müssen sich mit mindestens vier Satelliten verbinden. Bäume oder hohe Gebäude können die Verbindung zu GPS behindern. Zudem ist GPS für Vermessungen in Innenräumen oder geschlossenen Räumen nicht geeignet. In einigen Fällen kann eine optische Totalstation geeigneter und effektiver sein.

Je nach Aufgabe kann eine der verschiedenen Beobachtungsmethoden ausgewählt werden:

• Statische Beobachtungen: Diese Methode wird für große Entfernungen, geodätische Netze oder Plattentektonik-Studien verwendet. Sie ist über große Entfernungen sehr genau, aber langsamer als andere Methoden.
• Schnellstatisch: Diese Methode wird für die Errichtung lokaler Kontrollnetze, Netzerweiterungen oder ähnliche Aufgaben verwendet. Sie ist viel schneller als die statische Methode, um präzise Basislinien bis zu 20 Kilometer zu erreichen.
• Kinematische Methode: Diese Methode ist die beste für Detailvermessungen oder wenn viele eng beieinander liegende Punkte erfasst werden müssen. Der Satellitenempfänger muss eine klare Sicht auf 4 Satelliten haben. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, muss die Phasenmehrdeutigkeit aufgelöst werden, was 5 bis 10 Minuten dauern kann, es sei denn, der Empfänger verfügt über eine On-the-Fly-Verarbeitung.
• Echtzeit-Kinematik (RTK): Diese Technik stellt eine Funkverbindung vom Satelliten zum Referenzempfänger und dann zum Rover her. Solange keine Funkstörungen oder Verbindungsverluste auftreten, ermöglicht RTK die Datenerfassung in Echtzeit. RTK ist praktisch für Detailvermessungen, Absteckungen und COGO-Operationen (Koordinatengeometrie).

Statische Methode

Die primäre Technik für GPS-Vermessungen ist die statische Vermessung. Um eine lange Basislinie (20 Kilometer/16 Meilen oder mehr) zu beobachten, platzieren Sie den Referenzempfänger an einem bekannten Punkt. Anschließend positionieren Sie den zweiten Empfänger, den sogenannten Rover, am anderen Ende der Basislinie. Legen Sie dann gleiche Intervalle für die Datenerfassung fest – typischerweise 15, 30 oder 60 Sekunden – und führen Sie die Vermessung durch, indem Sie die Empfänger für mindestens eine Stunde eingeschaltet lassen. Abhängig von der Länge der Basislinie, der Anzahl der sichtbaren Satelliten und der relativen Geometrie der Satelliten kann es notwendig sein, mehr Zeit für die Vermessung einzuplanen. Denken Sie daran: Überprüfen Sie alles doppelt, um Fehler zu vermeiden. Sobald genügend Daten gesammelt wurden, schalten Sie den Rover aus und gehen Sie zur nächsten Basislinie über, wobei Sie diesen Vorgang für jede neue Basislinie wiederholen. Um die Datenerfassungsphase zu beschleunigen, können Sie einen weiteren Rover hinzufügen und zwischen den beiden Rovern abwechseln, um jede Basislinie zu vermessen.

Schnellstatische Methode

Wenn Sie an einem Standort arbeiten, an dem noch nie eine GPS-Vermessung durchgeführt wurde, müssen Sie zuerst mehrere Punkte mit bekannten Koordinaten festlegen, um Transformationen zu berechnen. Wählen Sie einen Punkt für den Referenzempfänger aus und bewegen Sie sich dann zu jedem der bekannten Punkte mit einem oder mehreren Rovern. Ähnlich wie bei der statischen Vermessung hängt die Zeit, die jeder Rover benötigt, um zu messen, von der Länge der Basislinie und dem GDOP (Geometrische Verdünnung der Präzision) ab. Nach der Datenerfassung und der Rückkehr ins Büro zur Verarbeitung sollten Sie durch erneutes Messen der gleichen Punkte zu verschiedenen Tageszeiten auf Fehler überprüfen.

Kinematische Methode

Richten Sie den Referenzempfänger ein und konfigurieren Sie ihn, und platzieren Sie den Rover am anderen Ende der Basislinie. Stellen Sie sicher, dass die Geräte stationär bleiben, schalten Sie beide Empfänger ein und warten Sie 5 bis 20 Minuten (dieser Zeitraum hängt von der Anzahl der sichtbaren Satelliten und der Basislänge ab). Sobald die Daten gesammelt sind, können Sie mit dem Rover beginnen, sich zu bewegen. Punkte können in vordefinierten Zeitintervallen, vordefinierten räumlichen Intervallen oder beidem aufgezeichnet werden. In jedem Fall sollten Sie versuchen, Hindernisse zu vermeiden, die das Signal des Empfängers blockieren könnten. Wenn die Sicht des Empfängers auf die Satelliten auf weniger als vier Satelliten sinkt, bewegen Sie den Empfänger an einen Ort, an dem er vier oder mehr Satelliten sehen kann. Lassen Sie in dieser Situation Zeit für die Phasenmehrdeutigkeit zur Lösung, bevor Sie die Vermessung fortsetzen.

Echtzeit-Kinematik (RTK) Methode

RTK ist eine Alternative zu kinematischen Beobachtungen. Der Roverempfänger empfängt Signale von der Referenzstation, hat aber auch seine eigene GPS-Antenne, die direkt Satellitensignale empfängt. Der Rover verarbeitet dann beide Signale, um die Phasenmehrdeutigkeit zu lösen. Beginnen Sie damit, den Referenzempfänger einzurichten und zu konfigurieren. Sobald der Referenzempfänger beginnt, Satellitensignale zu empfangen, können Sie den Rover einschalten. Warten Sie, bis der Rover sowohl die Satelliten- als auch die Referenzstationssignale empfängt. Sobald dies geschieht, wird der Rover „initialisiert“, löst die Phasenmehrdeutigkeit und ist bereit, Punkte und Koordinaten aufzuzeichnen. Basislinienbeobachtungen mit dieser Methode erreichen eine Genauigkeit von 1 bis 3 Zentimetern. Stellen Sie sicher, dass die Verbindung zur Referenzstation nicht verloren geht, da ein Verbindungsverlust dazu führt, dass der Rover die Phasenmehrdeutigkeit verliert und die Genauigkeit beeinträchtigt wird. Überwachen Sie das Funkmodem, da Störungen in den Funkwellen die Übertragung der Korrekturen stören können. Achten Sie darauf, dass Antennen während der Übertragung und des Empfangs nicht von hohen Gebäuden blockiert werden, und vermeiden Sie die Verwendung langer Kabel für die Antenne, da dies die Signale schwächen kann.

Referenzen:

1. John Olusegun Ogundare. Precision Surveying: The Principles and Geomatics Practice. Hoboken, Wiley, 2016.
2. Mills, Jon, und David Barber. „Geomatics Techniques for Structural Surveying.” Journal of Surveying Engineering, Bd. 130, Nr. 2, Mai 2004, S. 56–64, https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9453(2004)130:2(56).