TUG 2002

Permanentstationen in der Satellitengeodäsie

Schwerpunkt GPS

Günter Stangl

Bundesamt f. Eich- und Vermessungswesen

TUG 2002

Kriterien

Dauernde Beobachtung von Satelliten

Fixer Standpunkt Weitergabe der Daten Anwenderinteresse Genauigkeit höher als Anwender

verlangt

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Klassen

SLR-Stationen (Licht) Doppler-Stationen (DORIS) GPS-Stationen Altimeter-Stationen (PRARE) Galileo-Stationen Kombinierte Stationen (GPS-

GLONASS)

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Aufbau-Schema GPS-Station

Antenne Empfänger

Netz

Modem

PC (optional)

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Anforderungen GPS-Antenne

Stabile Aufstellung Zwei Frequenzen Möglichst freie Sicht (Minimalelevation

<10°) Umgebung ohne Reflexionen

(Multipath) Keine Sender mit ähnlichen

Frequenzen (Richtfunk) Wetterschutz (Schnee, Blitz)

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Anforderungen GPS-Empfänger

L1/L2 Code+Phase Kompatibel zu Antenne >10 Kanäle Ausgaberate 1Hz Seriellen Anschluss Ev. Zusätzlich : - Weitere serielle Anschlüsse - RTK-Ausgang - Externe Frequenz - Interner Speicher

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Weitere Geräte

Modem mit Anschluss für Telefon/Funk Software für Datenverarbeitung und

Kontrolle Ev. PC mit Netzanschluss (LAN, Internet) Ev. Meteorologische Messgeräte Ev. externer Frequenzgeber

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GPS-Zentrale

Empfang und Verarbeitung der Daten

Weiterleitung der Daten Steuerung der GPS-Station Kontrollfunktionen Datenspeicherung Vernetzung der GPS-Stationen

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Das österreichische Überwachungsnetz

http://gps.iwf.oeaw.ac.at

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Design der österreichischen Permanentstationen

Lage und Monumentierung: möglichst geringe Abschattung (Gipfelregionen im Westen); Betonfundament gegründet auf anstehendem Fels (oder Überwachungsnetz bei Nutzung von Bauwerken); Exzenter für terrestrische Messungen vorhanden.

Antennenschutz: Radom (Design Graz); Blitzschutzfilter. Unterbringung: Bestehende Bauwerke oder Betoncontainer. Stromversorgung: 220 V AC; Überspannungsfilter; USV. Zufahrt: bis auf Hafelekar (Seilbahn) und Reisseck (Schrägaufzug)

mit Auto möglich. Meteo-Einrichtungen: Hochpräzisionsfühler für Druck, Temperatur

und Feuchte (automatische Abfrage im Minutentakt)

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Design der österreichischen Permanentstationen

Empfängerausstattung: Geodätische 2-Frequenzempfänger (Code und Phase) : e.g. Turborogue, Trimble 4000SSI, Z-18 (GPS-GLONASS)

Computerausstattung: Pentiums verschiedener Generation, WINDOWS NT; Empfängersoftware: Terrasat (GPSBASE); Kommunikationssoftware: PCANYWHERE, RAPIDREMOTE, TCP to Serial

Datenlieferung: 1-sec RINEX-Daten und RTCM Korrekturen (wahlweise 18/19 und oder 20/21)

Datenverbindungen: ISDN-permanent zu ORF (RTCM); dial-up (ISDN/analog) von Graz aus für RINEX-Daten und Überwachung

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Kosten eines Stationsbetriebs

Aufbau: - Baukosten - Erstausstattung - Organisatorischer Aufwand Laufender Betrieb: - Betriebskosten (Miete, Strom,...) - Kommunikationskosten - Kontrollaufwand der Zentrale - Reparaturkosten - Abschreibung Erstausstattung 3-5 Jahre

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Geschichte und Aufbau: Hafelekar (Innsbruck)

Permanentstation seit Oktober 1994, gemeinsam mit ZAMG Wien

1994: Minirogue 1997: Turborogue 1999: Trimble Software: Terrasat

Permanentstation für: IGS seit 1994 EUREF seit 1996 stündliche Daten und

Meteo

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Geschichte und Aufbau: Gaisberg (Salzburg)

Permanentstation seit 12/1998 gemeinsam mit BKG Frankfurt

1998: Trimble Software: Terrasat

Permanentstation für: EUREF seit 1998 dGPS seit 1998

Stündliche Daten

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Geschichte und Ausbau : Rottenmann

Permanentstation seit 9/1999; finanziert durch die Stadtgemeinde Rottenmann

9/1999: Trimble 11/1999: Z-18 Software: Terrasat

dGPS seit 11/1999 Stündliche Daten

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Verwendungszweck von GPS-Permanentstationen (1)

Bestimmung von Satellitenbahnen Referenzsystem Kombination von 3D-Netzen Referenzstationen für GPS-Kampagnen Bestimmung von Bodenbewegungen Sensoren für Atmosphärenforschung

Post-Processing

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Verwendungszweck von GPS-Permanentstationen (2)

Differential GPS (DGPS) Real Time Kinematics (RTK) Navigation (Fußgänger->Satellit) GIS Überwachung von Bodenbewegungen Vermessungen Wettervorhersage

Near-Real-Time

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Prinzip von Instant GPS

Ein AuswerteserverAuswerteserver wertet unter Zuhilfenahme der Referenzstationen Daten von GPS Feldempfänger vollautomatischvollautomatisch in EchtzeitEchtzeit aus

•Keine Auswertefehler (Automatik)

•Lokales Ionosphärenmodell

•Präzise Satellitenbahnen

•Sofortige Qualitätskontrolle der Messung

(mehrere Referenzstationen)

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Nuvel-PlattenGeologisches Modell NUVEL 1A NNR

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Organisation von GPS-Stationen

International GPS Service (IGS) global ca. 200 Stationen

European Permanent Network (EPN) of EUREF ca. 150 Stationen

Andere kontinentale Netze Nationale Netze, z. B. GREF = German

REFerence network Globale private Netze (Omnistar) Locale private und öffentliche Netze

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Benutzung von Permanentstationen am OLG

OLG = Observatorium Lustbühel Graz Gemeinschaftsarbeit von BEV und ÖAW Beteiligung an internationalen Diensten und

Projekten, v.a. GPS Zusammenarbeit bei Aufbau öffentlicher GPS-

Permanentstationen in Österreich Wissenschaftliche und öffentliche Arbeiten

mithilfe von GPS-Permanentstationen