Frage zu Differential GPS..

Hallo,

ich habe mal eine kurze Frage zur Funktionsweise von Differential GPS.

Bei der Methode wird doch ein GPS Gerät an einen bekannten Referenzpunkt gestellt und das empfangene GPS Signal wird dann über die bekannte Referenz nachkorrigiert. Diese Korrektur wird dann an weitere GPS-Empfänger gefunkt, sodass eine centimetergenaue Vermessung möglich ist, stimmt das soweit? Aber wieso funkt die GPS Station regelmäßig? Nachdem die Station einmal eine GPS-Koordinatenzuweisung bekommen hat, ändert sich in den Laufzeiten des Lichte da ständig etwas, sodass das neu übertragen werden muss? Das heißt, deswegen wären dann auch die gängigen Handhelds auf Nachkommastellen beschränkt, weil die Laufzeiten so stark schwanken, dass die Positionen der Punkte zueinander nicht mehr in richtigem Verhältnis wären, oder? Das DifferentialGPS braucht ja auf jeden Fall Projektions-Koordinaten in der Genauigkeit, dass man in den Dezimeterbereich hineinkommt. Bei Handhelds hört die Anzeige ja normalerweise schon im Meterbereich auf (vielleicht kann man die auch erweitern?).

Und nun zu meiner Frage: Macht ein DifferentialGPS noch Sinn, wenn man eine Station hat, bei der die genauen Koordinaten nicht bekannt sind? Theoretisch könnte man ja die erste GPS-Koordinate als Referenz angeben. Somit müsste man doch erreichen, dass zwar die absoluten Angaben nicht stimmen, aber die Punkte zueinander zumindest relativ in gleichem Abstand zueinander sind, da die Laufzeitveränderungen ja ständig gefunkt werden.
Man hätte dann quasi eine Vermessung, die als Ganzes um einige Meter verschoben werden müsste, aber verhältnismäßig korrekt ist, richtig? Oder falsch ?

Danke fürs Lesen und bitte korrigiert mich. Ich habe nicht allzu viel Ahnung davon und auch leider nicht so viel Zeit, jedoch wurde ich damit beauftragt herauszufinden wie "das denn funktioniert". Nun schleppe ich ein Gerät für ursprünglich 3500 Euro mit mir und habe Angst es zu verlieren oder kaputt zu machen...:(

Zitat von davv

Bei der Methode wird doch ein GPS Gerät an einen bekannten Referenzpunkt gestellt und das empfangene GPS Signal wird dann über die bekannte Referenz nachkorrigiert. Diese Korrektur wird dann an weitere GPS-Empfänger gefunkt, sodass eine centimetergenaue Vermessung möglich ist, stimmt das soweit?

Ja, das ist das Prinzip von DGPS.

Zitat von davv

Aber wieso funkt die GPS Station regelmäßig?

Was ist für Dich eine GPS Station? Ist das jetzt ein GPS-Satellit oder ist das das fest instaallierte und vermessene Referenzgerät für DGPS?

Zitat von davv

Nachdem die Station einmal eine GPS-Koordinatenzuweisung bekommen hat, ändert sich in den Laufzeiten des Lichte da ständig etwas, sodass das neu übertragen werden muss?

Was ist für Dich "Lichte"? Meinst Du das Signal das vom Satelliten kommt?

Zitat von davv

Das heißt, deswegen wären dann auch die gängigen Handhelds auf Nachkommastellen beschränkt, weil die Laufzeiten so stark schwanken, dass die Positionen der Punkte zueinander nicht mehr in richtigem Verhältnis wären, oder? Das DifferentialGPS braucht ja auf jeden Fall Projektions-Koordinaten in der Genauigkeit, dass man in den Dezimeterbereich hineinkommt. Bei Handhelds hört die Anzeige ja normalerweise schon im Meterbereich auf (vielleicht kann man die auch erweitern?).

Auch wenn ich mit Deinen Begriffen oben nicht ganz klar komme, versuche ich mal zu Raten in welche Richtung es geht....

Als erstes ist die Referenzstation nichts anderes als ein normaler GPS-Empfänger, der laufend (üblicherweise sekündlich) die Position aus den empfangenen Satellitensignalen berechnet und ausgiebt. Diese müssen bei DGPS dann durch einen Computer mit der fest eingestellten und exakt vermessenen Position des Referenzgerätes verglichen und daraus die aktuelle Positionsabweichung berechnet werden. Diese Abweichungswerte werden dann wiederrum über ein anderes Medium (bspw. Funk) an mobile Empfänger übertragen. Der Empfänger ist mit dem mobilen GPS-Gerät verbunden, welchem er die Abweichungsdaten meist mittels NMEA übergibt. Das mobile GPS-Gerät hat damit die Möglichkeit seine berechnete Position mittels den Abweichungswerten zu korrigieren und kommt so auf eine recht genau Position.

Die Abweichungen entstehen laufend. Hauptsächlich durch atmosphärische Störungen. Diese gelten damit gleichzeitig für eine grössere Region. DGPS wird heute in den meisten Fällen im Umkreis von einigen km betrieben, so dass die Störungen am Punkt der Referenzstation die selben sind wie beim mobilen Gerät. Diese laufende Positionsdrift kann mittels entsprechenden Tools auf einem an das GPS-Gerät angeschlossenen Notebooks live mitverfolgt und auch aufgezeichnet werden.

Die Positionsgenauigkeit, die sich ohne DGPS erreichen lässt, hängt vom heutigen Satellitensignal ab. Bei absolut idealen Verhältnisen ohne Signalstörungen ist da max. 3 m zu erreichen. Um das genauer zu verstehen solltest Du mal alle Artikel von www.kowoma.de/gps durchlesen. Alle Artikel dort, sind von oben nach unten aufbauend und erklären Dir wie GPS technisch gesehen genau funktioniert. Wenn Du das durch hast und auch verstanden hast, wirst Du versthen wie diese Limite von bestenfallst 3 m Genauigkeit entsteht.

Zitat von davv

Und nun zu meiner Frage: Macht ein DifferentialGPS noch Sinn, wenn man eine Station hat, bei der die genauen Koordinaten nicht bekannt sind? Theoretisch könnte man ja die erste GPS-Koordinate als Referenz angeben. Somit müsste man doch erreichen, dass zwar die absoluten Angaben nicht stimmen, aber die Punkte zueinander zumindest relativ in gleichem Abstand zueinander sind, da die Laufzeitveränderungen ja ständig gefunkt werden.
Man hätte dann quasi eine Vermessung, die als Ganzes um einige Meter verschoben werden müsste, aber verhältnismäßig korrekt ist, richtig? Oder falsch ?

Ja, das müsste auch hin kommen.

hallo davv,

wie Dieter kann ich dir für den Anfang http://www.kowoma.de/gps empfehlen.
Da hast du dir ja ein schwieriges Gebiet herausgesucht
Anhand deiner Fragestellung kann man ein grundlegendes Verständnisproblem erkennen:
Das GPS-Signal bestimmt oder überträgt keine Positionen. Es gibt auch im gesamten GPS-System keine feste Position - alles ist dynamisch und wird laufend gesendet und berechnet.

Viel Erfolg beim Einlesen
Anton

hi,

super danke für die antworten die theorie werde ich mir mal zu gemüte führen. webgandalf hat ja schon viel geklärt, vielen dank für die mühe! im grunde decken sich meine vorstellungen mit deinen erklärungen.

ich werde dann mal weiterlesen und muss auch erst einmal ein GPS Signal auf das Gerät bekommen. mein triton bekommt sofort eins, das differentielle braucht ein wenig, ist baujahr 2005 (was in dieser preisklasse hoffentlich nicht so schwerwiegend wie bei normalen handhelds ist).

danke!, davv

Zitat von davv

Und nun zu meiner Frage: Macht ein DifferentialGPS noch Sinn, wenn man eine Station hat, bei der die genauen Koordinaten nicht bekannt sind? Theoretisch könnte man ja die erste GPS-Koordinate als Referenz angeben. Somit müsste man doch erreichen, dass zwar die absoluten Angaben nicht stimmen, aber die Punkte zueinander zumindest relativ in gleichem Abstand zueinander sind, da die Laufzeitveränderungen ja ständig gefunkt werden.
Man hätte dann quasi eine Vermessung, die als Ganzes um einige Meter verschoben werden müsste, aber verhältnismäßig korrekt ist, richtig? Oder falsch ?

Das ist genau richtig, vor Sapos/Ascos als Korrekturdienst hat man in der Vermessung zwei Empfänger nutzen müssen. Einstiegspreis seinerzeit 1999/2000 ca. 100000 DM. Die relative Lage zur Basisstation (Referenz) wird cm genau ermittelt. Wir messen in der Vermessung sowieso keine Koordinaten sondern Raumvektoren. Durch Transformation über identische belannte Punkte im Gebrauchskoordinatensystem erhält man dann Gebrauchskoordinaten.

Was hast Du denn da nettes als GPS ??

Gruß Guido

hi,

danke für die infos. es handelt sich um das Leica SR20 kit (2xGPS + stationsaustattung), das ist glaube ich eher eine günstigere variante, die seinerzeit ca. 7000 Euro gekostet haben soll. baujahr 2005. profivermesser haben wohl teuere sachen.
wir sind keine vermesser, sondern anderweitig wissenschaftler (bzw. ich student), die so einiges vermessen müssen, wobei wir da reine anwendung betreiben und froh sind, wenn am ende alles stimmt. allerdings ist es auch wichtig zu verstehen wie die dinge funktionieren.
wir haben auch ein tachymeter und vermessen meist eh in freiem gelände, sodass sich das stark mit dem differentialGPS überschneidet und sich zeigen wird, inwiefern es überhaupt was bringt. für das untersuchungsgebiet sind die koordinaten der referenzpunkte im gelände leider unter verschluss, sodass wir da eben nur, danke für die aufklärung, nicht mit "absoluten" koordinaten arbeiten können. evtl. tut sich da mal was in zukunft, sodass man die daten entsprechend nachbearbeiten kann. das differentialGPS wurde damals mal angeschafft, aber bis heute noch nicht wirklich verwendet, sodass wir jetzt mal schauen was es so bringen wird

muss mal die funkweite etc alles antesten. das einzige was mich stutzig macht, ist dass ich bisher kein signal bekomme bzw. höchstens 2 satelliten. evtl. muss ich es einfach länger anlassen.

danke nochmal, davv.

Zitat von davv

... damals mal angeschafft, aber bis heute noch nicht wirklich verwendet ...

Auch diese Geräte arbeiten mit der Speicherung der Almanach- und Ephemeriden-Daten. Diese sind nach der langen Zeit quasi nicht vorhanden und das Gerät muss einen Kaltstart machen. Dein Triton wurde vermutlich kürzlich erst benutzt und hat noch die aktuellen Daten, was die Zeit bis zum ersten Fix erheblich verkürzt: http://www.kowoma.de/gps/Signalaufbau.htm

Zitat

... muss ich es einfach länger anlassen.

Genau so ist es. Schau mal, ob man dem Gerät durch Eingabe von korrektem Datum und genauer Zeit, oder sogar durch eine ungefähre Ortsangabe auf die Sprünge helfen kann. Geduld hilft aber auch.

paul-josef

Zitat von davv

hi,

danke für die infos. es handelt sich um das Leica SR20 kit (2xGPS + stationsaustattung), das ist glaube ich eher eine günstigere variante, die seinerzeit ca. 7000 Euro gekostet haben soll. baujahr 2005. profivermesser haben wohl teuere sachen.

Ich vermute mal, das Ihr Archäologen seid, die Funkrechweite kann bis zu 5 km funktionieren, wenn Du Sichverbindung hast, in der Regel wird bei Wald und ähnlichem ca. 1 km erreicht.
Um vernünftige Werte zu bekommen müsstet Ihr aber Himmelsfreiheit haben. Du kannst mit der Referenz auch Wandern, ähnlich wie mit einem Polygonzug. Wenn Du die Referenz versetzten willst, bestimme einen punkt mit dem Rover und gebe dann die Geozentrischen WGS84 Koordinaten ( X,Y,Z) der Referenz als Standpunkt ein. Dann hast Du beide Standpunkte im gleichen Koordinatensystem. Womit wertet Ihr Eure Messungen aus ?!
Leica SkiPro oder schon das Leica GeoOffice ??

Gruß GUido

hi,

super danke für die neuen antworten. das GPS werde ich morgen mal solange im freien anlassen, bis ich die signale bekomme!(ich schau mal wo ich da evtl schon mal grobe koordianten eingeben kann)

@GuidoBaumann: danke für die infos mit der funkreichweite. und ja du hast recht mit deiner annahme über unsere tätigkeiten. das glauben ja die behörden ja oft nicht, dass wir vermessungsgeräte brauchen
zu den programmen: die daten aus dem tachy bearbeiten wir in autocad, aber eben rein als anwender. da ist es jetzt auch meine aufgabe, und auch mein persönliches interesse, mal ein wenig tiefer in die materie einzusteigen und die möglichkeiten etwas zu ergründen. was bei dem GPS an software dabei war, schaue ich mir nächste woche genauer an und versuche da klar zu kommen. mit GIS habe ich solide grundlagen, aber vermessung ist da nochmal ein anderes thema. geld ist halt oft da für neue geräte, aber nicht unbedingt die leute die sich mit sowas auskennen
mal schauen was daraus wird. konkrete anwendungen des DifferentialGPS sind mir beim kommenden projekt bereits zu hauf eingefallen, da eine menge dokumentiert werden muss.

vielen dank soweit, davv