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Forschung – SAPOS-PPP-Dienst

Entwicklung / Forschung
Der amtliche Satellitenpositionierungsdienst SAPOS® verwendet heute sowohl das Verfahren der differentiellen GNSS-Positionierung als auch die Modellierung im Beobachtungsraum. Das jeweilige Verfahren orientiert sich dabei an der jeweiligen Umsetzung, die in der Modellierung im Beobachtungsraum OSR (Obersavation Space Representation) realisiert worden ist.

In der letzten Zeit findet eine Weiterentwicklung in der geodätischen Echtzeitpositionierung statt. Mit dem „Precise Point Positioning“-Verfahren (PPP) erfolgt eine autonome Einzelpunktbestimmung des Rovers im Gegensatz zur differentiellen Positionierung. Die verschiedenen GNSS-Fehler (im Wesentlichen Satellitenbahnfehler, Satellitenuhrfehler, Code- und Phasen-Biases, sowie ionosphärische und troposphärische Refraktionseinflüsse) müssen in diesem Fall explizit modelliert werden. Man spricht deshalb von der Modellierung im Zustandsraum (SSRState Space Representation), da im Prinzip der Signalweg vom Satelliten zum Rover modelliert wird und damit die oben beschriebenen Fehlereinflüsse direkt berücksichtigt werden. In heutigen PPP-Anwendungen wird ein Teil dieser Fehlereinflüsser bereits berücksichtigt und führt gegenwärtig bei Beobachtungszeiten von bis zu 20 Minuten, zu Lösungen bis in den Zentimeterbereich.

PPP in Verbindung mit SSR hat gegenüber den klassischen und den oben beschriebenen neuen Entwicklungen weitere Vorteile. So wird zum Beispiel die Abhängigkeit von einzelnen Referenzstationen und deren stationsabhängigen Fehlern (z.B. Multipath) beim SSR gegenüber OSR reduziert. Während beim OSR alle Beobachtungen der Referenzstationen in hoher zeitlicher Auflösung übertragen werden müssen, kann bei SSR den physikalischen Eigenschaften der unterschiedlichen Fehlereinflüsse im Zustandsraum Rechnung getragen werden, z.B. durch unterschiedliche Update-Raten der einzelnen Zustandsparameter. Dadurch lässt sich die Datenübertragungsrate bei SSR gegenüber OSR reduzieren. Dies wird sich vor allem bei Verfügbarkeit der zukünftigen neuen GNSS-Signale bemerkbar machen. Des Weiteren ist ein SSR-basierter PPP-Dienst grundsätzlich broadcastfähig, wodurch sich zusätzlich zum Mobilfunk alternative, unidirektionale Kommunikationsverfahren einsetzen lassen. Einschränkungen in der Verfügbarkeit des Mobilfunks könnten dadurch zukünftig kompensiert werden.

Für die Modellierung des Fehlerhaushaltes ist auch weiterhin ein dichtes Referenzstationsnetz erforderlich. Derzeit wird die Machbarkeit eines SSR-basierten PPP-Dienstes untersucht.
 
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