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Donnerstag, 4. Februar 2010L2-Signal
Neben dem freien L1-Signal wird von den GPS-Satelliten auch ein weiteres militärisches L2-Signal gesendet, dass von dem amerikanischen, deutschen und britischen Militär mit einen Schlüssel dekodiert werden kann.
Die Auswertung des L2-Signals ist aber für geodätische Zwecke nicht erforderlich. Allein die Tatsache, dass eine andere Trägerfrequenz verwendet wird, macht das Signal von seinem Inhalt unabhängig schon interessant. Bei der Auswertung von Phasen-Beobachtungen kann die Methode der Nutzung der Phasendifferenzen der Trägerwellen verwendet werden. Zivile GPS-Empfänger verwenden nur die L1-Frequenz mit 1575,42 MHz (Wellenlänge: 19,05 cm), die L2-Frequenz mit 1227.60 MHz (Wellenlänge: 24,45 cm) kann zwar nicht ausgewertet, aber empfangen werden. Wenn nun die ganzzahligen Vielfachen (ambiguities) der Trägerwellen L1 und L2 bestimmt wurden, kann man über die Phasendifferenz eine genauen Strecke zwischen Satellit und Empfänger berechnen. Dabei ist die Bestimmung dieser Mehrdeutigkeiten das zentrale Problem. Prinzipiell funktioniert das über die Bildung von Linearkombinationen der Wellenlänge der L1- und L2-Trägerphasen. Erst dann ermöglicht die Auswertung der Trägerphasenmessungen die Bestimmung von sehr genauen Strecken! Der Einfluß der Ionosphäre in 50 km bis 1000 km Höhe ist ebenfalls mit dem L2-Signal oder genauer seiner Trägerfrequenz zu elimieren. Der Einfluß hängt vpn der Elektronendichte und ab und steht in Zusammenhang mit der Sonnenaktivität und dem Magnetfeld der Erden. In der Ionosphäre ist aber für Mikrowellen der Refraktionseinfluß auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit proportional der Wellenlänge. Mit zwei Frequenzen ist dieser Einfluß bestimmbar und kann daher rechnerich eliminiert werden. Donnerstag, 4. Februar 2010DOP
Unter DOP (Dilution of Precision) versteht man bei Satellitennavigationssystemen ein Maß für die Streubreite der Meßwerte. Der DOP hängt von der relativen Position der Satelliten zueinander und zum Beobachter ab.
Abschattungen z. B. durch Gebäude können die Anzahl der sichtbaren Satelliten verringern und schränken den von den Satelliten aufgespannten Winkel ein und können damit den DOP vergrößern. Er berechnet sich aus der Kofaktormatrix bei der Auswertung des überbestimmten dreidimensionalen Bogenschnitts der beobachteten Strecken vom Empfänger zu den Satelliten. Für einen niedrigen DOP-Wert sollten die Satelliten und der Empfänger einen möglichst großen Winkel und damit eine möglichst großen geometrischen Raum aufspannen (GDOP, geometrischer DOP). Der sogenannte PDOP ist die 3D-Position und drückt aus, wie präzise die vertikale Höheninformation (VDOP) und horizontale Lageposition (HDOP, also nur 2D) ist. Auch für die Zeitangaben lässt sich ein TDOP ausdrücken. Donnerstag, 4. Februar 2010Geodätisches Datum
Das geodätische Datum ist keine Angabe eines bestimmten Tages sondern bezeichnet einen Satz von Parametern, mit dem ein Erd- oder Referenzellipsoid definiert wird. Damit kann man dessen genaue Lage und Orientierung relativ zum Erdkörper beschreiben.
Zu diese Konstanten eines Geodätischen Datums gehören die Äquatorachse und dessen Abplattung, der Abstand des Ellipsoid-Zentrums vom Geozentrum x-, y- und z-Richtung, die Lagerung des Vermessungsnetzes (meist mit 3 kartesischen Drehwinkeln) sowie eine Maßstabskonstante. Diese sieben Parameter sind auch erforderlich, um Koordinaten von einem System in ein anderes umzurechnen. Der Weg ist dabei immer so, das man die gegebenen Koordinaten in der 3D-kartesische Koordinaten umrechnet, den Datumsübergang (Translation, Rotation, Skalierung) durchführt und dann in die gewünschte Angabe zurückrechnet. Die Parameter findet man entweder in der Literatur oder kann sie mit vier Passpunkten bestimmen. Für das Land Brandenburg wird in BRAVORS das ETRS98 als dreidimensionales kartesisches Koordinatensystem mit Ursprung im Geozentrum und das GRS80-Ellipsoid als amtliches Lagesystem festgelegt. Donnerstag, 4. Februar 2010DGPS
Ein DGPS ist ein Differential Global Positioning System, mit einem Differentialsignal wird gegenüber dem normalen GPS eine höhere Genauigkeit erreicht. Bei diesem Verfahren werden Korrekturdaten für das Bahn- und Zeitsystem der Satelliten ausgestrahlt, mit der die Strecke zwischen Satellit und Empfänger genauer berechnet werden kann.
 DGPS im Einsatz Über EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) wird ein europäisches DGPS zur Verbesserung der Genauigkeit der Satellitennavigation mit einfachen Empfängern bereitgestellt. Damit steigert sich lokal begrenzt auf Europa die Positionsgenauigkeit auf 1 m bis 3 m. Es ist ist zu den amerikanischen und japanischen Systemen WAAS und MSAS kompatibel, setzt aber freie Sicht nach Süden voraus. |
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