Präzise Positionsbestimmung mit Low-Cost GPS-Empfängern

Im Rahmen der Forschungen sollen unter Nutzung der Phaseninformationen von Low-Cost GNSS-Empfängern Genauigkeiten im cm-Bereich erreicht werden.

Low-Cost GNSS Empfänger zeichnen sich, neben ihrem geringen Preis von deutlich unter 100 €, häufig durch eine erhöhte Sensitivität von besser als -150 dBm gegenüber gedämpften und reflektierten GPS Signalen aus. Diese Eigenschaft prädestiniert sie für den Einsatz in abgeschatteten Bereichen und in Straßenschluchten zu Navigationszwecken. Die Instrumente verwenden durchgängig phasengeglättete Code-Messungen zur Bestimmung der Position.

Für aktuelle Untersuchungen am IIGS wurde aufgrund der Möglichkeit Phasendaten auszulesen, der u-blox AEK-4T Evaluation Kit verwendet. Abbildung 6 zeigt den Empfänger und die zugehörige die ANN-MS-Antenne. Die nachfolgende Auswertung erfolgt im Post-Processing. Hierfür werden das Programm TEQC zur Dekodierung der Rohdaten und das Programm Wa1 zu GPS-Prozessierung verwendet. Um eine benutzerfreundliche Programmsteuerung zu ermöglichen, wurde am IIGS die Software GPS Tools entwickelt.

Unter Verwendung von Standardauswerteparametern wird eine durchschnittliche 3D-Standardabweichung von 2,4 cm für 30 Minuten Beobachtungszeit erreicht. Beschränkt man sich auf abschattungsfreie und weitestgehend mehrwegefreie Punktumgebungen, so werden sogar durchschnittlich 2,0 cm für 20 Minuten Beobachtungszeit erreicht. In diesem Fall sind die Lösungen auch zu 100 % zuverlässig und verfügbar. Die Ergebnisse sind für Basislinien bis zu 7,7 km Länge gültig.

Publikationen:

• Weston, N.D., Schwieger, V.: Cost Effective GNSS Positioning Techniques. FIG Publication No 49, FIG Commission 5 Publication. The International Federation of Surveyors, Copenhagen, Denmark, 2010.
• Schwieger, V.: High-Sensitivity GPS - an Availability, Reliability and Accuracy Test. INCT Bulletin des Sciences Geographiques, Institut National de Cartographie e de Teledetection (INCT), Algier, Algerien, No 23, September 2009.
• Schwieger, V.: Accurate High-Sensitivity GPS for Short Baselines. FIG Working Week, Eilat, Israel, 03.-08.05.2009.
• Schwieger, V.: High-Sensitivity GPS für geodätische Anwendungen. 83.DVW-Seminar, GNSS 2009: Systeme, Dienste, Anwendungen. Dresden, 18.-19.03.2009.
• Schwieger, V.: High-Sensitivity GPS - an availability, reliability and accuracy test. Proceedings on FIG Working Week, Stockholm, Schweden, 14.-19.06.2008.
• Schwieger, V.: High-Sensitivity GNSS – the Low-Cost Future of GPS ?. Proceedings on FIG Working Week 2007, Hongkong SAR, 13.-17.05. 2007.
• Schwieger, V., Wanninger, L.: Potential von GPS Navigationsempfängern. In: GPS und Galileo. Beiträge zum 66. DVW-Seminar am 21. und 22. Februar 2006 in Darmstadt, Wißner Verlag, Augsburg, 2006.
• Schwieger, V.: Quality of Low-Cost GPS for Geodetic and Navigation Applications. GIS@development Middle East, Heft Nr. 5, September - Oktober, 2005.
• Schwieger, V, Gläser, A.: Possibilities of Low Cost GPS Technology for Precise Geodetic Applications. Proceedings on FIG Working Week 2005, Kairo, Ägypten, 16.-21.04. 2005.
• Schwieger, V.: Zum ingenieurgeodätischen Einsatz von Low-Cost GPS-Empfängern. In: Festschrift zur Emeritierung von Prof. Hans Pelzer, Wissenschaftliche Arbeiten der Fachrichtung Vermessungswesen der Universität Hannover, Heft Nr. 250, Universität Hannover, 2004.
• Schwieger, V.: Using Handheld GPS receivers for precise positioning. Proceedings on 2nd FIG regional conference, Marrakesh, Marocco, 2.-5.12. 2003.