Univ.-Prof. Dr.-Ing. Otto Heunecke - DVW

Deutscher Verein für Vermessungswesen
Landesverein Berlin-Brandenburg e.V.
Technische Universität Berlin
Geodätisches Kolloquium des DVW Landesvereins Berlin-Brandenburg
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Otto Heunecke
Universität der Bundeswehr München, Institut für Geodäsie
Praktische Erfahrungen mit den globalen
Positionierungsdiensten von Fugro OmniSTAR
Berlin, 18. Februar 2010
Allg. Informationen OmniSTAR: www.omnistar.com
2
1

. . . aus einem OmniSTAR Flyer
HP Dienst: 2� = 10 cm in Echtzeit weltweit – geht das?
� Beauftragung einer F&T Studie initiiert durch das Amt für
Geoinformationswesen der Bundeswehr (AGeoBw)
zur Untersuchung von OmniSTAR auf weltweite Verfügbarkeit
und Qualität der Positionierung; Laufzeit 09/2006 – 08/2008.
?
3
4
2

Agenda & Literaturhinweise
1. Fugro OmniSTAR – ein globaler Positionierungsdienstleister
2. Konzept der F&T Studie
33. Durchführung und Ergebnisse der Untersuchungen
4. Zusammenfassung
Literaturhinweise:
HEISTER, H., HEUNECKE, O., KERRASCHK, Th., PFLUGMACHER, A. (2009):
Untersuchungen zu den globalen Positionierungsdiensten von Fugro
OmniSTAR, Teil I: Grundlagen und Überblick. ZfV, Heft 3, S. 131-140
HEISTER, H., HEUNECKE, O., KERRASCHK, Th., PFLUGMACHER, A. (2010):
Untersuchungen zu den globalen Positionierungsdiensten von Fugro
OmniSTAR, Teil II: Ergebnisse und Erfahrungen. ZfV, Heft 1, S. 21-31
PFLUGMACHER, A., HEISTER, H., HEUNECKE, O. (2009): Global investigations
of the satellite based Fugro OmniSTAR HP Service. Journal of Applied
Geodesy (JAG), Issue 4, pp. 193-212
1. Fugro OmniSTAR - Allgemeines
� 13.000 Mitarbeiter weltweit (www.fugro.com)
3 Abteilungen: Geotechnical / Survey / Geoscience
Satellite Positioning
Avionik: AirSTAR (Skyfix)
Nautik, Offshore: SeaSTAR / Starfix jeweils VBS, HP, XP
Landanwendungen: OmniSTAR (seit 1987)�
4 Subunternehmen weltweit für Vermarktung:
Europa, Nordafrika, Westasien: OmniSTAR B.V., Leidschendam, NL
Zielgruppen OmniSTAR: Exploration, GIS, precision farming, machine
guidance, general and cadastral surveys, construction, mining, …
5
6
3

OmniSTAR Dienste (Stand Frühjahr 2009)
Standard Service:
OmniSTAR-VBS (Virtual Base Station)
� DGPS (direkte Nutzung des Referenzstationsnetzes)
� L1-Codemessungen
�� Sub-Meter-Service
Sub Meter Service
Premium Services:
OmniSTAR-HP (High Performance)
� DGPS (direkte Nutzung des Referenzstationsnetzes)
� L1/L2 Phasen- und -Codemessungen
� „dm-Positionierung“ (nach erfolgreicher Initialisierung)
OmniSTAR-XP (eXtended Performance)
�� PPrecise i PPoint i t PPositioning iti i (PPP, (PPP Nutzung N t präziser ä i Uhr- Uh und d BBahndaten) h d t )
� L1/L2 Phasen- und -Codemessungen
� „dm-Positionierung“ (nach erfolgreicher Initialisierung)
OmniSTAR-HP+
� Kombination aus HP und XP je nach Entfernung zum Ref.-stationsnetz
Erweiterung „OmniSTAR G2“ (Nutzung Glonass) seit Frühjahr 2009
Spezifikationen OmniSTAR Dienste (Stand Frühjahr 2009)
Dienst
Genauigkeitsspezifikationen – Konfidenzniveau 95 %
Genauigkeit [cm]
Lage Höhe
(2DRMS) ( S) (2�) (2�)
VBS 100 k. A.
XP 10 (15) 15
HP 10 15
HP+ 10 15
Bedingungen für Gültigkeit
• Innerhalb des Referenzstationsnetzes bzw.
außerhalb des Netzes bis 1000 km Entfernung
zur nächsten Station
• Im äquatorialen Bereich gelten die Angaben nicht
• Nach vollendeter Einlaufphase
• Weltweit uneingeschränkt
• Nach vollendeter Einlaufphase
• Innerhalb des Referenzstationsnetzes bzw.
außerhalb des Netzes bis 1000 km Entfernung
zur nächsten Station
• Nach vollendeter Einlaufphase
• Automatischer Wechsel zwischen HP und XP
Quelle: Eigene Recherchen, abgestimmt mit OmniSTAR B.V., NL
7
8
4

Prinzip eines Satellite Based Augmentation Systems (SBAS)
korrigierte
Position
GPS-Signale
+
Korrekturdaten
Quelle: Web-Seite OmniSTAR
Fugro‘s Referenzstationsnetz & Kommunikationssatelliten
21
15
: 1000 km Line um Referenzstationsnetz
1. GPS Satelliten
22. OmniSTAR
Referenzstationen
(ca. 110, weltweit)
3. GPS Korrekturen
4. Network Control Center
& Uplink Station
(2 NCC: Houston, Perth;
3 ULS: Houston, Perth,
Rogaland)
5. Geostationäre
Kommunikationssatelliten
(gemietete Kanäle)
6. Empfangsbereich für
geostationären Satelliten
7. GPS plus Korrekturdaten,
in Echtzeit verarbeitet
9
10
5

OmniSTAR – Lizenzgebühren (Stand Herbst 2008)
Dienst Geographischer
Bereich
Kosten - OmniSTAR-Lizenzen [€]
3 Monate
(Minimum)
+ Monat
jeder weitere
Gültigkeitsdauer Lizenz
1 Jahr 2 Jahre 3 Jahre
VBS regional 595 150 1195 2095 2995
HP+ regional 795 200 1595 2795 3995
VBS kontinental 750 185 1495 2595 3745
HP+ kontinental 995 250 1995 3495 4995
VBS global Preisauskunft auf Anfrage
HP+ global Preisauskunft auf Anfrage (1 Jahr HP � ca. 8500)
„Bundles“:
� VBS-Empfänger + Antenne + 1 Jahres VBS (regional) – ca. 3500 €
� HP+-Empfänger + Antenne + 1 Jahres HP+ (regional) – ca. 6500 €
Verwaltungsentgelt für Freischaltungen: 145 €
2. Konzept der F&T Studie
Leica-
Vergleichssystem
Soll-
Positionen
Antennenbasis
Prüflinge
Ist-
Positionen
• Ziel:
3D Soll-Ist-Vergleiche im statischen & kinematischen Modus
• Parallele Vergleichsmessungen mit Leica System 1200,
Auswertungen im Postprocessing („ca. Faktor 5 besser“)
• Herstellung des räumlichen Bezugs zwischen Prüflingen
und Vergleichssystem mittels einer Antennenbasis
?
=
11
12
6

Untersuchte OmniSTAR Empfangssysteme („Prüflinge“)
OmniSTAR 8200 HP mit Antenne OmniSTAR 8300 HP mit Antenne
Merkmal
Instrument
OmniSTAR 8200 HP OmniSTAR 8300 HP
Signale g L1, , L2 & L-Band (OmniSTAR-Korrektursignale)
( g )
Verfahren Code + Trägerphasenmessungen
Anzahl Kanäle 24
Abmessungen 22 (L) x 15 (B) x 5,5 (H) cm 18 (L) x 15 (B) x 7 (H) cm
Baugleiches Instrument
Trimble
Novatel
des Originalherstellers
„AgGPS 332“
„ProPak - Lbplus“
Bediensoftware OmniSTAR Empfänger (Auswahl)
PocketGIS (Pocket Systems)
ArcPad (ESRI) Solo Software
(Tripod Data Systems)
Imap (S (Sokkia) )
Topsurv (Topcon)
FieldGenius (MicroSurvey)
Softwareumfang:
Erfassung und Anzeige von Geodaten,
Analysefunktionen, Attributierung, Mapping,
ggf. Absteckung, Datenim- und -export, …
Beispiel TDS Recon
Handheld Data Logger
Beispiel PocketGIS
ViewAll (OmniSTAR B. V.): Erforderliches Konfigurationstool für Empfänger
• Untersuchung des Bedienumfangs und –komforts kein Gegenstand der Studie
• Nutzung OmniSTAR oft als Systemkomponente unter Nutzung NMEA-Protokoll
14
7

Antennenbasis
Leica 1200 (2)
( -0,400 ; 0,400 ; 0,120 )
OmniSTAR 8200 HP
( -0,400 ; -0,400 ; 0,118 )
Topozentrum
z
y
OmniSTAR 8300 HP
( 0,400 ; 0,400 ; 0,119 )
Leica 1200 (1)
x
( 0,400 ; -0,400 ; 0,120 )
Konfiguration Messanlage & Referenzstation
Externe
Antennen
Handhelds
Referenzstation
Leica-Antenne (Ref)
Leica-Antenne (2)
OmniSTAR-
Antenne
Z-Plus
Akku
12V (DC)
CF
Leica (R) 32 MB
(i (int. t Akkus) Akk ) (intern)
Leica-
Antenne (1)
Messanlage
OmniSTAR-Antenne
GPS-702L
Leica (1)
(int. Akkus)
CF
64 MB
(intern)
Leica (2)
(int. Akkus)
CF
64 MB
(intern)
230V (AC)
Laptop
(int. Akku)
8300 HP
8200 HP
Netzteil 12V (DC)
Laptop,
(int. Akku)
Handheld
#1
Handheld
#2
Handheld
#3
Handheld
#4
Akku
12V (DC)
Grün: Stromversorgung Rot: Aufzeichnung Grau: Kabel Antenne - Empfänger
15
16
8

Auswertung
Siehe
nächste Folie
Prüfling
Aufzeichnung
� NMEA-Datenstrings
� Proprietäre Datenstrings
$GPGGA $GPGGA,…
$GPGLL,…
$GPGSV,…
$GPGSV,…
#LBAND…
Auswertung
Postprocessing
Bernese
(Anschluss IGS,
sofern keine IGS
Station unmittel-
bar nutzbar)
Leica (1)
CF
64 MB
010101011
111010001
001010110
111010010
010100110
Leica
1200-
Roh- Roh
daten
Leica (2)
CF
64 64 MB MB
Kartenleser
010101011
111010001
001010110
111010010
010100110
Aufbereitung
� Prüfung Checksummen
� Dekodierung Information Koordinaten der
Antennen Leica 1 und 2
Synchronisierung
Zusammenführung Daten
Prüfling mit Leica-Daten.
Berechnung
Abweichungen zum Soll
Auswertung
� Zeitreihen
� Tabellen
� Histogramme
� …
Koordinaten
Referenzstation
kinematischer Fall
statischer Fall
Koordinatenvergleiche im topozentrischen System
X
Z
�
�
�N [m]
Prüfling (�N P, �E P, �h P)
�h [m]
�E [m]
010100110 010100110
(statisch bzw. kinematisch)
Leica
1200-
Roh- Rohdaten
Postprocessing Auswertung
Leica Geo Office
Topozentrum: Definierter Punkt auf der Antennenbasis
h
Y
Leica-Ref
. . .
CF
32 MB
010101011
111010001
001010110
111010010
010100110
Durchführung der Soll-Ist
Vergleiche als �N P , �E P , �h P [m]
Ausgangsgrößen:
� Geografische g Koordinaten des Prüflings g � (� (�P, P, �P, P, hP) P)
� Geografische Koordinaten Leica-Antennen � (�1/2, �1/2, h1/2) Transformationen für Prüfling (Antennenbasis orientiert [2xLeica] & horizontal):
� Geografische Koordinaten � metrische topozentrische Koordinaten
� Antennenbasis-Koordinaten � Herstellung Bezug Leica – Prüfling,
wobei Antennen-Offsets berücksichtigt werden, jedoch keine PCV.
17
18
9

Bezugssystem & Initialisierung
GPS-Satelliten
(zukünftig auch
GLONASS)
L1, L2
OmniSTAR-fähige
Antenne
Geostationärer
Kommunikationssatellit
(OmniSTAR-Korrekturdaten)
1543 ± 20 MHz
Augmentierte
Echtzeitposition
im ITRF 2005,
„aktuell, reduziert“
OmniSTAR-fähiger
Empfänger (freigeschaltet)
VBS: Sub-Meter-Genauigkeit unmittelbar mit Einschalten verfügbar
HP/XP/HP+: Initialisierung erforderlich, bei der die Genauigkeit konvergiert
� Statische Initialisierung
� Dynamische Initialisierung (ca. Zeitfaktor 2-3 gegen stat. Initialisierung)
� Kick-Start-Initialisierung („Seedpoint“ erforderlich)
Zeitvariable Koordinaten: Plattentektonik, Erdgezeiten, …
19
Quelle: http://sps.unavco.org/crustal_motion/dxdt/
Plattenbewegungen: NUVEL-1A-NNR-Modell (orange), IGS-Stationsgeschwindigkeiten (violett)
� Geschwindigkeits- und Korrekturterme sind bei ITRF Koordinaten zu berücksichtigen!
20
10

International Terrestrial Reference: System & Frame
IERS
(International Earth Rotation and Reference Systems Service)
IVS (International VLBI Service) IGS (International GNSS Service)
ILRS (International DORIS Service)
ILRS (International Laser Ranging Service)
Gegenwärtige Realisierung des ITRS: ITRF2005 bzw. IGS05 (t0) Aktuelle ITRF Koordinaten:
Tagesgänge im dm-Bereich!
�� ( ) � � � � �
X t � X t aktuell reduziert 0 �v t�t 0 0 ��X
t
i
Ermittlung der ITRF Vergleichskoordinaten
GPS
Geschwindigkeitsterm (u.a. Plattentektonik)
Periodische Korrekturterme (u.a. Erdgezeiten)
• Langzeitmessungen (>24 h) mit Leica System 1200 zur Bestimmung
von ITRF Koordinaten der lokalen Referenzstation.
• Anhängen an IGS-Stationen, mehrfache Bestimmung zur Kontrolle.
Auswertung mit Bernese GPS Software.
Aus dem Leistungsspektrum:
� Berücksichtigung von Stationsgeschwindigkeiten (Plattentektonik)
� Nutzung präziser Satellitenbahn- und -uhrdaten
� Nutzung von Erdrotationsparametern (Berücksichtigung der Polgezeiten, …)
�� Nutzung von Planetenmodellen (B (Berücksichtigung ü k i hti dder EErdgezeiten) d it )
www.bernese.unibe.ch
� Berücksichtigung von Ocean-Loading-Koeffizienten (Ozeanauflasteffekte)
� Berücksichtigung von Satellitenproblemen (Satellitenmanöver, …)
Erreichte Genauigkeiten ca. 2σ=2cm in Lage und 2σ=5cm in Höhe!
21
22
11

Bestimmung ITRF Koordinaten, Beispiel Bamako (Mali)
Permanentstationsnetz IGS
www.igs.org
• Nicht alle IGS Stationen liefern permanent Daten.
• Eventuelles Problem: Tektonische Plattengrenzen, Güte NUVEL-1A-NNR-Modell.
ITRS/ITRF vs. Gebrauchskoordinaten
Das OmniSTAR Referenzstationsnetz bezieht sich auf die aktuelle Epoche des
ITRF und ist hinsichtlich periodischer Effekte der Erdoberfläche reduziert:
OmniSTAR liefert aktuelle, reduzierte ITRF Koordinaten, also zeitvariable Größen!
� � � ( ) � � � �
X t X t v t t
reduziert reduziert
0 0 0
WGS84(G1150) konsistent mit ITRF 2005 auf cm-Niveau.
Transformation in (statische) Gebrauchskoordinaten, z.B. ETRS89:
- Nutzung bekannter Transformationsparameter (siehe zz. BB. http://itrf http://itrf.ensg.ign.fr)
ensg ign fr)
- Nutzung identischer Punkte („relative Methode“); zu empfehlen!
Hier: Reduktion verbleibender systematischer Anteile der OmniSTAR Positionen.
ETRS89 und ITRS driften kontinuierlich auseinander um ca. 2,5 cm/Jahr.
Stationsgeschwindigkeiten im ETRS89 ≈ 0.
23
24
12

Konvergenzverhalten HP Dienst
[m]
2
1.75
1.5
1.25
1
0.75
0.5
Dreidimensionale Abweichungen zum Soll (rot), vom Empfänger geschätzte Genauigkeit "MRSE" (braun)
Mean Radial Spherical Error:
MRSE � � �� ��
2 2 2
Nord Ost Höhe
MRSE des OmniSTAR Empfängers
Abweichungen zum
Vergleichssystem (Soll)
0.25
009 0,09
0
1 900 1800 2700 3600 4500 5311
12.10.2007
15 min 30 min 45 min 1 h 1 h 15 min 12.10.2007
(11:51)
Epoche (dt: ca. 1.0s) / Zeit seit Messungsbeginn
(13:19)
Beispiel für das Einlaufverhalten Empfänger HP 8200 (statische Initialisierung)
� Vertrauenswürdigkeit der Genauigkeitsangaben der OmniSTAR Empfänger?
� Wann ist die spezifizierte Genauigkeit des Dienstes erreicht?
OmniSTAR Publikation zur Initialisierungszeit (Visser, 2006)
Spherical Error Probable:
Spezifizierte Genauigkeit HP:
Dann gilt:
?
SEP �� � MRSE � � �� ��
2 2 2
3 D Nord Ost Höhe
2 2
2DRMS = 2 �Nord + �Ost<
10
�����������������������������������
� 2σHöhe
<
Lagekriterium
Höhenkriterium
?
� � �15 cm �
25
cm 15 cm
�������������������
2 2 2
2 2
Nord Ost � Höhe � �
MRS
2MRSE �2 � �� � 10 cm � E � 9cm
13

HP/XP Kickstart Initialisierung
Statische Messung:
2
� Statische Initialisierung
(bis ( hinreichende
Genauigkeit erreicht ist)
� Abspeichern als Seedpoint
(ITRF Koordinaten)
3
1
5
6
HP/XP-Seedpoint
4
� Verlust der HP/XP-Lösung
Kick-Start:
� Kick-Start-Initialisierung
� HP/XP-Konvergenz ist
„sofort“ auf dem Stand wie
zum Beginn der Messung
Wenn ein Seedpoint neben IRTF Koordinaten auch Gebrauchskoordinaten hat
(z.B. ETRS89), empfiehlt sich ein Nutzen als identischer Punkt zur Transformation.
Verfügbarkeit der OmniSTAR Positionierung
Voraussetzung für die Verfügbarkeit von OmniSTAR Positionen:
� Empfang von OmniSTAR-Augmentierungssignalen.
� Empfang einer hinreichenden Anzahl von GPS-Signalen.
PPremium i Di Dienste t HP & XP XP:
� Die Genauigkeit der Positionsbestimmung verbessert sich
stetig (exponentieller Verlauf), sofern der Prozess nicht gestört wird!
� Initialisierung erforderlich, Konvergenzniveau muss abgewartet werden.
Einschränkungen bei fehlendem Empfang des Augmentierungssignals
nach erfolgter Initialisierung:
- Genauigkeit verschlechtert sich langsam während dieses Zeitraumes
Zeitraumes.
- Bei Ausfällen > 5 min. muss die Initialisierung wiederholt werden.
Einschränkungen durch fehlende GPS-Signale
- Keine Positionsbestimmung bei entsprechendem Signalverlust.
- Genauigkeit des Dienstes geht sofort verloren, Re-Initialisierung erforderlich.
27
28
14

3. Durchführung und Ergebnisse der Studie
Durchgeführte Messkampagnen
Ablauf der Messkampagnen
Norwegen (Tromsø, Nordkap)
Deutschland (Greding, ( g
Neubiberg, Euskirchen, Kiel)
Mali (Bamako)
Südafrika
(Johannesburg)
Dauer in Norwegen, Mali und Südafrika jeweils ca. 4 Wochen
Umfang der Messungen:
� Langzeitmessung zur Bestimmung der Referenzstation im ITRF
�� Statische Langzeitmessungen > 24 Stunden (ca. 2)
� Statische Messungen 1–3 Stunden, städtisches Milieu (ca. 3)
� Statische Messungen 1–3 Stunden, ländliches Milieu (ca. 3)
� Kinematische Messungen, städtisches Milieu (ca. 3)
(ca. 15-45 min Messfahrt, vorher Einlaufphase abgewartet)
� Kinematische Messungen, ländliches Milieu (ca. 3)
(ca. 15-45 min Messfahrt, vorher Einlaufphase abgewartet)
Tromsø Euskirchen
Bamako
29
Hartebeesthoek 30
15

Abweichungg
in Ost [mm]
Impressionen
Beispiel einer 24 h statischen HP Messung in Greding (Bay.)
�
ca. 1,5 h
50 cm
freier Horizont
OmniSTAR 8300 HP
31
Abweichungen des Mittelwertes:
� Nord: -6 mm
� Ost: -3 mm
� Höhe: +87 mm
32
16

Anz. Messwerte
Anz. A Messwerte
Beispiel einer
statischen
Messung 1,5 h
in Euskirchen
mit HP 8300
Abweichungen der
mittleren Position:
Nord: 19 mm
Ost: -159 mm
Höhe: 90 mm
Ca. 97 % der Lageabweichungen sind � 8 cm
Ca. 97 % der Höhenabweichungen sind � 20 cm
Klassenbreite 20 mm
Geräteangabe DRMS
Abweichungen zum
Soll, Ost-Komponente
Statistische Auswertung
der Messung in Greding:
Summenhäufigkeitslinien
Abweichung vom Soll [mm]
Kriterium für Konvergenz:
� DRMS < 5cm
Prozess wirklich konvergiert?
Ca. 45 Minuten
33
34
17

Beispiel
einer
Messung
in
Tromsø
(HP 8300)
MRSE = 9 cm
Abweichung zum Soll
Alter Korrekturdaten [s]
Positionsstatus
VBS- bzw. SPS-Positionen
Blick nach Süd
Kriterium erfüllt
Beispiel einer 24 h statischen HP Messung in Bamako (Mali)
8300 HP
Nord
HP/XP-Positionen
Abstand ca. 1200 km zur nächsten Referenzstation
Ost
35
18

Dokumentierte Kenngrößen der Messung in Bamako (Auswahl)
SKALARE EMPIRISCHE GENAUIGKEITSMAßE (aus Abw. zum Soll) [mm]
Nord Ost Höhe Lage 3D
Stabw. 49 56 140
74
DRMS
158
MRSE
� Abw. 40 49 132 70 152
2 x Stabw. 280
148
2�DRMS
316
2�MRSE
CEP50 61
CEP95 129
Circular Error Probability, Konfidenzniveau 95%:
æ 2 ö
ç s æ
x s ö
x ÷ ÷
CEP 95 = s ç
y , - , + ,
ç ÷ ÷
ç 2 017 0 362 0 791 ÷ ÷
ç s ç
y ç s ÷ ÷
mit sy > sx ç è y ÷
è ø ÷ ø
Gesamt 8494 Werte
Beispiel einer Messfahrt in Euskirchen (NRW)
Snapshot �
Heunecke, Heister: Worldwide kinematic positioning
using the OmniSTAR HP and XP services, MCG Bonn,
March 2010
500 m
Google Earth (18.03.2008)
SATELLITENKONFIGURATION
Min. Max. �
HDOP 0,7 1,2 0,9
VDOP 1,0 2,7 1,5
PDOP 1,2 2,9 1,8
Anz. Sat. 6 11 9,2
�
37
38
19

Ergebnisse Messfahrt in Euskirchen mit HP 8300 (HP)
2 = HP
Beispiel einer Messfahrt in Südafrika
Fahrtrichtung
Heunecke, Heister: Worldwide kinematic positioning using
the OmniSTAR HP and XP services, MCG Bonn, March 2010
Verlust des Konvergenzniveaus
wird durch MRSE angezeigt
VVergleichssystem l i h t
ohne Empfang
Re-Initialisierung
39
40
20

Ergebnisse Messfahrt in Südafrika mit HP 8300 (XP)
Initialisierung
1 = XP
Solution Status = „VARIANCE“
„Variance exceeds limits“
Re-Initialisierung
Genauigkeitskeitbewertung HP Dienst summa summarum
Messunsicherheit OmniSTAR HP Dienst (95%) [cm] …
… der Einzelmessung … eines 24-Stunden-Mittelwertes
Lage Höhe Lage Höhe
10 10,7 7 16 16,9 9 44 4,4 86 8,6
Voraussetzung: Keine Abschattungen, keine Multipath-Umgebung,
Initialisierung erfolgreich, Konvergenzeffekte abgeklungen.
Ergebnis: Der OmniSTAR HP Dienst erfüllt seine Spezifikationen!
Messungen in Mali hier nicht benutzt, da außerhalb 1000 km Bereich.
Messunsicherheit der Vergleichskoordinaten bleiben unberücksichtigt.
� Keine Verschlechterung im kinematischen Modus.
� Angabe zur Höhengenauigkeit beeinflusst vom benutzten Troposphärenmodell
und Qualität der Rückführung auf reduzierte Zustände bzgl. Erdgezeiten etc.
� Lokale Umgebungsbedingungen wirken wesentlich stärker als globale
Variation des Messortes.
� XP Dienst nicht umfangreich untersucht, jedoch auch hier Spezifikationen
offenbar erfüllt.
41
42
21

Genauigkeitskeitbewertung HP Dienst en détail
Bezug auf
…
Durchschn. Abweichung
Kennzahlen [mm]
Genauigkeitsmaße OmniSTAR-
des Mittelwertes Stabw. CEPs
2 x Stabw. Spezifikationen ( 95 % )
Lage Höhe Lage (DRMS) Höhe CEP50 CEP95 Höhe Lage Höhe
OmniSTAR 8200 HP (HP-Service)
Deutschland 22 94 57 113 46 101 226
Norwegen 1
Südafrika 36 55 63 90 52 110 180
Mali 2
( 66 ) ( 130 ) ( 75 ) ( 136 ) ( 59 ) ( 135 ) ( 272 )
Mittelwert 29 75 60 102 49 106 203
OmniSTAR 8300 HP (HP-Service)
Deutschland 24 99 50 111 41 88 222
Norwegen 27 47 77 86 63 134 172
Südafrika 43 58 67 84 54 120 168
Mali 2
Mali (90) ( 90 ) ( 156 ) ( 112 ) ( 170 ) (85) ( 85 ) ( 207 ) ( 339 )
Mittelwert 31 68 65 94 53 114 187
OmniSTAR 8200 HP + 8300 HP (Mittel) (HP-Service)
Mittelwert 30 71 62 98 51 107 195
Genauigkeit einer Einzelmessung (95 %)
100 150
Spätere Korrektur auf 169
1 Messungen mit Trimble Gerät kaum möglich (Signal-Rausch Verhältnis Augmentierungssignal zu schlecht)
2 Die Messkampagne Mali ist nicht in die Mittelwertberechnung einbezogen (ca. 1200 km zum Ref.-Netz)
Initialisierung OmniSTAR Premium Dienste
Dauer der statischen Initialisierung laut Geräteangaben 8200 HP / 8300 HP [min]
Minimum
Durchschnitt
Maximum
27
46
81
- Initialisierung beendet beendet, wenn 2DRMS �� 10 cm und 2s 2sHöhe �� 15 cm
- Jeweils Löschung gespeicherter Ephemeriden (Kaltstart)
Ergebnis der Studie:
- Bisherige Angaben von OmniSTAR zur Dauer der Initialisierung zu optimistisch.
- Empfängerangaben nicht zuverlässig und ebenfalls zu optimistisch.
- Konvergenzphasen zum Teil deutlich > 1 h (ca. Faktor 2 gegen Empfängerangabe)
Gerade auch bei kinematischen Anwendungen, z. B. Mobile Mapping, stellt
eine erforderliche Re-Initialisierung nach GPS-Signalverlust ein Hemmnis das.
Aussagen gelten gleichermaßen für XP und HP+ (stichprobenartig untersucht).
Anwendung HP/XP/HP+ durch erforderliche Initialisierung eingeschränkt!
43
44
22

4. Zusammenfassung
Wesentliche Ursachen für Störungen der OmniSTAR Dienste:
� Unzureichende Anzahl an verfügbaren GPS-Beobachtungen: Gravierend!
� Unterbrechung des Korrekturdatenempfangs:
Wirkt nur für die Dauer der Unterbrechung Unterbrechung, sofern < 5 min min.
Anhand von Kenngrößen des Empfängers ist ein sicheres Erkennen von
Störungen nicht immer gegeben (Zuverlässigkeit der Positionsschätzung).
Fazit allgemein:
Genauigkeitsspezifikation der Premium Dienste gemäß Web-Seite zutreffend.
Angaben zur Dauer der Initialisierung bei OmniSTAR Publikationen nicht zutreffend.
Umgang mit OmniSTAR Equipment scheinbar einfach, jedoch
Grundkenntnisse ITRS / ITRF / . . . / Transformation von Koordinaten zwingend.
Support durch OmniSTAR B.V., Leidschendam, tadellos.
Danke für die Einladung nach Berlin!
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