Untersuchungen zur Nutzung von EGNOS und GPS (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Mitte der siebziger Jahre begann die Entwicklung von Satellitennavigationssystemen. Insbesondere hat sich das NAVSTAR GPS (NAVigation System with Timing and Ranging Global Positioning System) des amerikanischen ¿Department of Defense¿ (DOD) etabliert und findet in vielen Bereichen Anwendung. Auch heute noch öffnet es neue Möglichkeiten der Nutzung, und längst ist das ursprünglich für das Militär gedachte System auch im zivilen Umfeld nicht mehr wegzudenken. GPS hat sich im Laufe der Jahre zu einer Schlüsseltechnologie entwickelt, und in der Geodäsie ist die Navigation als auch die Positionsbestimmung mit Satellitennavigationssystemen fester Bestandteil der praktischen Arbeit. So werden in der Landvermessung über große Entfernungen wirtschaftlich und hoch genau Positionen bestimmt. Zur Navigation wird GPS im Automobil-, Flugzeug- und Schiffsverkehr genutzt.
Neben den USA hat die damalige UDSSR das sogenannte GLONASS (GLObal¿naya Navigatsionannaya Sputnikovaya Sistema) entwickelt. Aufgrund der eingetretenen politischen Veränderungen und bedingt durch finanzielle Schwierigkeiten spielt GLONASS heute nur eine untergeordnete Rolle.
Zur Positionsbestimmung werden die Satellitensignale ausgewertet, wobei grundsätzlich zwei Arten von Signalen unterschieden werden [vgl. hierzu Seeber (1989), Abschnitt. 7.1.4], nämlich das Codesignal (1-1a) und das Phasensignal . (1-1b).
Vom Prinzip her liefert die Auswertung der Signale die Entfernungen zwischen Satelliten und Empfänger, die so genannte Pseudoentfernungen. Diese Pseudoentfernungen sind kein geradliniger Abstände, da die Signale (1-1) auf ihrem Weg vom Satelliten zum Empfänger verschiedenen Einflüssen unterworfen sind. Nach Wanninger (1994) wird nachstehender Fehlerhaushalt aufgestellt, wobei mit den numerischen Beträgen der Einfluss auf die Pseudodistanz angegeben ist. - Satellitenbahn: 10 ¿ 100m (1-2a).
- Satellitenuhr: 10 ¿ 100m (1-2b).
- Ionosphäre: 2 ¿ 100m (1-2c).
- Troposphäre: 0,1 ¿ 1m (1-2d).
- Mehrwegeeffekte: mehrere Meter (1-2e).
- Phasenzentrum der Antenne: = 0,02m (1-2f).
- Empfängerrauschen: 1 ¿ 3m . (1-2g).
Durch die genannten Fehler (1-2) wird die Position etwa um den Faktor zwei bis vier verschlechtert. Zur Verringerung bzw. Elimination der Fehler (1-2a-d) werden insbesondere folgende Verfahren angwand:
- DGPS (Differenzielles GPS): Es werden Pseudostreckenkorrekturen für eine Referenzstation berechnet und dem Nutzer direkt zur Verfügung gestellt. Die [...]