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Ergebnisse von Synchron-Messungen mit zwei GPS-Empfängern gleichen Typs.

 

Ein weiteres Beispiel für eine solche Messung ist hier beschrieben (AG vom 9.7.97 )

Drittes, besonders "gelungenes" Beispiel (14.7.97)

Es handelt sich um zwei 12 Kanal "Jupiter"-Empfänger mit dem "Zodiac"-Chipsatz von Rockwell. Sie liegen als sog. Development Kits vor. Beide Empfänger wurden mit der gleichen zugehörigen Software "LABMON47.EXE" betrieben, die auf 2 gleichen Laptop-Geräten lief. In beiden Fällen wurde ohne DGPS-Korrekturen gemessen. Vorher waren 2 Punkte auf dem Rheindamm bei Freistett ausgesucht worden deren Koordinaten (Gauß-Krüger) bekannt sind. Der Abstand der beiden Punkte beträgt 1898,90 m. In Vorarbeiten waren die Elevationen der höchsten Hindernisse an beiden Standorten ermittelt worden. Bei der Messung war dort je ein Dreibein-Stativ aufgestellt, auf dem in 2 m Höhe über dem Boden jeweils eine aktive GPS-Antenne positioniert war. Die Messungen wurden am 5.7.1997 10:55 Uhr Sommerzeit = 8:55 Uhr UTC begonnen. Es wurden die Messdaten beider Empfänger in 1 Sekunden Intervallen als je eine Datei mit den Laptops aufgezeichnet. Die Messung dauerte ca. 34 Minuten.

Um unter allen Umständen zu vermeiden, dass die beiden Empfänger verschiedene Satelliten zur Positionsberechnung nutzten, wurde an beiden Standorten die Satelliten mit einer Elevation unter 19 ° ausgeblendet. Bis zu diesem Winkel ragte nämlich das höchste Hindernis (eine Baumgruppe) an einem der beiden Standorte auf. Alle weiteren Hindernisse an beiden Standorten hatten geringere Elevationen. Es stellte sich bei der Messung dann heraus, dass wirklich völlig gleichzeitig zunächst 5 (SV: 22, 17, 3, 23, 6), dann 4 (SV 22, 17, 3, 23) und gegen Ende wieder 5 Satelliten (SV 22, 17, 3, 23, 21) zur Bestimmung der Koordinaten an beiden Orten verwendet wurden. Eine vorausgegangene Messung hatte nämlich an einem anderen Tag ohne diese Vorsichtsmaßnahme nur unbefriedigende Ergebnisse erbracht.

Die beiden Grafiken die die Ergebnisse an beiden Standorten zeigen, (Bild1 , Bild 2, Bild 3) demonstrieren die völlig parallele Entwicklung auf beiden Seiten. Es sind jeweils die Ergebnisse der einzelnen Ortsbestimmungen aufgezeichnet. Dabei wurde auf beiden Seiten jeweils eine Fläche von ca. 10000 m2 !! überstrichen. Die durch Mittelwertbildung berechneten Koordinaten weichen für den einen Punkt um 19 m und für den anderen um 18 m von den Sollkoordinaten ab.

Bild 1

tp162.gif (17402 Byte)

Bild 2

rk309_7.gif (17935 Byte)

Bild 3

parall.gif (17378 Byte)

Wenn man nun aber den Abstand zwischen den jeweils zeitgleich ermittelten Positionen berechnet, zeigt sich nur noch eine bemerkenswert kleine Schwankung dieser Werte. Um dies noch mehr zu verdeutlichen, berechnete ich aus jedem synchron ermittelten Koordinatenpaar für die beiden Standorte die Rechts- und Hochwertablage für den 2. Standort. Die Koordinaten des 2 Punktes wurden dann aus den Sollkoordinaten des ersten Punktes berechnet, indem ich die jeweiligen Rechts- und Hochwerte-Differenzen aufaddierte. Das Bild 4 zeigt das Ergebnis: Jetzt überstreichen die so berechneten Koordinaten für den 2. Punkt nur noch eine Fläche von ca. 11 m2. Die Ablage der gemittelten Position von der Sollstelle beträgt jetzt nur noch ca. 1,21 m.

Bild 4

diff0.gif (17406 Byte)

In Bild 5 ist die durch die Korrektur entstandene Punktwolke zusammen mit den unkorrigierten, weiträumig schwankenden Messwerten in einem gemeinsamen Plot zu sehen.

Bild 5

diffkorr.gif (13639 Byte)

Natürlich ist diese Methode etwas umständlich und ermöglicht nur im "post processing" also durch nachträgliche Berechnung solche Genauigkeiten. Das Vorgehen ist verständlicherweise nicht zum Gebrauch bei der Navigation geeignet.  Aber es wird - und das war auch hauptsächliches Ziel - das Prinzip des Differenzial-GPS-Verfahrens für die Teilnehmer unserer AG verdeutlicht. In einer der nächsten Sitzungen soll eine weitere Messung an anderer Stelle zusammen mit den Schülern durchgeführt werden.

Letzte Berichtigung : 08.01.2002

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