BKG Seminar zum Thema GNSS in Leipzig

Rückblick 

(Text: Steffen Stichler)

Der DVW-Sachsen veranstaltete am 08. Oktober 2019 im Bundesamt für Kartographie und Geodäsie 
in der Außenstelle Leipzig (BKG  AS Leipzig) eine Vortragsreihe zum Thema:

 „GNSS – heute, zusätzliche Globale Navigationssysteme - Vorteile für die Vermessung“ 

Die Vorträge fanden in der Zeit von 15-18 Uhr statt. Eine kleine Nachsitzung bildete den Abschluss des Abends in der nahegelegenen Gaststätte „Ofenrohr“. Mit  ca. 50 Teilnehmern war die Veranstaltung gut besucht. Die Zuhörer aus fast allen Bereichen der Vermessung verfolgten die Vorträge mit Interesse und trugen durch eine aufgeschlossene Diskussion wesentlich zum Gelingen der Abends bei.

Zunächst hielt Prof. Dr.-Ing. habil Lambert Wanninger vom Geodätischen Institut der TU Dresden seinen Beitrag mit dem Titel: “GNSS im Umbruch – neue Möglichkeiten der zentimetergenauen satellitengestützten Punktbestimmung“.

Nach der Auffrischung der Kenntnisse zum Grundprinzip der GNSS-Positionsbestimmung ging Prof. Wanninger auf 

• die Weiterentwicklung durch die GNSS-Betreiber und
• Veränderungen im Nutzersegment

ein. 

Deutlich mehr Satelliten mit nicht wesentlich voneinander abweichenden Frequenzen, aber Signale für dm-genaue  Codemessungen und Ephemeriden, sowie GNSS-Zusatzinformationen für die Phasenbasierte Positionsbestimmung werden neben der geodätischen Genauigkeit vor allem die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Mehrdeutigkeitslösungen verbessern.

Für die geodätischen Nutzer sind die Entwicklung von Massenempfängern für Zwei-Frequenz-Phasenmessungen von entscheidener Bedeutung. Preisgünstige Zwei-Frequenz-GNSS-Chips mit der RTK-Funktion werden angeboten und in vielen Bereichen der Wirtschaft eingesetzt. Selbst Smartphones mit 2-Frequenz-Phasenmessungen und einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern sind keine Utopie mehr.

Im zweiten Vortag: „GNSS-gestützte Höhenbestimmung mit Millimetergenauigkeit – Stand und Perspektiven“

ging Dr.-Ing. Joachim Schwabe vom BKG AS Leipzig auf das Quasigeoidmodell und dessen regionale Modellierung ein. Das Quasigeoid wird benötigt, um mit GNSS bestimmte ellipsoidische Höhen in die nivellitisch bestimmten Normalhöhen der deutschen Landesvermessung zu transformieren. Das für die aktuellen Realisierungen der Referenzrahmen gültige und auf diese angepasste Modell ist das German Combined Quasigeoid 2016 (GCG2016). 

Die Grundlage zur Ableitung des GCG2016 sind flächendeckende Schweremessungen, ein globales Modell des Erdschwerefeldes, digitale Geländemodelle (DGM), sowie Passpunkte (Sollwerte der ellipsoidischen Höhe und der nivellitischen Höhe an Grundnetzpunkten). Zwei individuelle Berechnungen des BKG und des IFE (Institut für Erdmessung Hannover) bilden im Mittel das gravimetrische Quasigeoid und dessen Anpassung an DREF91/DHHN2016.

Die Entwicklung vom cm- zum mm-Geoid ist durch die Faktoren:

• Datengrundlage
• Aktualität und
• Auflösung 

bestimmt. 

Die Datengrundlage wird durch Verdichtung von Schweredaten und Kontrollpunkten verbessert. Charakteristische Signaturen im Quasigeoid, hervorgerufen z.B. durch natürliche oder menschengemachte topographische Gegebenheiten bzw. durch geologische Dichteanomalien im Untergrund, werden detaillierter betrachtet.

Es kann davon ausgegangen werden, dass aufgrund der für 2020 geplanten GNSS-Kampagne die Referenzkoordinaten des DREF91 erneut aktualisiert werden. Dies würde dann auch eine Nachführung des GCG erfordern.

Auch das DGM wird insbesondere in Tagebaugebieten auf einen aktuellen Stand gebracht. Durch optimierte Ansätze, die sowohl in Bezug auf die Modellierung der Schweredaten als auch auf die Gitterweite dem lokalen Signalgehalt Rechnung tragen, soll das Auflösungsvermögen von Feinstrukturen insgesamt noch einmal verbessert werden. Für spezielle Anwendungen ist die Entwicklung des 3mm-Geoids realistisch.

Den dritten Vortrag hielt Frau Dipl.-Ing. Grit Moosdorf vom Staatsbetrieb Geobasisinformation und Vermessung Sachsen Referat Geodätischer Raumbezug

Ihr Thema war: „Die Aktuelle Entwicklung im SAPOS-Dienst – der Umstellungsprozess auf 4G und der Trend zu bodengebundenen Referenzstationen“.

Frau Moosdorf zeigte am Beispiel von 5 Zeitfenstern wie sich die Empfangskonstellation der Satelliten von 2G zu 4G    gegenwärtig verändert. Auch unter 4G-Bedingungen sind schleifende Schnitte aufgrund der Ungleichverteilung der Satelliten

möglich. 

Die Mitteilung über die kostenfreie Abgabe von Informationen zum Satellitenpositionierungsdienst SAPOS in Sachsen seit dem 1.9.2019 wurde von den Nutzer erfreulich aufgenommen.

Frau Moosdorf appellierte an die noch verbleibenden HEPS-GSM-Nutzer sich auf die NTRIP-Variante umzustellen, da die    Abschaltung des HEPS-GMS-Dienstes möglich wird.

Ein weiterer Schwerpunkt des sächsischen SAPOS-Dienstes ist die schrittweise Umrüstung der Referenzstationen auf  bodengebundene Pfeilerstationen. Das Langzeitmonitoring zeigt Veränderungen der SAPOS-Stationen im mm-Bereich. Eine Verbesserung der Langlebigkeit und der Genauigkeit der SAPOS-Referenzstationen soll damit erreicht werden. Bis zur GNSS- Kampange 2020 soll eine erste Umstellungsphase realisiert werden.

Aus der Sicht des Organisators war es eine gelungene Veranstaltung, die in ähnlicher Form in den nächsten Jahren nach dem  Endausbau der Systeme Galileo und Beidou, sowie dem Vorliegen der Ergebnisse der GNSS-Kampange 2020 wiederholt werden könnte.