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Was sind Differenzkorrekturen oder DGPS?

Industrie-Artikel 13. Oktober 2020

DGPS (differentielle Korrekturen oder differentielle GPS-Korrekturen) können auf verschiedene Weise erreicht werden, aber sie verwenden im Wesentlichen die gleiche Technik.

Die meisten Fehler in einem SPS-Messung kommt von der Tatsache, dass die Empfänger hat keine Möglichkeit, tatsächlich zu wissen, wie die Geschwindigkeit der Satellitensignal wurde beim Durchgang durch die Ionosphäre beeinträchtigt. Es erhält einen kleinen Anhaltspunkt, da in der Navigationsmeldung einige Schätzungen enthalten sind, die es ihm erlauben, die wahrscheinlichen Auswirkungen zu schätzen, aber dies sind nur Schätzungen. In der Praxis bedeutet dies, dass die Geschwindigkeit, mit der die Verzögerung multipliziert wird, nicht ganz korrekt ist - was wiederum bedeutet, dass die berechnete Pseudoentfernung ebenfalls falsch ist.

Die einzige Möglichkeit, dies zu ermöglichen, besteht darin, zu messen und nicht zu schätzen, wie die Signalgeschwindigkeit auf ihrem Weg durch die Atmosphäre beeinflusst wird. Hier kommt das Differential-GPS ins Spiel.

Eine separate GPS-Empfänger (als Basisstation bezeichnet) wird an einem vorher vermessenen Punkt platziert und eingeschaltet. Da der Standort der Basisstation bereits mit großer Genauigkeit bekannt ist, ist die Basisstation in der Lage, die von ihrem eigenen GPS-Empfänger erzeugte Positionsmessung mit den bekannten Koordinaten zu vergleichen. Jeder Unterschied bedeutet die signalisieren von einem oder mehreren Satelliten wird verzögert. Das System muss dann nur noch ausrechnen, wie viel Korrektur auf jeden Satelliten angewendet werden soll, um die GPS-Positionsmessung zu korrigieren.

Sobald die Basisstation weiß, wie das Signal jedes einzelnen Satelliten korrigiert werden muss, kann sie diese Informationen mit allen anderen GPS-Empfängern (oft als Rover bezeichnet) in der Umgebung teilen. Dies wird oft mit Hilfe von Funkmodems erreicht. Der Roving-Empfänger prüft, ob Korrekturen für die Satelliten, die er sieht, verfügbar sind, und wendet sie gegebenenfalls an - wodurch die Genauigkeit seiner Pseudo-Reichweitenmessungen verbessert wird, obwohl er sich nicht an einem bekannten Standort befindet.

Es gibt auch andere Wege, DGPS zu erreichen. Anstatt Ihre eigene lokale Basisstation (die Sie auf Ihrer eigenen Website einrichten) zu verwenden, ist es möglich, Differenzkorrekturen über einen webbasierten Dienst und eine Datenverbindung zu erhalten. In diesem Fall berechnet Ihr Empfänger (der Rover) auf dem üblichen Weg, wo er sich befindet. Er sendet dann seinen Standort an einen zentralen Server, der errechnet, wo sich die nächstgelegene Referenzstation befindet, bevor er die Differenzkorrekturen von diesem Standort zurückschickt. Das Schöne an solchen Systemen ist, dass Sie von einem Ende eines Landes zum anderen fahren können und gültige Korrekturen für die gesamte Reise erhalten.

Eine weitere Methode ist die Nutzung von satellitengestützten Korrekturdiensten, die SBAS (Satellite Based Augmentation System) genannt werden. Diese funktionieren auf eine etwas andere Art und Weise. Bodenstationen auf der Erde an bekannten Standorten arbeiten die differentiellen Korrekturen an verschiedenen geographischen Orten aus. Diese Korrekturen werden dann auf den Satelliten hochgeladen, wo sie an jeden Empfänger, der zum Empfang befähigt ist, gesendet werden können. Sie benötigen jedoch nicht nur einen Empfänger mit der richtigen Hardware, sondern müssen oft auch eine Abonnementgebühr bezahlen, um die Korrekturen freizuschalten.

Die Verwendung von SBAS-Diensten verbessert die Genauigkeit der Empfänger, aber nicht im gleichen Maße wie eine lokale Basisstation. Bei der Verwendung von DGPS verbessert sich die Genauigkeit der Positionsmessungen oft auf einige zehn Zentimeter, sagen wir um 40 cm. DGPS, das durch SABS erreicht wird, ist oft auf einen Sub-Meter genau, irgendwo im Bereich von 50-60 cm.

Eine weitere Technik, die die Genauigkeit vonGPS-Positionsmessungen verbessert, ist Real-Time Kinematic (RTK). Lesen Sie weiter, um zu erfahren, warum es sich dabei um eine der am schwersten zu verstehenden und am intensivsten zu implementierenden Techniken handelt.

Dies ist einer der Artikel in unserem 'Was ist GNSS?' Reihe.

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