Breitband und Vermessung SAPOS

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Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung,

und

in der Landesvermessung

LDBV Sachgebiet 831

Jan Strobl

SAPOSSatelliten

Positionierungs-dienst


Der gesetzliche AuftragArt. 1 Landesvermessungswerk

(Vermessungs- und Katastergesetz - VermKatG)

(1) Die Landesvermessung hat die Aufgabe, die geodätischen Grundlagenfür eine allgemeine Landesaufnahme zu schaffen und zu erhalten, dasLandesgebiet aufzunehmen……

(2) Das Landesvermessungswerk umfasst das Lagefestpunktfeld, dasHöhenfestpunktfeld, den Positionierungsdienst, dasSchwerefestpunktfeld, die topographische Landesaufnahme, dasLuftbildinformationssystem, das amtliche topografisch-kartografischeInformationssystem und die amtlichen topographischen Kartenwerke.

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Wozu eine Landesvermessung ?

Sicherung des geodätischen Raumbezugs als einheitliche Grundlage für nachfolgende Vermessungen (Kataster- oder Ingenieurvermessungen) durch vermarkte Festpunktfelder oder satellitengestützte Positionierungsdienste

→ Für Vermessungen müssen genügend Ausgangspunkte in Lage und Höhe in zumutbarer Entfernung zur Verfügung stehen

Koordinierungen und Höhenbestimmungen in unterschiedlichen Teilen eines Landes (aber auch weltweit) werden über Festpunktfelder untereinander in Beziehung gebracht.


Warum brauchen wir Festpunktfelder ?

HöhensystemA-Land

HöhensystemB-Land

HA-Land=583,567 HB-Land=583,567 Beispiel Höhensysteme:

A-Land und B-Land haben unterschiedliche Höhensysteme. Trotz gleichen Höhenwertes kommen die Brückenenden nicht zusammen.

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Warum brauchen wir Festpunktfelder ?Beispiel Lagesysteme:

Jede Region arbeitet in einemeigenen Koordinatensystem

Erst durch eine einheitliche Berechnung in einem System können Lagefestpunktfelder homogene Koordinaten erhalten(z.B. Erstbestimmung der Koordinaten der SAPOS-Referenzstationen durch einzelne Bundesländer)


Historie der bayer. Landesvermessung• Messtisch: ab 1801 graphisch/zeichnerische Methode ohne Berechnungen

• Triangulation (Winkelmessung in Dreiecken) → ab 1807 erdgebundeneterrestrische Bestimmung + Berechnung

• Trilateration (Entfernungsmessung zu bekannten Punkten) → ab 1970er Jahre elektronische Distanzmessung

• seit 1992: satellitengestützte Messverfahren (Einführung des SAPOS-Dienstes in Bayern 2002)

→→

→

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Globale NavigationsSatellitenSysteme GNSSGalileoGPS

BeiDou

GLONASSDie Satelliten senden auf mehreren Trägerfrequenzen im Mikrowellenbereich digitale „Navigationsnachrichten“ aus. Durch die große Satellitenanzahl und die entsprechende Verteilung der Satelliten können an jedem Ort der Erde zu jeder Zeit mindestens 4 Satelliten empfangen werden → Positionsbestimmung in Echtzeit


GNSS – Absolute Positionierung

GNSS-Empfänger / Smartphone

Absolute Genauigkeiten:

GPS und GLONASS: ≤ 15 Meter

Galileo Open Service (OS): zukünftig 4 Meter

BeiDou Open Service: < 10 Meter

Mindestens 4 Satelliten zur Bestimmung von 3 Koordinaten und 1 Empfängeruhrfehler

räumlicher Bogenschnitt

(bei geringer Satelliten-anzahl oder großer Abschattung)

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Empfängeruhrfehlerbei nur 3 Satelliten keine eindeutige Positionsbestimmung möglich

3 Satelliten für räumlichen Bogenschnitt erforderlich, aber 3 Schnittpunkte wegen minimalem Zeitversatz der Empfänger-

Uhren zu Atom-Uhren der Satelliten

4 Satelliten für eindeutigen Schnittpunkt, → Zeit-Synchronisation bzw. Zeitabgleich

des Empfängers mit exaktem GNSS-Zeitsystem (Atomuhren)


CTS - Conventional Terrestrial System (Bezugssystem der Satellitenpositionierung)

global, geozentrisch, terrestrisch (erdfest), dreidimensional, kartesisch

z.B. WGS84, ITRS, ETRS89

X - Achse liegt im Schnittpunkt der 0°-Meridianebene (Greenwich – Meridian) mit der Äquatorebene

Z - Achse verläuft durch den CTP (Conventional Terrestrial Pol) „mittlere Erdrotationsachse“

Ursprung im Geozentrum (Massemittelpunkt der Erde)

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Der Rahmen für unsere ETRS-Koordinaten ist das ETRF (European Terrestrial Reference Frame) zum Zeitpunkt 1989. Dieses ist wiederum Bestandteil des ITRF (International Terrestrial Reference Frame)

Lagebezugssystem ETRS89

ca. 180 ITRF-Fundamentalstationen


Verschiebungsvektoren der EUREF und GREF-Stationen auf der eurasischen Platte im Zeitraum (April 2002 bis Oktober 2004)

Problem der zeitlichen Koordinaten-änderungen im ITRF und ETRF wegen Kontinentalplattendrift (jährliche ca. 2 cm Verschiebung/Verdrehung)→ zum Zeitpunkt 1989 identisch

Einführung des ETRS89 als amtliches System in Deutschland→ eurasische Platte in sich stabil

ETRS89

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Das Geoid lässt sich für die Lagevermessung, besser als mit einer Kugel, durch einRotationsellipsoid (GRS80 Geodätisches Referenzsystem 1980) als Bezugsflächeannähern

Grundlagen: Ellipsoid als Lage-Bezugsfläche

mittleres Erdellipsoid GRS80 → Referenzellipsoid für ETRS89

Geoid

lokal bestanschließendes Ellipsoid → in Deutschland bis 2019: Bessel-Ellipsoid

konventionellesEllipsoid

mittlere Erd-rotationsachse


Lagerung des Bezugssystems = Geodätisches Datum

Die räumliche Lage eines konventionellen / lokalen Bezugssystemsgegenüber dem geozentrischen Globalsystem wird als Geodätisches Datum bezeichnet.

Parameter des Geodät. Datums:

• Verschiebevektoren dx, dy, dz

• Achsdrehung α, β, γ und

Maßstabskorrektion m

• große Halbachse a und

Abplattung α des gewählten

Referenzellipsoids

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Realisierung der Bezugssysteme bis 2019Koordinatenabbildung bei Kataster / Ingenieurvermessungen

Bessel-Ellipsoidlokal bestanschließendDHDN90 (Potsdam-Datum)GK

Ergebnis:ebene rechtwinklige Gitter-Koordinaten (R, H) verebnet durch 3°-Meridianstreifen-Projektion (GK)

Koordinatenabbildung bei GNSS bzw. SAPOS-Messungen

Bezugsfläche GRS80-EllipsoidEllipsoid geozentrisch gelagertDatum / Bezugssystem ETRS89Projektion / Verebnung UTM

Ergebnis:dreidimens. kartes. Koordinaten (X,Y,Z)

oder geographische Koordinaten (Länge, Breite)

Transformation von X,Y,Z Koordinaten → R,H (+ Gebrauchshöhe NN, NHN)


Koordinatenreferenzsystem = Bezugssystem + Koordinatensystem

Amtliches

Lagebezugssystem

Koordinatensystem

Projektion / Verebnung /

Abbildung

Ellipsoid

DHDN90Deutsches Hauptdreiecksnetz

1990

amtl. Landesnetz bis 2019

geograph. Koordinaten

Datumsübergang

Lagetransformationsdatei

NTv2

ETRS891. Bezugssystem aller SAPOS-

Dienste seit Dienststart 2002

2. amtl. Landesnetz seit 2019

geograph./kartes. 3D-Koordinaten

strenge mathemat.

Umrechnung ohne

Genauigkeitsverlust

strenge mathemat.

Umrechnung ohne

Genauigkeitsverlust

Gauß-Krüger GKKennziffer 4

kartes. 2D-Koordinaten

UTMZone 32

kartes. 2D-Koordinaten

Bessel-Ellipsoidlokal für Landesfläche

Deutschlands

GRS80globales mittleres Erdellipsoid

Pro

jekt

ion

Pro

jekt

ion

Transformationmit Genauigkeitsverlust

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statt „Projektion“ wird häufig auch der Ausdruck „Abbildung“ verwendet

Um ebene Projektionskoordinaten zu erhalten, muss man eine Abbildungsfläche wählen. Für das Ellipsoid wählen wir eine Zylinder-Projektion

Ebene (Azimutal - Projektion)

längentreu

Kegel (Kegel - Projektion)flächentreu

Zylinder (Zylinder - Projektion)winkeltreuEllipsoid

Abbildungsflächen:

Kugel

Bezugsflächen:

(Ebene)

z.B. Übersichtskarten 1: 500.000 oder kleiner

z.B. TK 25 Bayern

Grundlagen: Projektion in die Ebene


3°

SchnittzylinderMittelmeridian verkürzt (z.B. M = 1 : 0,9996)

UnterschiedGK und UTM

6°Meridianstreifenbreite

BerührzylinderMaßstab: Mittelmeridian M = 1 : 1

3°

20

6080

100

40

[cm/km]

300200100 [km]-20 -40

0

1,5°

20

6080

100

40

[cm/km]

300200100 [km]0

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Die Transversale Mercator-Abbildung wird auch für die UTM-Abbildung verwendet

Gauß-Krüger-AbbildungBerührzylinder

UTM-AbbildungSchnittzylinder


GNSS – SegmenteGNSS-Systeme bestehen in ihrer Gesamtheit aus 3 Komponenten:

• Weltraumsegment: Die Satelliten auf ihren Umlaufbahnen im Weltall senden Signale aus, die mit geeigneten Empfängern empfangen werden

• Nutzersegment: GNSS-Empfänger der Nutzer (Ingenieurbüros, Navigationsgeräte, Smartphones etc.)

• Kontroll- bzw. Bodensegment: Alle Kontroll- und Steuerungseinheiten auf der Erde, die zum sicheren und zuverlässigen Betrieb des gesamten Systems notwendig sind → Master Control Station (Colorado Springs, USA) sowie 4 Monitorstationen (alle in Äquatornähe) zur Überwachung der Funktionsfähigkeit der Satelliten, Gewährleistung der Synchronisation der Satellitenuhren und zur Berechnung der Bahndaten

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Charakteristik GPS(USA)

GLONASS(Russland)

Galileo(Europa)

BeiDou3(China)

Orbitungefähre Bahnhöhe

20233 km 19100 km 23260 km 21528 km MEO(35786 km GEO)

geplanteSatellitenanzahl

24(+3 Reserve)

24 (+ 3 Reserve)

27(+ 3 Reserve)

27 MEO mittlere Erdumlaufbahn

3 GEO geostationäre Satelliten

5 IGSO geneigte geosynchrone

Satellitenbahn

operationelle Satelliten (Juli 2021)

32 24 22 (+ 2 im Test)

24 MEO

Anzahl Bahnebenen 6 3 3 3

Bahnneigung zumÄquator (Inklination)

55° 64.8° 56° 55°

Umlaufperiode 11 h 58 min 11 h 16 min 14 h 04 min 12 h 53 min

GNSS – Weltraumsegment


BeiDou3 – “Ground Tracks”

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2013

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Qualität der GNSS Positionsbestimmung

verschiedene Störfaktoren beeinflussen die Lage- und Höhengenauigkeit der Positionsbestimmung:

A) Genauigkeit (Messverfahren)

B) Zuverlässigkeit (Fehlereinflüsse)

C) Verfügbarkeit (Satellitengeometrie + Anzahl der Satelliten)


A) GNSS – Messverfahren

1. Code - Entfernungsmessung („Pseudo-Entfernungen“)• Messung der Laufzeit der GNSS-Signale vom

Satelliten zum Empfänger• Verfälscht wegen des Empfängeruhrfehlers• Metrische Entfernung aus Multiplikation der

Signallaufzeit mit der Lichtgeschwindigkeit• Genauigkeit: dm bis m

2. Trägerphasenmessung• Phasenmessung der Trägerwelle (ca. 2 dm

Wellenlänge)• Genauigkeit: mm bis cm (aber mehrdeutig!)

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Code - Entfernungsmessung

Durch Multiplikation der gemessenen Signallaufzeit mit der Licht-geschwindigkeit im Vakuum wird die so genannte „Pseudorange“ erhalten.

Wegen der Verfälschung durch den Empfängeruhrfehler spricht man von „Pseudoentfernungen“ bzw. „Pseudoranges“


Trägerphasenmessung Beispiel GPS Trägersignale:

L1: 1575.42 MHz (l = 19.0 cm)

L2: 1227.60 MHz (l = 24.4 cm)

L5: 1176.45 MHz (l = 25.5 cm)

= Trägerphasenmessungen

Mehrdeutigkeit = → unbekannt

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Die GNSS-Beobachtungsgleichung für Pseudoentfernungs-messungen auf Code- und Trägersignalen


B) GNSS – Fehlereinflüsse

1. Entfernungsabhängige Fehler

• Atmosphärische Refraktion Laufzeitverzögerung und Strahlkrümmung der Signale in der Erdatmosphäre

a) Ionosphäre - frequenzabhängiger Fehler (cm bis m)abhängig von Sonnenaktivität

b) Troposphäre - frequenzunabhängiger Fehler (mm bis dm)

abhängig von Luftdruck und Wasserdampf→ bei großen Höhenunterschiedenund langen Basislinien, betrifft über-wiegend die Höhenkomponente.

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Sonnenaktivitätszyklus

Quelle: http://www.swpc.noaa.gov/products/solar-cycle-progression

wiederholt sich ca. alle 12 Jahre

Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenfleck#/media/Datei:Sunspots.JPG

Sonnenflecken

Protuberanz



1. Entfernungsabhängige Fehler

• Satellitenbahnfehler / Orbitfehler (bis 2 m)Schwankungen in den Umlaufbahnen der Satelliten durch Schwerefeld der Erde und Gravitationskräfte der Sonne/Mond

• Empfängeruhrfehler (30 cm pro Nanosekunde, bei weniger als 4 Satelliten)

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2. stationsabhängige Fehler

• Antennenphasenzentrumsfehler(bis 20 cm in der Höhe, mehrere mm in der Lage) Die Lage des elektrischen Phasenzentrums in der Antenne ist abhängig von der Wellenlänge und dem Einfallswinkel. Die aktuelle Position des Phasenzentrums wird relativ zum Antennenreferenzpunkt (ARP) an der Antenne angegeben. → richtige Antennen-Kalibrierung verwenden!



2. stationsabhängige Fehler

• Mehrwege-Effekte (Multipath) Entstehung durch Überlagerung des direkten Satellitensignals mit reflektierten Anteilen des gleichen Signals (mm bis cm)→ Vermeidung von Reflexionsflächen

Multipath

Quelle:

Kompendium – Technical Know-How by InfoTip Service GmbH

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C) Verfügbarkeit• Satellitengeometrie und -anzahl (cm bis mehrere m)

Eine schlechte Geometrie liegt vor, wenn nur wenige Satelliten empfangen werden oder diese alle dicht beieinander stehen (z.B. Lichtung im Wald)

• Abschattung

Quelle:

Kompendium –Technical Know-How by InfoTipService GmbH

geringere Genauigkeit, da Satelliten nahe zusammen stehen

hohe Genauigkeit, da Satelliten weit

auseinander stehen


Zum Erreichen höherer Genauigkeiten im

cm-Bereich:

→ Relative bzw. Differenzielle (DGNSS)

Positionierung

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Prinzip Relativer / DifferenziellerGNSS - Messverfahren

Bei der Messung bezieht sich der Rover (Neupunkt) auf eine Referenzstation (zweite Empfängerstation), deren Koordinaten X,Y,Z bekannt sind. Rover und Referenzstation empfangen gleichzeitig die Signale von mind. 4 Satelliten, wodurch relative Koordinatenunterschiede zwischen den beiden Empfängern berechnet werden können. Da die Fehlereinflüsse auf beiden Stationen bei kurzen Basislinien identisch sind, heben sich diese bei Berechnung auf.


GNSS – Relative Positionierung

Referenzstation RoverBasislinie

Relative Genauigkeiten: cm bis mmMit Trägerphasen – Messungen (fixierte Mehrdeutigkeiten)

Simultane Messung

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GNSS Relative Positionierungzwischen Satellit und Messobjekt sind 20.000 km und viele Fehler zu überwinden

Lösung:

• Die Summe der entfernungsabhängigen Fehler kann bei festgelegter Position ermittelt werden

• Diese Fehler (Satellitenbahnfehler, Empfängeruhrfehler, atmosphärische Refraktionen) sind zur gleichen Zeit auf Messungen zu den gleichen Satelliten in räumlicher Nähe bis 20km (gleiche atmosphärische Bedingungen) identisch

• Durch simultane GNSS-Messung auf einem bekannten Punkt in der Nähe (Referenzstation) kann die Positionsbestimmung am Empfänger (Rover) relativ zur Genauigkeit der Referenzstation verbessert werden


Prinzip Relativer / Differenzieller GNSS -Messverfahren

Fehler, die auf Referenzstation und Rover gleich groß sind, fallen durch Differenzbildungen bei der Relativen Positionierung bzw. oder beim klassischen DGNSS heraus:

• Empfängeruhrfehler

• Satellitenbahnfehler

• Atmosphärische Refraktion

vollständige Eliminierung der entfernungsabhängigenFehler nur bei kurzen Basislinien bis 20 km!

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Zum Erreichen höherer Genauigkeiten: → Relative bzw. Differenzielle (DGNSS) Positionierung

• Simultanauswertung der Messgrößen zweier benachbarter Empfänger (Rover + Referenzstation) Code- und Phasenkorrekturen einer Referenzstation

• Code- und Phasenkorrekturen einer (virtuellen) Referenzstation in einem flächenhaften Referenznetz Korrekturen bzw. Interpolationen von mehreren

Referenzstationen (≙ SAPOS)


Modellierung, Interpolation und Korrektur der entfernungs-

abhängigen Fehler im Netz der Referenzstationen

•Referenzstationsvernetzung:

1. Lösung der Phasen-Mehrdeutigkeiten im Referenzstationsnetz

2. Flächenhafte Modellierung der entfernungsabhängigen Fehler

3. Interpolation von Korrekturen aus dem Fehlermodell für die Roverposition

4. Relative Positionierung des Rovers zu einer Masterstation unter Berücksichtigung der interpolierten Korrekturen

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GNSS - Differentielle PositionierungKonzept der Virtuellen Referenzstation VRS

Rover sendet seine Position in die Zentrale (NMEA - String)

VRSDie Zentrale generiert für diese Position einen RTCM – Datenstrom ausgehend von der nächstgelegenen Referenzstation (Masterstation) und dem Fehlermodell der Vernetzung.

Für den Rover scheinen die RTCM – Daten von einer wenige Meter entfernten Referenzstation zu kommen.


SAPOSSatellitenPositionierungsdienst der

deutschen Landesvermessung

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SAPOS

Der Satellitenpositionierungsdienst SAPOS ist ein Gemeinschaftsprojekt der Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) und stellt für jedermann den aktuellen amtlichen Raumbezug mit moderner Technik auf der Grundlage der Satellitensysteme GPS, GLONASS und Galileo bereit. Dies ist als infrastrukturelle Grundversorgung ein Teil des gesetzlichen Auftrags der deutschen Landesvermessung.Grundlage von SAPOS in Bayern ist ein Netz von permanenten GNSS-Referenzstationen sowie Stationen in benachbarten Ländern, die die komplette Abdeckung der Landesfläche mit Korrekturdaten gewährleisten. Dies ermöglicht differenzielle GNSS-Messungen höchster Genauigkeit, ohne dass der Nutzer selbst einen zweiten Empfänger auf einem Referenzpunkt vorhalten muss. SAPOS stellt Korrekturdaten im amtlichen dreidimensionalen Bezugssystem zur Verfügung.


SatellitenPositionierungsdienst SAPOS ist ein Produkt der Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der BRD (AdV)

deutschlandweit mehr als 250 Stationen

Relative / Differentielle GNSS Positionierung

m … cm … mm Genauigkeit

Echtzeit oder Postprocessing

Amtlicher Raumbezug ETRS89

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SAPOS BayernStationsnetz

• 56 GNSS-Referenzstationen

• 38 bayerische Stationen,davon 2 (Erlangen + Hof) durch BKG betrieben (Bundesamt für Kartographie und Geodäsie)

• 18 nicht-bayerische Stationen

• GPS, GLONASS Galileo (zukünftig auch BeiDou3)

• ca. 50 bis 60 km Stationsabstand


• Horizontfreiheit

• Geologische Stabilität, stabiler Gebäudeteil

• Ganzjährige Zugänglichkeit

• Öffentliche Gebäude (Mietkosten, Zutritt) →Vermessungsämter, Finanzämter, Schulen etc.

• Anschluss an Kommunikationsnetze: Breitband-DSL, BayKom-Behördennetz

• Stabile Stromversorgung, eigene Absicherung etc.

Standort der Referenzstationen

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neue Referenzstationen:

Errichtung als stabile, bodenvermarkte Referenzstationen mit Gittermasten zur Gewährleistung des amtlichen Raumbezugs

ältere Referenzstationen:

bisher Befestigung der Antennen weit oben auf Dächern (Gebäudehöhen bis 20 m)

unterliegen leichten saisonalen Schwankungen in Lage und Höhe

Standort der Referenzstationen

Eichstätt


• Stabile Antennenmontierung

• hochwertige Chokering-Antennen

• Schutzhaube (Radom)

• Ganzjährige Zugänglichkeit

• Horizontfreiheit

• Blitzschutz

• Keine Störsignale (z. B. Mobilfunk-Antennen)

• Geringer Multipath (keine horizontalen, glatten Metallflächen)

• Individuelle Kalibrierung (→ Mini-mierung d. stationsabh. Fehlers)

GNSS Hardware: Antennen

München

Roboter-Kalibrierung

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„Innenleben“ trotz Schutzhaube


GNSS Hardware: Referenzstationsempfänger• bis zu 560 Kanäle

• (teilweise) interne Batterien

• interne Daten-speicherung

• Internetanschluss und serielle Schnittstellen

• Volle Fernadministra-tion über Webinterface

Trimble NetR9 Trimble Alloy

Leica GR50 Septentrio PolaRx5

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GNSS Hardware: technische Infrastruktur• GNSS-Empfänger

• 2 Router für separate Internetanbindungen

• Netzgerät der Telekom

• Sina-Box zur Datenverschlüsselung

• Reboot-Gerät

• Com-Server zur Netzwerkkommunikation

• teilweise Klimaanlage


KoordinatenmonitoringAlle Referenzstationskoordinaten werden täglich und wöchentlich vollautomatisch in einer Multistationslösung mit einer Software berechnet. Die Ergebnisse der Wochenlösungen werden grafisch dargestellt und veröffentlicht → Transparente Qualitätssicherung des amtlichen Raumbezugs seit 2003

HEPS-Performance-MonitoringBetrieb von 4 permanenten „Roverstationen“ in Bad Neustadt, Freising, Berchtesgaden und Landsberg am Lech

Unterschiedliche Orte, unterschiedliche Hardware

Simulation von großen „ungünstige“ Entfernungen zu den umliegenden Referenzstationen

Darstellung als Tages- und Stundenübersicht

Qualitätssicherung (Koordinatenmonitoring)

jahreszeitliche Schwankungen der Station Garmisch durch Schneelast

Monitorstation Freising, Abstand ca. 25 km zu Referenzstationen

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SAPOS - DiensteEPS

Echtzeit Positionierungs-Service

HEPSHochpräziser Echtzeit

Positionierungs-Service

GPPSGeodätischer Postprocessing

Positionierungs-Service

EPS HEPS GPPS

Verfahren Echtzeit Echtzeit Postprocessing

Genauigkeit: Lage Höhe

0,3 – 0,8 m /0,5 – 1,5 m

1 – 2 cm /2 – 3 cm

< 1 cm / 1 – 2 cm

Datenformat RTCM 2.3 RTCM 3.2 RINEX

System GPS / GLONASS / GALILEO

GPS / GLONASS / GALILEO

GPS / GLONASS / GALILEO

Übertragungsmedium mobiles Internet (Ntrip) mobiles Internet (Ntrip) Internet: Online-Berechnung, Download

Taktrate 1 Sekunde 1 Sekunde ≥ 1 Sekunde


SAPOS - DiensteEPS: Echtzeit Positionierungs-Service

• Genauigkeit: 0,3 - 0,8 m Lage0,5 -1,5 m Höhe

• Verfahren: Echtzeit

• Übertragungsmedium: mobiles Internet (NTRIP)

• Anwendungen: GIS-Aufnahmen, Navigationssysteme, Flottenmanagement

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SAPOS - Dienste

HEPS: Hochpräziser Echtzeit Positionierungs-Service

• Genauigkeit: 1 - 2 cm (Lage) 2 - 3 cm (Höhe)

• Verfahren: Echtzeit

• Übertragungsmedium: Datentelefonie (GSM) oder mobiles Internet (NTRIP)

• Anwendungen: Präzise Echtzeitvermessungen(Kataster-, Ingenieurvermessung, Maschinen-steuerung, Hydrographie, autonomes Fahren (Test-Phase) etc.)


SAPOS - Dienste

GPPS: Geodätischer Postprocessing Positionierungs-Service

• Genauigkeit: ≤ 1 cm (Lage) 1 - 2 cm (Höhe)

abhängig von Messdauer und Auswertesoftware

• Verfahren: Postprocessing

• Datenvertrieb: Webserver (https://sapos.bayern.de)

• Beobachtungen einer physikalischen oder virtuellenReferenzstation

• Anwendungen: Präzise Langzeitmessungen, Bereiche ohne Mobilfunk, schwierige Messbedingungen, Fernerkundung (Bestimmung der Aufnahmeposition bei Befliegungen und Laserscanning), etc.

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Aufgaben von SAPOS• Betreuung der Echtzeit-Dienste

• Qualitäts-Sicherung Überwachung/Monitoring der Echtzeit-Dienste

• Verwaltung des Webshops für Postprocessing-Daten

• Telefon-Hotline technische Kundenbetreuung

• Transformations-Produkte

• Betreuung von GNSS-Messkampagnen für geodätischen Raumbezug

• Pflege der Hardware und Software

• Statistiken

• etc.


SAPOS Nutzerspektrum 2020

i

Gesamt-Einwahlzeit: 11.181.942 Stunden

Gesamt-Einwahlzeit: 37.881.642 Stunden

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Landwirtschaftlicher FahrzeugPositionierungsService (LFPS)

Unterzeichnung des „Digitalisierungspaktes Land- und Forstwirtschaft“ am 07.09.2017 durch den damaligen Staatsminister der Finanzen, für Landesentwicklung und Heimat (Dr. Markus Söder) und dem Präsidenten des Bayerischen Bauernverbands (Walter Heidl)

„Die Landwirtschaft ist ein wichtiger Bestandteil unserer Heimat und prägt die bayerische Kulturlandschaft. Die Staatsregierung steht eng an der Seite ihrer Landwirte und unterstützt sie, wo immer es möglich ist.“

„Die Digitalisierung und Automatisierung ist wesentlicher Schlüssel für die erfolgreiche Landwirtschaft von morgen“


Digitalisierungspakt Land- und Forstwirtschaft

„…Wir wollen den Einsatz von digitalen Zukunftstechnologien in der Landwirtschaft fördern. Landwirte können zukünftig unseren Fahrzeugpositionierungsservice kostenfrei nutzen. Im neuen Smart-Farming-Paket des Digitalisierungspakts fallen keine Nutzungsgebühren mehr für den amtlichen Dienst zur Fahrzeugpositionierung (FPS) der Vermessungsverwaltung an. Für die Kennungseinrichtung wird eine einmalige Anmeldegebühr von 50 Euro (für 3 Jahre) erhoben…"

• seit 01.10.2017 kostenfrei Nutzung des Korrekturdatensignals für Land-und Forstwirte im LFPS-Dienst

• der bis dahin gebührenpflichtige FPS-Dienst wird in LFPS-Dienst umbenannt

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Landwirtschaftlicher FahrzeugPositionierungsService (LFPS)

Der LFPS ermöglicht eine zentimetergenaue Steuerung landwirtschaftlicher Nutzfahrzeuge mit Hilfe von Satellitennavigation. Die hierzu notwendigen Korrekturdaten zur Echtzeitpositionierung werden, analog zu SAPOS, von der Vermessungsver-waltung individuell berechnet und dem Nutzer übermittelt.

LTE-Mast

Referenzstation


Vorteile von satellitengestützter Fahrzeugpositionierung auf dem Feld

• in der Spur halten des Fahrzeugs → Vermeidung von Überlappungen • Steigerung des Ertrags, Senkung von Produktionskosten• Arbeiten bei Dunkelheit und schlechter Sicht möglich• flächendeckende Verfügbarkeit• Zeitersparnis• Schonung der Bepflanzung• geringere Verdichtung

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Unterschiede

SAPOS LFPStechnischer Support durch LDBV-

Hotline

kein technischer Support

gebührenpflichtig kostenlos

(jedoch Anmeldegebühr von 50€

für 3 Jahre)

Transformation der ETRS89-

Positionskoordinaten in das

amtliche Lagebezugssystem

UTM32 sowie das amtliche

Höhenbezugssystem DHHN2016

(NHN-Höhe)

keine Transformation

nur originäre 3D-Koordinaten

X, Y, Z (bzw. geograph. Länge

und Breite) in ETRS89


GebührenEPS: 150 € pro Jahr und Endgerät (Datenrate = 1s)

HEPS: 0,10 € pro Minute (Datenrate = 1s) oderPauschaltarif je individuelle Nutzerkennung: Flatrate 250 €/Monat

GPPS: 0,20 € pro Minute (Datenrate ≥ 1s) oderPauschaltarif je genutzte Referenzstation: Flatrate 500 €/Monat

LFPS: kostenlos, aber Anmeldegühr 50 € für 3 Jahre(Datenrate = 1s)

alle Dienste zuzüglich der Kommunikationskosten desMobilfunk-Providers für mobiles Internet

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Entwicklung


Entwicklung

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Vielen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit !

LDBV Sachgebiet 831 SAPOS

Jan Strobl

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Breitband und Vermessung SAPOS