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Heft 3/2005
Heft 3/2005
GNSS-Echtzeitorbitkontrolle auf Basis Internet-transferierter (NTRIP) RTCM-Datenströme
Kurzfassung
Seit im Zuge des Booms der mobilen Telephonie der immer und überall verfügbare Internetzugang Realität wurde, ist dieses Medium auch eine alternative Methode zur Übertragung von Korrekturdaten für die relative GPSEchtzeitpositionierung geworden. Um die Möglichkeiten desWorld WideWeb optimal auszunutzen und gleichzeitig die Sicherheitsrisiken zu minimieren, wurde vom BKG (Bundesamt für Kartographie und Geodäsie, Frankfurt) NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) entwickelt. Dieses Protokoll erlaubt es, mehreren tausend Nutzern gleichzeitig nicht nur Korrekturdaten von hunderten Referenzstationen, sondern auch Rohdaten oder Satellitenephemeriden zur Verfügung zu stellen. Aktive GNSS-Referenzstationsnetzwerke bieten heute ihre RTCM-Daten bereits über NTRIP an. Diese RTCM-Daten berücksichtigen implizit (Virtual Reference Station – VRS) oder explizit (Flächenkorrekturparameter – FKP) die im Netz gewonnene Information über systematische Fehleranteile. Zur Berechnung der Netzwerklösung dienen entweder die Satelliten-Broadcastephemeriden oder heute immer öfter präzise, prädizierte Bahnen des IGS (International GPS Service). Diese Satellitenbahnen weisen zwar eine deutlich höhere Genauigkeit (+/-10 cm) als die Broadcastorbits (+/-2 m) auf, bergen aber die Gefahr von einzelnen, immer wieder vorkommenden Ausreißern. Der vorliegende Artikel beschreibt einerseits den Datentransfer via NTRIP, der sowohl aus der Sicht der Referenz- als auch aus der Sicht der Roverstation getestet wurde. Andererseits wird das Programm „RTR-Control" vorgestellt, das den Vergleich der an den Permanentstationen gemessenen und via NTRIP empfangenen Pseudostrecken ("Pseudoranges") mit theoretischen, auf Basis präziser, prädizierter Satellitenbahnen berechneten "Pseudoranges" erlaubt. Das Programm kann somit in Echtzeit sowohl fehlerhaft prädizierte Satellitenbahnen diagnostizieren als auch, durch Mehrwegeffekte verfälschte, Pseudoranges detektieren.
Abstract
Since the boom in mobile telecommunications allows Internet access for anyone anywhere at any time, this medium has also become an alternative method for transmitting correction data for relative GPS real-time positioning. In order to exploit and optimize the options offered by theWorld WideWeb, NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) was developed. NTRIP is able to provide correction data from hundreds of reference stations as well as raw data or satellite ephemerides simultaneously for several thousand users. Therefore active GNSS reference station networks started to provide their RTCM data via NTRIP. These RTCM data streams implicitly (virtual reference station) or explicitly (area correction parameters) take into account the information gained from the reference station net, regarding systematic error components. To calculate the network resolution either satellite-broadcast ephemerides or today frequently the more precise predicted IGS (International GPS Service) orbits are used. These satellite ephemerides demonstrate significantly higher accuracy (+/-10 cm) than the broadcast orbits (+/-2 m), but carry the risk of individual, recurring outliers. This paper highlights the data transfer via NTRIP in view of both, the reference station and the rover station. Furthermore, the programme "RTR-Control", established by the first author, is presented. It allows the comparison of pseudoranges measured at any permanent station and recorded via NTRIP with theoretical pseudoranges calculated on the basis of precise, predicted satellite orbits. Thus, the programme can diagnose incorrectly predicted satellite orbits as well as detect multi-path distorted pseudoranges in real-time.
Seit im Zuge des Booms der mobilen Telephonie der immer und überall verfügbare Internetzugang Realität wurde, ist dieses Medium auch eine alternative Methode zur Übertragung von Korrekturdaten für die relative GPSEchtzeitpositionierung geworden. Um die Möglichkeiten desWorld WideWeb optimal auszunutzen und gleichzeitig die Sicherheitsrisiken zu minimieren, wurde vom BKG (Bundesamt für Kartographie und Geodäsie, Frankfurt) NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) entwickelt. Dieses Protokoll erlaubt es, mehreren tausend Nutzern gleichzeitig nicht nur Korrekturdaten von hunderten Referenzstationen, sondern auch Rohdaten oder Satellitenephemeriden zur Verfügung zu stellen. Aktive GNSS-Referenzstationsnetzwerke bieten heute ihre RTCM-Daten bereits über NTRIP an. Diese RTCM-Daten berücksichtigen implizit (Virtual Reference Station – VRS) oder explizit (Flächenkorrekturparameter – FKP) die im Netz gewonnene Information über systematische Fehleranteile. Zur Berechnung der Netzwerklösung dienen entweder die Satelliten-Broadcastephemeriden oder heute immer öfter präzise, prädizierte Bahnen des IGS (International GPS Service). Diese Satellitenbahnen weisen zwar eine deutlich höhere Genauigkeit (+/-10 cm) als die Broadcastorbits (+/-2 m) auf, bergen aber die Gefahr von einzelnen, immer wieder vorkommenden Ausreißern. Der vorliegende Artikel beschreibt einerseits den Datentransfer via NTRIP, der sowohl aus der Sicht der Referenz- als auch aus der Sicht der Roverstation getestet wurde. Andererseits wird das Programm „RTR-Control" vorgestellt, das den Vergleich der an den Permanentstationen gemessenen und via NTRIP empfangenen Pseudostrecken ("Pseudoranges") mit theoretischen, auf Basis präziser, prädizierter Satellitenbahnen berechneten "Pseudoranges" erlaubt. Das Programm kann somit in Echtzeit sowohl fehlerhaft prädizierte Satellitenbahnen diagnostizieren als auch, durch Mehrwegeffekte verfälschte, Pseudoranges detektieren.
Abstract
Since the boom in mobile telecommunications allows Internet access for anyone anywhere at any time, this medium has also become an alternative method for transmitting correction data for relative GPS real-time positioning. In order to exploit and optimize the options offered by theWorld WideWeb, NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) was developed. NTRIP is able to provide correction data from hundreds of reference stations as well as raw data or satellite ephemerides simultaneously for several thousand users. Therefore active GNSS reference station networks started to provide their RTCM data via NTRIP. These RTCM data streams implicitly (virtual reference station) or explicitly (area correction parameters) take into account the information gained from the reference station net, regarding systematic error components. To calculate the network resolution either satellite-broadcast ephemerides or today frequently the more precise predicted IGS (International GPS Service) orbits are used. These satellite ephemerides demonstrate significantly higher accuracy (+/-10 cm) than the broadcast orbits (+/-2 m), but carry the risk of individual, recurring outliers. This paper highlights the data transfer via NTRIP in view of both, the reference station and the rover station. Furthermore, the programme "RTR-Control", established by the first author, is presented. It allows the comparison of pseudoranges measured at any permanent station and recorded via NTRIP with theoretical pseudoranges calculated on the basis of precise, predicted satellite orbits. Thus, the programme can diagnose incorrectly predicted satellite orbits as well as detect multi-path distorted pseudoranges in real-time.
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VGI_200511_Opitz.pdf
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Mosaikierung digitaler Geländemodelle
Kurzfassung
In diesem Aufsatz wird ein Algorithmus zum Zusammenführen digitaler Geländemodelle (DGMe) unterschiedlicher Genauigkeit und Auflösungvorgestellt. Im Überlappungsbereich beider wird einkontinuierlicher Übergang durch die Anwendung einer Gewichtsfunktion, welche die Berechnung der Höhen steuert, erreicht. Solche DGM-Mosaike kommen überall dort zum Einsatz, wo kleinräumige, aber genaue Geländemodelle – etwa zum Zweck der Visualisierung – in einen größeren Kontext mit geringerem Genauigkeitsanspruch einzubetten sind. Dies ist beispielsweisefür hochpräzise Laserscanner DGMe zur Ableitung von Gefahrenzonenplänen der Fall.
Abstract
This paper presents an algorithm for blending digital terrain models (DTMs) of different accuracy and resolution. A smooth transition is achieved by applying a weight function within the overlap area of both DTMs. That weight function controls the averaging of the height values. Such DTM mosaics are used to embed small but high accurate terrain models into a larger context of lower accuracy demand, like it is done to combine precise laser scanner DTMs for the derivation of flood risk maps with DTMs stemming from photogrammetric data.
In diesem Aufsatz wird ein Algorithmus zum Zusammenführen digitaler Geländemodelle (DGMe) unterschiedlicher Genauigkeit und Auflösungvorgestellt. Im Überlappungsbereich beider wird einkontinuierlicher Übergang durch die Anwendung einer Gewichtsfunktion, welche die Berechnung der Höhen steuert, erreicht. Solche DGM-Mosaike kommen überall dort zum Einsatz, wo kleinräumige, aber genaue Geländemodelle – etwa zum Zweck der Visualisierung – in einen größeren Kontext mit geringerem Genauigkeitsanspruch einzubetten sind. Dies ist beispielsweisefür hochpräzise Laserscanner DGMe zur Ableitung von Gefahrenzonenplänen der Fall.
Abstract
This paper presents an algorithm for blending digital terrain models (DTMs) of different accuracy and resolution. A smooth transition is achieved by applying a weight function within the overlap area of both DTMs. That weight function controls the averaging of the height values. Such DTM mosaics are used to embed small but high accurate terrain models into a larger context of lower accuracy demand, like it is done to combine precise laser scanner DTMs for the derivation of flood risk maps with DTMs stemming from photogrammetric data.
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VGI_200512_Mandlburger.pdf
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Der Karl Rinner Preis der Österreichischen Geodätischen Kommission, seine Stiftung und erste Verleihung
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VGI_200513_Brunner.pdf
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Numerische Wettermodelle für die troposphärische Modellierung bei GPS und VLBI
Kurzfassung
Die mittels sogenter Projektionsfunktionen (engl.: mapping functions) modellierte troposphärische Refraktion ist eine der wichtigstenFehlerquellen bei derAuswertungvon GPS-(GlobalPositioning System) und VLBI-(Very Long Baseline Interferometry) Beobachtungen. Fehler in diesen Funktionen wirken sich nicht nur auf die troposphärischen Laufzeitverzögerungen in Zenitrichtung aus, sondern aufgrund von Korrelationen auch auf die geschätzten Stationshöhen. Um die troposphärischen Projektionsfunktionen besser bestimmen zukönnen, sind in den letzten Jahren meteorologische Profileverwendet worden, die aus numerischenWettermodellen erhalten werden.So liegen bei der Vienna Mapping Function (VMF) Daten des ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) zugrunde. Untersuchungen zeigen, dass sich mit der VMF nicht nur die innere Genauigkeit der geodätischen Ergebnisse signifikant verbessert, sondern dass sich auch die Stationshöhen selbst im cm-Bereich ändern können.
Abstract
Tropospheric mapping functions which are used for modeling tropospheric refraction are one of the major error sources in the analyses of GPS (Global Positioning System) and VLBI (Very Long Baseline Interferometry) observations. Errors of these mapping functions do not only influence the tropospheric zenith path delays,but – through correlations – also the station heights. In recent years, data from numerical weather models have been applied to determine the mapping functions. For the Vienna Mapping Function (VMF) meteorological profiles are taken from the ECMWF (European Centrefor Medium-RangeWeatherForecasts). Investigations show that the application of the VMF does improve the precision of geodetic parameters, and even, the station heights themselves can change at the cm-level.
Die mittels sogenter Projektionsfunktionen (engl.: mapping functions) modellierte troposphärische Refraktion ist eine der wichtigstenFehlerquellen bei derAuswertungvon GPS-(GlobalPositioning System) und VLBI-(Very Long Baseline Interferometry) Beobachtungen. Fehler in diesen Funktionen wirken sich nicht nur auf die troposphärischen Laufzeitverzögerungen in Zenitrichtung aus, sondern aufgrund von Korrelationen auch auf die geschätzten Stationshöhen. Um die troposphärischen Projektionsfunktionen besser bestimmen zukönnen, sind in den letzten Jahren meteorologische Profileverwendet worden, die aus numerischenWettermodellen erhalten werden.So liegen bei der Vienna Mapping Function (VMF) Daten des ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) zugrunde. Untersuchungen zeigen, dass sich mit der VMF nicht nur die innere Genauigkeit der geodätischen Ergebnisse signifikant verbessert, sondern dass sich auch die Stationshöhen selbst im cm-Bereich ändern können.
Abstract
Tropospheric mapping functions which are used for modeling tropospheric refraction are one of the major error sources in the analyses of GPS (Global Positioning System) and VLBI (Very Long Baseline Interferometry) observations. Errors of these mapping functions do not only influence the tropospheric zenith path delays,but – through correlations – also the station heights. In recent years, data from numerical weather models have been applied to determine the mapping functions. For the Vienna Mapping Function (VMF) meteorological profiles are taken from the ECMWF (European Centrefor Medium-RangeWeatherForecasts). Investigations show that the application of the VMF does improve the precision of geodetic parameters, and even, the station heights themselves can change at the cm-level.
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VGI_200514_Boehm.pdf
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