DGPS (differential GPS)

GPS wurde ursprünglich für militärische Zwecke von den Amerikanern entwickelt und realisiert. Die Technik ist genau genug, um eine Ortung auf Millimeter genau zu ermöglichen. Da die Satellitensignale aber von jedermann zu empfangen sind, ist das Interesse verständlich, die Nutzung dieser Information zu erschweren, vor allem gegnerischen Armeen. Deswegen gibt es zwei verschiedene Frequenzen, die eine unterschiedliche Genauigkeit liefern. Frei verfügbare Empfänger gibt es nur für die groberen Signale, die bis zum 30.4.2000 absichtlich mit einem gewissen Fehler versehen wurden. Das war die sog. Selective Availability (SA).

Für viele Zwecke reichte diese nur auf ca. 100 m genaue Information aus, z.B. wenn man auf einer digitalen Straßenkarte feststellen will, wo man ist. Aber für das Vermessungswesen ist es nicht egal, ob ein Grenzstein 5 Meter weiter links oder rechts steht.

An dieser Stelle kommt eine Technik zum Tragen, die den absichtlich erzeugten Fehler weitgehend eliminiert, das sog. Differential GPS (=DGPS). Heute werden diese Fehler zwar nicht mehr erzeugt, aber es gibt trotzdem noch Störungen, z.B. durch athmosphärische Einflüsse. Außerdem ist es nicht ausgeschlossen, dass diese absichtliche Ungenauigkeit zeitweise nochmal aktiviert wird.

Einfach gesagt misst man das Signal an einer Stelle, deren Position man exakt kennt, und kann daher leicht den aktuellen Fehler im Signal erkennen. Dieser Fehler ändert sich nicht abrupt, sondern nur relativ langsam. Man erreicht damit eine Genauigkeit von ca. 1-3 Metern. Je weiter man von dieser Referenz-Station entfernt ist, desto ungenauer wird die Messung selbst mit der Korrektur. Es gibt nicht allzuviele Referenz-Stationen, und der Aufwand, selber eine zu installieren, kann hoch werden. Wenn es also bei der Genauigkeit in den Zentimeter-Bereich gehen soll, braucht man eine sog. virtuelle GPS-Referenz-Station. Mit raffinierten Verfahren erhält man Korrektur-Daten so, als ob man nur wenige hundert Meter von der Referenz-Station entfernt wäre.

Wenn man jetzt seine exakte Position bestimmen will, muss man diesen Fehler nur schnell genug da zur Verfügung haben, wo man sich befindet. Es gibt mehrere Wege, diesen Fehler zu übermitteln. So senden manche Radio-Sender der ARD ihn mit dem RDS-Signal. Kostenlos. Auch Mittelwelle kommt zur Verbreitung der Korrekturdaten zum Einsatz. Oder man nutzt einen der Datenfunk-Dienste zur Übermittlung. Mit einem ungeeigneten Tarif kann das allerdings teuer werden... Also heißt es nachrechnen: welche Alternativen stehen da zur Verfügung, wo ich mich befinde, und wie wertvoll ist es für mich, diese Information zu haben. Diese Überlegungen sind die Grundlage für die Entscheidung, (ob und) welchen Datenfunk-Dienst man einsetzt. Mehr dazu unter Kosten-/Nutzenanalyse und auf Anfrage per E-Mail.

DGPS-Korrekturdaten-Dienste

Es gibt eine Reihe verschiedener Quellen für DGPS-Korrekturdaten und Wege, diese zu übertragen. Und für die Verteilung kommen die verschiedensten Funktechniken zum Einsatz: GSM (GPRS und UMTS), RDS, Mittelwelle (so sendet z.B. die Weitbereichs-DGPS-Station Helgoland auf der Frequenz 298,5 KHz).

Über den Satelliten-Positionierungs-Dienste SAPOS bieten die deutschen Vermessungsämter der Länder DGPS-Korrekturdaten an, mit denen Positionen auf weniger als einen cm genau gemessen werden können. Informationen zu SAPOS findet man auch bei den einzlenen Landesvermessungsämtern, z.B. beim Landesvermessungsamt Nordrhein-Westfalen.

ascos ist ein Satelliten-Referenzdienst der E.ON Ruhrgas, der über GSM und GPRS einheitliche Korrekturdaten für GPS- und GLONASS-Positionierungen zur Verfügung stellt, deutschlandweit und in Echtzeit. Ein Empfang der Daten ist auch mit besonderen Empfängern im Meterbereichs möglich. EON betreibt dafür über 300 eigene Referenzstationen, davon 60 für GPS + GLONASS.

Die Radio Technical Commission for Maritime Service (RTCM) ist die Organisation, die das DGPS-Datenformat für Realtime-Anwendungen normiert.

Digitaler Finite Elemente HöhenBezugsFlächen (DFHBF) ist ein Research- und Development Projekt der Hochschule Karlsruhe (Vermessung und Geomatik) und (zuerst) des Landesvermessungsamtes Baden-Württemberg. Ziel ist, mittels Passpunktfreier direkter Höhenbestimmung ein Konzept für die Höhenbestimmung für Positionierungsdienste wie SAPOS zu entwickeln.

Einige Firmen, die DGPS-Produkte anbieten:

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