Permanentstationen in der Satellitengeodäsie Schwerpunkt GPS Günter Stangl Bundesamt f. Eich- und Vermessungswesen TUG 2002

Dauernde Beobachtung von Satelliten Fixer Standpunkt Kriterien Dauernde Beobachtung von Satelliten Fixer Standpunkt Weitergabe der Daten Anwenderinteresse Genauigkeit höher als Anwender verlangt TUG 2002

SLR-Stationen (Licht) Doppler-Stationen (DORIS) GPS-Stationen Klassen SLR-Stationen (Licht) Doppler-Stationen (DORIS) GPS-Stationen Altimeter-Stationen (PRARE) Galileo-Stationen Kombinierte Stationen (GPS-GLONASS) TUG 2002

Aufbau-Schema GPS-Station PC (optional) Netz Antenne Empfänger Modem TUG 2002

Anforderungen GPS-Antenne Stabile Aufstellung Zwei Frequenzen Möglichst freie Sicht (Minimalelevation <10°) Umgebung ohne Reflexionen (Multipath) Keine Sender mit ähnlichen Frequenzen (Richtfunk) Wetterschutz (Schnee, Blitz) TUG 2002

Anforderungen GPS-Empfänger L1/L2 Code+Phase Kompatibel zu Antenne >10 Kanäle Ausgaberate 1Hz Seriellen Anschluss Ev. Zusätzlich : - Weitere serielle Anschlüsse - RTK-Ausgang - Externe Frequenz - Interner Speicher TUG 2002

Weitere Geräte Modem mit Anschluss für Telefon/Funk Software für Datenverarbeitung und Kontrolle Ev. PC mit Netzanschluss (LAN, Internet) Ev. Meteorologische Messgeräte Ev. externer Frequenzgeber TUG 2002

Empfang und Verarbeitung der Daten Weiterleitung der Daten GPS-Zentrale Empfang und Verarbeitung der Daten Weiterleitung der Daten Steuerung der GPS-Station Kontrollfunktionen Datenspeicherung Vernetzung der GPS-Stationen TUG 2002

Das österreichische Überwachungsnetz http://gps.iwf.oeaw.ac.at TUG 2002

Design der österreichischen Permanentstationen Lage und Monumentierung: möglichst geringe Abschattung (Gipfelregionen im Westen); Betonfundament gegründet auf anstehendem Fels (oder Überwachungsnetz bei Nutzung von Bauwerken); Exzenter für terrestrische Messungen vorhanden. Antennenschutz: Radom (Design Graz); Blitzschutzfilter. Unterbringung: Bestehende Bauwerke oder Betoncontainer. Stromversorgung: 220 V AC; Überspannungsfilter; USV. Zufahrt: bis auf Hafelekar (Seilbahn) und Reisseck (Schrägaufzug) mit Auto möglich. Meteo-Einrichtungen: Hochpräzisionsfühler für Druck, Temperatur und Feuchte (automatische Abfrage im Minutentakt) TUG 2002

Design der österreichischen Permanentstationen Empfängerausstattung: Geodätische 2-Frequenzempfänger (Code und Phase) : e.g. Turborogue, Trimble 4000SSI, Z-18 (GPS-GLONASS) Computerausstattung: Pentiums verschiedener Generation, WINDOWS NT; Empfängersoftware: Terrasat (GPSBASE); Kommunikationssoftware: PCANYWHERE, RAPIDREMOTE, TCP to Serial Datenlieferung: 1-sec RINEX-Daten und RTCM Korrekturen (wahlweise 18/19 und oder 20/21) Datenverbindungen: ISDN-permanent zu ORF (RTCM); dial-up (ISDN/analog) von Graz aus für RINEX-Daten und Überwachung TUG 2002

Kosten eines Stationsbetriebs Aufbau: - Baukosten - Erstausstattung - Organisatorischer Aufwand Laufender Betrieb: - Betriebskosten (Miete, Strom,...) - Kommunikationskosten - Kontrollaufwand der Zentrale - Reparaturkosten - Abschreibung Erstausstattung 3-5 Jahre TUG 2002

Geschichte und Aufbau: Hafelekar (Innsbruck) Permanentstation seit Oktober 1994, gemeinsam mit ZAMG Wien 1994: Minirogue 1997: Turborogue 1999: Trimble Software: Terrasat Permanentstation für: IGS seit 1994 EUREF seit 1996 stündliche Daten und Meteo TUG 2002

Geschichte und Aufbau: Gaisberg (Salzburg) Permanentstation seit 12/1998 gemeinsam mit BKG Frankfurt 1998: Trimble Software: Terrasat Permanentstation für: EUREF seit 1998 dGPS seit 1998 Stündliche Daten TUG 2002

Geschichte und Ausbau : Rottenmann Permanentstation seit 9/1999; finanziert durch die Stadtgemeinde Rottenmann 9/1999: Trimble 11/1999: Z-18 Software: Terrasat dGPS seit 11/1999 Stündliche Daten TUG 2002

Verwendungszweck von GPS-Permanentstationen (1) Post-Processing Bestimmung von Satellitenbahnen Referenzsystem Kombination von 3D-Netzen Referenzstationen für GPS-Kampagnen Bestimmung von Bodenbewegungen Sensoren für Atmosphärenforschung TUG 2002

Verwendungszweck von GPS-Permanentstationen (2) Near-Real-Time Differential GPS (DGPS) Real Time Kinematics (RTK) Navigation (Fußgänger->Satellit) GIS Überwachung von Bodenbewegungen Vermessungen Wettervorhersage TUG 2002

Prinzip von Instant GPS Ein Auswerteserver wertet unter Zuhilfenahme der Referenzstationen Daten von GPS Feldempfänger vollautomatisch in Echtzeit aus Keine Auswertefehler (Automatik) Lokales Ionosphärenmodell Präzise Satellitenbahnen Sofortige Qualitätskontrolle der Messung (mehrere Referenzstationen) TUG 2002

Geologisches Modell NUVEL 1A NNR Nuvel-Platten TUG 2002

TUG 2002

Organisation von GPS-Stationen International GPS Service (IGS) global ca. 200 Stationen European Permanent Network (EPN) of EUREF ca. 150 Stationen Andere kontinentale Netze Nationale Netze, z. B. GREF = German REFerence network Globale private Netze (Omnistar) Locale private und öffentliche Netze TUG 2002

Benutzung von Permanentstationen am OLG OLG = Observatorium Lustbühel Graz Gemeinschaftsarbeit von BEV und ÖAW Beteiligung an internationalen Diensten und Projekten, v.a. GPS Zusammenarbeit bei Aufbau öffentlicher GPS-Permanentstationen in Österreich Wissenschaftliche und öffentliche Arbeiten mithilfe von GPS-Permanentstationen TUG 2002