DGPS
Mai 2000

Bei der Positionsbestimmung mittels GPS beeinflußen mehrere Fehlerquellen die erreichbare Genauigkeit. Laufzeitunterschiede in der Atmosphäre, Fehler in der Zeitbasis und den Ephemeris-Daten der Satelliten und vor allem die künstlich durch Selective Availability hervorgerufenen Fehler führen zu falschen Pseudorange-Werten.

Am 2. Mai 2000 wurde die Selective Availability überraschend abgeschaltet, so daß mein im folgenden beschriebener DGPS-Empfänger danach nicht mehr weiterentwickelt wurde.

Nutzt man nun eine feste Referenzstation mit bekannter Position, so kann ein Teil dieser Fehler eliminiert werden und damit die Genauigkeit des mobilen GPS-Empfängers verbessert werden. Hierzu muß die Referenzstation die gleichen Satelliten empfangen wie der eigene Empfänger, außerdem sollte die Entfernung nicht zu groß sein, damit die Beeinflussung durch die Ionosphäre vergleichbar bleibt.

Die Referenzstation ermittelt nun für jeden sichtbaren Satelliten den Fehler bei der Abstandsbestimmung (PRC) und übermittelt diese Differenz in geeigneter Weise an den mobilen GPS-Empfänger. Dieser kann sie als Korrekturdaten zur Erhöhung der Genauigkeit in seiner Positionsberechnung berücksichtigen. Um Verzögerungen bei der Übermittlung und Verarbeitung ausgleichen zu können, wird zu jedem Korrekturwert auch ein Zeitstempel sowie die -nderungsrate des Korrekturwerts (RRC) übermittelt. Je schneller die Daten zum Empfänger gelangen, desto genauer wird natürlich die Korrektur.

PRC DatenRRC Daten

Allgemein gilt, daß die erreichbare Genauigkeit mit der Menge der übertragenen Korrekturdaten steigt und mit zunehmender Übertragungszeit und größerer Entfernung von der Referenzstation sinkt.

Für die Übertragung der Korrekturdaten zum GPS-Empfänger gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine Übersicht der für die verschiedene Verfahren erhältlichen DGPS-Empfänger findet man z.B. in SAPOS .

Vor allem im Küstenbereich werden Langwellensender eingesetzt, die die Korrekturdaten direkt im RTCM-Format übertragen, das von den meisten GPS-Empfängern verarbeitet werden kann. Langwellensender stehen in Wustrow, Mainflingen und auf Helgoland. Man erreicht Genauigkeiten von etwa 5 Metern.

DGPS-Korrekturdaten werden auch im RDS einiger Rundfunksender übertragen. Dieses RASANT genannte Verfahren vermeidet den Totalverlust langer RTCM-Nachrichten bei kurzen Empfangsunterbrechnungen, indem die Daten für die einzelnen Satelliten in getrennten Nachrichten kodiert werden. Hieraus werden dann wieder die Korrekturdaten im RTCM-Format zusammengestellt. Man erreicht Genauigkeiten zwischen 1 und 3 Meter.

Für Genauigkeiten im Zentimeterbereich wird statt des Abstands die Phasenbeziehung der Trägerfrequenz verwendet. Verschlüsselte Korrekturdaten hierfür können gegen Bezahlung über Funk bei 160 MHz bezogen werden. Natürlich muß zum Erreichen solcher Genauigkeiten auch ein aufwendigerer GPS-Empfänger eingesetzt werden, da dessen Fehler nicht korrigiert werden können.

DGPS
Informationen der U.S. Coast Guard
NAVSTAR User Equipment Introduction
gpssps1.pdf
gpsspsa.pdf
Interface Control Document ICD-GPS-200 (z.B. CRC)
Broadcast Standard for the USCG DGPS navigation service, COMDTINST M16577.1, dgpsbst.pdf
Landesvermessungsamt NRW
SAPOS Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung
IfAG DGPS über Langwelle
DGPS Rx für Langwelle Jim Bixby

RDS (Radio-Daten-System)
Informationen zum Radio-Daten-System

RASANT (Radio Aided Satellite Navigation Technique)
Koordinaten der Referenzstationen
rasantus.pdf vom LVermA NRW
Informationen zu RASANT

RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services)
W.Rupprecht DGPS über Internet
Sourcen des RTCM Monitors von John Sager found in rtcm-0.3.tar.gz on the FTP site of W.Rupprecht
Informationen zu RTCM

RINEX
RINEX

Software
Testsoftware für RTCM-Daten

RTCM Monitor von John Sager found in rtcm-0.3.tar.gz on the FTP site of W.Rupprecht
RASMON vom LVermA NRW
RTCM.EXE vom LVermA NRW
rtcm.exe von Trimble
demnächst mehr...
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Document Revision:   23 Jul 2007
(c) 2007 Rolf Bleher
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