aV93, Nachführung GPS/RTK, AGNES

Einsatz von GPS/RTK in der Amtlichen
Vermessung
26. Oktober bis 18. Dezember 1998
Projekt Zwingen
Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde in der Gemeinde Zwingen BL die
Einsatzmöglichkeit von GPS in der Amtlichen Vermessung (Ersterhebung /
Erneuerung inklusive Vermarkungsrevision) untersucht. Die Daten wurden mit
GRIVIS weiterverarbeitet, so dass sie später über die AVS ins Gesamtoperat
Zwingen integriert werden können.
Die Messmethode GPS/RTK mit einer lokalen Refrenzstation wurde für die
Rekonstruktion und für die Aufnahme von Grenz- und Detailpunkten
(Bodenbedeckung, Leitungskataster) eingesetzt. Die Aufnahme erfolgte in einem
etwa 9 ha grossen Gebiet, bebaut mit drei- bis vierstöckigen MFH und
zweistöckigen Reihen-EFH. Der Horizont ist dabei zwischen den höheren Bauten
leicht eingeschränkt.
Es wurde folgende Ausrüstung und Software verwendet:
Leica GPS System 300: Antenne Extern AT302, Sensor SR 9500 mit
Sensor-Firmware V 5.04, Controller CR344 mit Software V 3.60-EN,
Datenfunk SATELLINE 2AS, Interface GEV 112, PCMCIA-Card 4MB, RTKRucksack, Geb71, Hellamarine Energy-Box
Leica TCA 1800 und Data DISTO-GSI
LEICA, SKI-Software V 2.30, Workbench für GPS V 2.30
CAD Rechenzentrum AG, Trig/PC V 2.09 mit LTOP Version 94 (L+T)
BENTLEY, MicroStation SE und INTERGRAPH, MGE (Modular GIS
Environment)
GRIVIS V 03.01.00, VERMESSUNGS- UND MELORATIONSAMT BL
Der Ablauf der Diplomarbeit sah folgendermassen aus:
Vermarkungsrevision im alten bestehenden Bezugsrahmen (Zylinder alt)
Aufnahme Ebenen Liegenschaften, Bodenbedeckung,
Linienelemente/Einzelobjekte plus den Leitungskataster im neuen
Bezugsrahmen (Zylinder neu)
Auswerten der Daten (Genauigkeits-, Zuverlässigkeitsnachweis) und
überführen ins GRIVIS
Erstellen des Teiloperates in GRIVIS und Plan für das Grundbuch
Rekonstruktion:
Damit die Landeskoordinaten für die Absteckung in Echtzeit zur Verfügung
stehen, wurde mit Hilfe der umliegenden Lagefixpunkte ein lokaler
Transformationssatz bestimmt. Ein Vorteil von GPS ist, dass man direkt auf den
abzusteckenden Punkt kommt. Die Absteckung wurde mittels einer
Kontrollaufnahme kontrolliert. Für die gesamte Vermarkungsrevision, welche 74
Grenzpunkte (73 mit GPS, einer mit TPS) umfasste, benötigte man 16½ h.
Aufnahme:
Für die lokale Anpassung wurden im neuen Bezugsrahmen (Zylinder neu), die
umliegenden LFP3 Punkte gemessen. Die Grenzpunkte wurden in zwei
unabhängigen GPS-Sessionen aufgenommen. Es war darauf zu achten, dass die
Zweitaufnahme bei einer unterschiedlichen Satellitenkonstellation durchgeführt
wurde! Damit war gewährleistet, dass falsche Lösungen der Ambiguities,
aufgedeckt werden.
Die übrigen Aufnahmen erfolgten durch eine einfache Bestimmung. Damit hier bei
den GPS-Messungen falsche Lösungen ausgeschlossen werden konnten, musste
die Initialisierung (Lösung der Ambiguities) immer auf einem bekannten Punkt
überprüft werden.
Die Aufnahe von Gebäudepunkten ist grundsätzlich von einer Person mit der
GPS-Ausrüstung und dem DISTO (Berührungsloser Distanzmesser) zu
bewerkstelligen. Bei vielen Punkten ist aber die Aufnahme mit zwei Personen und
dem TPS am Wirtschaftlichsten.
Zeitaufwand bei den Aufnahmen:
Messen Passpunkte und Verdichtung Fixpunktnetz 2 h
Grenzpunkte (198 GPS, 1 TPS, 10 Kombiniert GPS+TPS) 14 h
Bodenbedeckung (247 GPS, 27 TPS) 10½ h
Leitungskataster (326 GPS) 7¼ h
Auswertung:
Die Auswertung sollte i.d.R. nach Lage und Höhe getrennt erfolgen. Im Programm
SKI werden die Koordinaten mit dem GRANIT-Parametersatz vom Bezugsrahmen
WGS in den Bezugsrahmen LV03 transformiert. Für die Grenzpunkte erfolgt die
lokale Lagerung im LTOP-Netzausgleich. Die übrigen Punkte werden mit einer
Transformation im Programm SKI ins lokale System eingepasst.
GRIVIS:
Die Weiterverarbeitung in GRIVIS stellte kein wesentliches Problem dar. Der
Zeitbedarf für die Auswertung und die Überführung in das System ist jedoch nicht
zu unterschätzen. Von Vorteil ist es, wenn der Bearbeiter neben GRIVIS auch
Kenntnisse vom betreffenden System, vom Aufbau einer relationalen DB, wie von
SQL (strukturierte Abfragesprache) hat.
Fazit:
GPS wird nie die Tachymetrie ersetzen können. Vielmehr ergänzen sich diese
beiden Vermessungssysteme. Ein optimales Zusammenspiel zwischen den
Messmethoden ist anzustreben.
GPS zeichnet sich durch eine hohe Effizienz und Genauigkeit aus (m.F. der
Grenzpunkte: < 5mm!). Mit der Messmethode GPS/RTK kann eine Person
eingespart resp. anderweitig eingesetzt werden (führen eines Feldhandrisses,
Verpflockung bei der Vermarkungsrevision).
Die Aufnahme von Gebäuden und der übrigen GPS untauglichen Punkte (Projekt
Zwingen etwa 4%) sind weiterhin mit der Tachymetrie zu bewerkstelligen. Nur ist
man dabei nicht auf das bestehende Fixpunktnetz angewiesen. Hilfspunkte und
die mit GPS gemessenen Grenzpunkte können, wegen ihrer hohen Genauigkeit,
deren Funktion übernehmen. Auf die Fixpunkte ist man im Weiteren nur noch
angewiesen, um den lokalen Transformationssatz für die GPS-Messungen zu
bestimmen. Hierfür genügt eine geringere Fixpunktdichte mit 2-3 LFP3/km2.
Projekt AGNES/RTK, Stadt Basel
Im Rahmen des nationalen Projekts AGNES (Automatisches GPS Netz) des
Bundesamtes für Landestopographie betreibt die FHBB in Muttenz eine
Referenzstation.
Das Ziel von AGNES ist der Permanentbetrieb eines ganzen Netzes von
Referenzstationen, welches den Vermessungsfachleuten eine Real-Time
Positionsbestimmung auf 1-2 cm ermöglichen soll. Bei der Benutzung einer
AGNES-Referenzstation ist das Aufstellen einer eigenen temporären
Referenzstation nicht mehr notwendig.
Die Korrekturdaten werden mit Hilfe des Natel-Netzes (GSM) dem Empfänger
(Benutzer) übermittelt. Dies hat gegenüber der Korrekturdatenübertragung per
Funk (Reichweite 2-10km) den Vorteil der Distanzunabhängigkeit.
In der Stadt Basel ist der Horizont durch die kompakte hohe Bebauung stark
eingeschränkt. Daher macht eine Detailaufnahme (z.B. Gebäude) mit GPS keinen
Sinn. Dagegen weist GPS wesentliche Vorteile im Unterhalt und bei der
Verdichtung von Lagefixpunktnetzen auf (hohe Effizientz und Genauigkeit, keine
Sichtverbindung zu den bestehenden LFP). Eine Kombination von GPS und
Tachymetrie ist daher die wirtschaftlichste Lösung.
In der Stadt Basel wurden in einem kleinen Testgebiet Vermessungspunkte
(Lagefixpunkte und Hilfspunkte) mit AGNES/RTK gemessen. Die Basisline
zwischen der AGNES Station und dem Empfänger betrug 7.5 km. Die erreichte
Genauigkeit ist deutlich besser als ein Zentimeter.
Weitere
Links
zu
www.fhbb.ch/vermess/uebersicht/publikationen/AGNES/LAYOUT.html
www.swisstopo.ch/de/geo/gps.htm
AGNES:
Kontaktpersonen
Diplomand:
Examinatoren:
Simon Bär
Tel. 055 / 610 22 15
Jean-Luc Pochon
Tel. 061 / 701 17 36
Prof. Karl Ammann, FHBB, 4132 Muttenz
Tel. 061 / 467 43 35