Datenauswertung
Datenvorverarbeitung
Ziele der Preprocessings ist:
- Detektieren und Markieren von Fehlmessungen (Outliers)
- Fehlerhafte Einzelmessungen, treten zumeist bei den Code-Messungen auf
- Detektieren und Korrigieren von Cycle Slips (Phasensprünge)
- Entstehen, wenn der Empfänger das Signal verliert und nun um ein ganzzahligen Wert von Cycles verschoben ist.
- Abschatten des GNSS-Signals durch Häuser, etc.
- Schlechtes CN0, z.B. wegen schlechter Antennen, MP, etc.
- Sehr schnell bewegte GNSS-Antenne
- Hardware-Probleme, Stromunterbruch, etc.
- In der Beobachtungsgleichung muss dann ein neuen Ambiquity-Term aufgesetzt werden.
- In der Doppeldifferenz erkennt man ein Cycle-Slip als einen Sprung in den Messungen, alle Phasenbeobachtungen ab der Epoche müssen um eine ganze Anzahl Zyklen korrigiert werden.
- In den Triple-Differenzen sieht man ein Cycle-Slip nur noch als Fehlmessung ("Spike")
- Hauptschwierigkeiten:
- Zero-Differenzen: Eine Änderung von 1 ns (30 cm) zwischen den Uhren ist von einem Cycle-Slip nicht zu unterscheiden.
- Doppeldifferenzen: Die ionosphärische Refraktion bleibt das Hauptproblem
- Dreifachdifferenzen: Heikel für die Erkennung von Cycle-Slips ist das erhöhte Messrauschen
- Entstehen, wenn der Empfänger das Signal verliert und nun um ein ganzzahligen Wert von Cycles verschoben ist.
Auswertestrategien
Absolut vs Relativ
| Fehlerquelle | Auswirkung (Absolut) | Auswirkung (Relativ) |
|---|---|---|
| Satellitenbahnen (Broadcast) | 3 - 5 m | 0.1 - 0.2 ppm |
| Satellitenbahnen (IGS Precise) | 3 - 10 cm | 1 - 3 ppb |
| Satellitenuhr (SA on) | 5 - 100 m | — |
| Satellitenuhren (Broadcast) | 3 - 5 m | — |
| Satellitenuhren (IGS Precise) | 5 - 20 cm | — |
| Satellitenantennenoffsets (keine Korrektur) | 1 - 2 m | 0 - 10 cm |
| Ionosphäre (L1-Beob., keine Korrektur) | 1 - 100 m | 0.08 - 8 ppm |
| Troposphäre (mit Standardmodell) | 5 - 40 cm | 1 - 100 cm |
| Empfänger-Antennenphasenzentrum (keine Korr.) | 1 - 10 cm | 1 - 10 cm |
| Multipath (Code) | 1 - 10 m | 2 - 20 m |
| Multipath (Phase) | 1 - 5 cm | 2 - 10 cm |
| Rauschen (Code) | 10 - 100 cm | 20 - 200 cm |
| Rauschen (Phase) | 0.2 - 5 mm | 0.6 - 10 mm |
User Equivalent Range Error (UERE)
- Standardabweichung
über alle Fehlerquellen: - User Range Error (URE): Satellitenuhr, Bahnfehler, Verzögerungen im Satelliten
- User Equipement Error (UEE): Troposhäre, Ionosphäre, MP, Rauschen, Verzögerungen im Empfänger
- Mass für die Genauigkeit der Entfernungsmessung pro Satellit-Empfänger-Paar
Dilution of Precision: DOP
- Mass für die Beobachtungsgeometrie
- Je besser die Satelliten am Himmel verteilt sind, desto kleiner sind die DOPs und desto besser können die gesuchten Parameter bestimmt werden.
Resultierender GNSS Positionsfehler:
| DOP Type | Formula | Standard Deviation ( |
|
|---|---|---|---|
| Geometrischer DOP (GDOP) | |||
| DOP der Position (PDOP) | |||
| Horizontaler DOP (HDOP) | |||
| Vertikaler DOP (VDOP) | |||
| Zeit DOP (TDOP) |


Integrity (Zuverlässigkeit)
Die Fähigkeit des Systems, dem Nutzer möglichst rasch mitzuteilen ob das GNSS zuverlässig ist. Vor allem in der Luftfahrt gibt es hohe Anforderungen an die Integrity, z.B. im Landeanflug.
Ein wenig die Zuverlässigkeit zu erhöher ist die Verwendung von Zusatzservices wie EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service)
Repeatability (Wiederholbarkeit)
Gibt an, mit welcher Genauigkeit absolute oder relative Positionen mit GNSS bei unabhängigen Messungen auf demselben Punkt reproduziert werden können.
Genauigkeitsanforderungen
