Warum und wie lange muss ich auf einen RTK FIX warten?

Wussten Sie, dass jeder mit GPS Vermessungen und Absteckungen durchführen kann?

Lesen Sie mehr über den UNI-GRx, einen universellen RTK-GNSS-Empfänger. Digitale Vermessung und Absteckung sind jetzt einfacher denn je. Erhältlich als Komplettpaket und weltweit einsatzbereit.

Die Signale

Um eine erste Position zu erhalten, muss der UNI-GRx natürlich Satellitensignale mit einer klaren Sichtlinie empfangen. Abgesehen von diesen Signalen benötigt sie zusätzliche Daten für jeden Satelliten, um eine genauere Position zu erhalten. Zusätzliche Daten wie die Ephemeriden sowie zum Beispiel SBAS- und RTK-Korrekturdaten von einer lokalen Basisstation oder einem Netzwerk. In diesem Artikel werden wir die Signale sowie die Auswirkungen auf die Kalt- und Warmstartzeiten der UNI-GRx erläutern und abschließend die besten Methoden für eine gute Positionsbestimmung vorstellen.

Ephemeriden-Daten

Diese Daten geben sehr genaue Informationen über die Umlaufbahn der einzelnen Satelliten, ganz einfach gesagt handelt es sich um eine Tabelle mit den Positionen der Satelliten zu einem bestimmten Zeitpunkt. Ihr GPS-Empfänger kann diese Daten verwenden, um die Position eines Satelliten auf ein oder zwei Meter genau zu berechnen. Die Daten werden alle 2 Stunden aktualisiert und sind in der Regel etwa 4 Stunden lang und nur für ein bestimmtes Gebiet gültig. Wenn der UNI-GRx eine Weile ausgeschaltet war, kann es bis zu 30-60 Sekunden dauern, bis er die Informationsdaten und den Status jedes Satelliten empfangen und verarbeitet hat, bevor der UNI-GRx diesen Satelliten nutzen kann. In dem Moment, in dem Sie die UNI-GRx einschalten, beginnt sie mit der Suche nach diesen Signalen, und wenn Sie eine gute Sicht auf den Himmel haben, hat sie die Daten bereits, wenn die UNI initialisiert wird. Von diesem Moment an hat die UNI-GRx einen Standort mit einer Genauigkeit von ein paar Metern.

SBAS-Korrekturen

SBAS-Korrekturen sind satellitengestützte Verstärkungssysteme und werden zur Verbesserung der Leistung von GNSS-Systemen und ihrer Standorte eingesetzt. Es gibt mehrere Systeme wie EGNOS, WAAS, MSAS, SDCM und GAGAN. Ursprünglich für die Luftfahrt gedacht, bestehen diese Systeme aus genau lokalisierten Referenzstationen, die rund um die Kontinente der Systeme verteilt sind. Die von diesen Stationen berechneten GNSS-Fehler werden an ein zentrales Zentrum gesendet, das die Differenzkorrekturen berechnet und sie über geostationäre Satelliten in das abgedeckte Gebiet sendet. Der UNI-GRx empfängt diese Signale auf einem Kanal und verwendet die Daten, um den einzelnen Standort auf etwa einen Meter genau zu verbessern. Sobald die UNI-GRx ihre Ephemeridendaten und ihren ersten Standort erhält, beginnt sie mit der Verwendung von SBAS, um diesen Standort zu verbessern und ihn innerhalb von 10-20 Sekunden auf etwa einen Meter genau zu machen.

RTK-Korrekturen

RTK-Korrekturen sind wie SBAS-Korrekturen in dem Sinne, dass es sich um differentielle Korrekturdaten handelt, jedoch mit einer viel höheren Genauigkeit, um sicherzustellen, dass die UNI-GRx weiß, wie sie verbleibende GNSS-Fehler beseitigen kann und einen zentimetergenauen FIX erreicht. Im Gegensatz zu SBAS kommen die RTK-Korrekturen von einer lokalen Basisstation, die den Himmel am Einsatzort der UNI-GRx sieht. Im Allgemeinen beträgt die Entfernung zwischen der UNI-GRx und einer RTK-Basisstation oder einer virtuellen RTK-Basisstation, die eine Netzwerklösung nutzt, maximal 15 Kilometer.

Die von diesen Basisstationen oder Netzen erzeugten Korrekturdaten werden normalerweise unter Verwendung des RTCM-Protokolls entweder über Funkverbindungen oder über das Internet unter Verwendung des NTRIP-Protokolls übertragen. Im Falle von UNI-Complete nutzt UNI-GRx UNI-RTK Premium, ein Netz von mehr als 2000 Basisstationen, das eine lokale virtuelle Basisstation für Sie generiert und UNI-GRx über NTRIP mit Korrekturdaten versorgt, die auf seinem Standort basieren. Sobald die UNI-GRx diese Korrekturdaten erhalten hat, beginnt sie zu "schweben", bis sie einen zentimetergenauen FIX erhält.

Wie Sie aus den obigen Ausführungen ersehen können, hängt die Zeit für die Positionsbestimmung nicht nur von den Satellitensignalen ab, sondern auch von den Korrekturdaten, die über das Internet auf der Grundlage des UNI-GRx-Standorts gesendet werden. Das bedeutet, dass die UNI-GRx eine aktive Internetverbindung benötigt, um ihren Standort an das Netz der Basisstationen zu senden und die Korrekturdaten zu empfangen, bevor sie mit dem Schweben beginnen kann. Das hört sich kompliziert an, aber wenn Ihr UNI-GRx richtig konfiguriert ist, wie z.B. mit dem UNI-Complete-Paket, brauchen Sie zum Glück nichts zu tun, da der UNI-GRx alles für Sie tut. Starten Sie den UNI-GRx einfach bei guten Sichtverhältnissen und warten Sie auf Ihren FIX.

Kaltstart

Wenn die UNI-GRx längere Zeit nicht benutzt wurde und/oder sich mehrere hundert Kilometer bewegt hat, dauert es etwas länger, bis der erste Fix erfolgt. In diesem Zustand verfügt der Empfänger der UNI-GRx nicht über die Ephemeridendaten. Ältere GNSS-Empfänger können bis zu einer Stunde brauchen, um nach Satelliten zu suchen, die Informationsdaten herunterzuladen und eine erste Position zu ermitteln, während neuere GNSS-Empfänger wie der UNI-GRx bei den richtigen Einstellungen und der Verfügbarkeit von Satelliten etwa 3 Minuten nach dem Einschalten benötigen.

Danach muss die UNI-GRx nur noch eine anfängliche Position ermitteln, diese an das Netz senden, was etwa 15 Sekunden dauert, und den FIX berechnen, nachdem sie in den Float-Zustand übergegangen ist, was unter guten Bedingungen weitere 30 Sekunden dauert.

Dadurch wird die Zeit bis zum ersten Fix (TTFF) beim Kaltstart mit CM-Genauigkeit und bei guter Sicht auf den Himmel auf etwa 90 Sekunden verkürzt.

Heißer Start

Wenn der UNI-GRx weniger als eine Stunde lang ausgeschaltet war und Sie sich in demselben Gebiet mit derselben Signalverfügbarkeit befinden, beträgt die Zeit bis zum ersten Fix wahrscheinlich 1-10 Sekunden nach dem Empfang der Korrekturdaten.

Bewährte Praktiken

Schalten Sie den UNI-GRx in einem offenen Bereich mit möglichst wenig Störungen durch Bäume oder Gebäude ein.
Stellen Sie sicher, dass der UNI-GRx über eine stabile und gute Internetverbindung verfügt, indem Sie Mobile Data oder Wi-Fi nutzen.
Stellen Sie sicher, dass der UNI-GRx etwa 20 Satellitensignale empfängt und nutzt.
Bewegen Sie sich langsam und halten Sie den Vermessungsstab waagerecht, um mehr Satellitensignale zu erhalten, falls Sie Zweifel an der Position haben.
Eine schnelle Bewegung des UNI-GRx führt dazu, dass der RTK-Algorithmus bei plötzlichen Signalspitzen neu gestartet wird; versuchen Sie, dies zu vermeiden.
Stellen Sie sicher, dass Sie sich in einem Umkreis von 15-20 km von einer Basisstation befinden.

Hier erfahren Sie mehr darüber, wie Sie den UNI-GRx für den Empfang von RTK-Korrekturdaten einrichten. Oder erfahren Sie mehr über den Unterschied zwischen Fix und Float.