Das Grundprinzip der Positionierung mit Satelliten basiert auf der exakten Laufzeitbestimmung der ausgesandten Satellitensignale. Da das Signal aber kein Vakuum sondern die Ionos- und die darunter liegende Troposphäre durchläuft, kann es verlangsamt bzw. abgelenkt werden. Diese Refraktionseinflüsse können zu Fehlern in der Entfernungsberechnung führen. Erschwert wird dies durch die Tatsache, dass dabei keine konstante Verzögerung vorliegt, sondern mehrere Faktoren das Ausmaß der Refraktion bestimmen.

Den größten Einfluss haben die Elevation der Satelliten, die Beeinflussung der Dichte der Ionosphäre durch die Sonne sowie die Beeinflussung durch die Luftfeuchtigkeit.

Ionosphäre (80-640km):

Einfluss bis zu 50ppm! Ausschlaggebend ist der VEC (vertikaler Elektronengehalt) in der Ionosphäre, der die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Satellitensignale beim Durchlaufen der Ionosphäre stark beeinflusst. Die VEC - Dichte in der Ionosphäre und die Stärke der Ionosphäre selber wird durch die Sonne und ihre Zyklen beeinflusst. Der Zyklus der Sonne liegt bei ca. 22 Jahren, womit sich alle 11 Jahre ein Maximum der Sonnenfleckenaktivität und damit die größte Inhomogenität ergibt. Das Maximum des aktuellen Zyklus fällt auf die Jahre 2011 und 2012 und kann beim Messen mit GNSS zu Problemen führen. Aber nicht nur in den Jahren der maximalen Sonnenfleckenaktivität spüren wir die Auswirkungen der Ionosphäre. Generell weist der VEC starke räumliche und zeitliche Variationen auf, womit z.B. Tag, Nacht und auch die Jahreszeit einen Einfluss auf die Beschaffenheit der Ionosphäre haben. Am problematischsten sind Mittage im Winter. Folge sind Initialisierungsprobleme, Laufzeitfehler beim Durchlaufen der Ionosphäre oder sogar Signalabriss.

Die zweite Komponente ist der Elevationswinkel der Satelliten. Signale von hoch stehenden Satelliten haben einen kürzeren Weg durch die Ionosphäre zurückzulegen und sind deshalb weniger von der Laufzeitverzögerung betroffen als flach stehende Satelliten mit niedriger Elevation.

Fehlerbehebung:

Zweifrequenzempfänger

Durch Vergleich der Frequenzen L1 und L2 kann die Verzögerung eingeschätzt werden. Künftige Satelliten werden eine dritte Frequenz L5 abstrahlen, die weiter zur Korrektur beiträgt.

DGPS mit kurzen Baselines

Liegen die Referenzstation und der eigene Standort dicht beieinander, so gehen die Satellitensignale in etwa durch dieselbe Stelle in der Ionosphäre und die Laufzeitfehler heben sich auf. Liegen die zwei Messpunkte allerdings weit auseinander, so durchstoßen die Satellitensignale an unterschiedlichen Stellen die Schichten und es treten Differenzen bei den Laufzeitmessungen auf.

Korrekturmodelle

In der SAPOS^® - Vernetzung erfolgt die Behebung durch simultane Beobachtung aller Stationen und die Berechnung von Korrekturmodellen.

Statische Messungen

Ab ca. 30 Minuten mitteln sich die Fehler raus.

Troposphäre (0-17km):

Der Einfluss der Troposphäre ist im Vergleich zur Ionosphäre gering. Hier ist die Laufzeitverzögerung und Strahlkrümmung in erster Linie abhängig von Feuchtigkeit, Luftdruck und Temperatur. Außerdem ist der Troposphäreneinfluss abhängig von dem Höhenunterschied der Baseline. Wenn zum Beispiel eine Referenzstation im Tal und eine auf einem Berg liegt. In diesen Fällen sollte die Baseline so kurz wie möglich sein.  

Fehlerbehebung:

Diese Korrekturmodelle werden von den Empfängerherstellern geliefert.

Multipath- oder auch Mehrwegeffekte genannt, treten immer dann auf, wenn die Signale von den Satelliten nicht direkt auf die Antenne treffen, sondern erst über Umwege dorthin gelangen. Dies kann z. B der Fall sein, wenn Reflektionen durch Wände, Autos, Wasserflächen usw. auftreten. Folge sind verfälschte Signallaufzeiten, welche wiederum zu ungenauen Streckenmessungen führen.

Fehlerbehebung:

Kaum möglich 

Teilweise Reduzierung durch die Empfänger und Choke Ring Antennen. Ansonsten das Messen in der Nähe von Wänden, Wasserflächen, Autos, Bäumen, Büschen... vermeiden.

Auch die Konstellation der verwendeten Satelliten hat einen Einfluss auf die Messgenauigkeit. Da man sich die Positionsbestimmung als einen räumlichen Bogenschlag mit mindestens vier Satelliten vorstellen kann, ist es einleuchtend, dass auch hier, wie im Zweidimensionalen, ein schlechter Schnitt ungenaue Ergebnisse liefert.

Deshalb: Je besser die Verteilung der Satelliten über der Antenne, desto besser und eindeutiger lässt sich der eigene Standpunkt bestimmen.

Zur Beurteilung der Satellitenkonstellationen haben die GNSS-Empfänger Programme implementiert, die die Güte der räumlichen Geometrie in eine Zahl fassen. In diesem Zusammenhang spricht man von DOP-Werten. Meistens werden der GDOP oder der PDOP-Wert angegeben. Letzterer beschreibt die erreichbare Genauigkeit dreidimensionaler Positionen. Der GDOP-Wert berücksichtigt dabei noch  den Uhrenoffset. In beiden Fällen ist die beste geometrische Situation gegeben, wenn der DOP-Wert zum Minimum wird.

Fehlerbehebung:

Vorbereitung mit einem Skyplot

Zeitliche Planung des Tagesablaufs zur Umgehung von Satellitenlücken über dem Messgebiet

Oder setzen eines DOP-Grenzwertes im Empfänger

4. Sonstige Störungen:

Satellitenbahnfehler

Werden durch DGPS verringert.  

Abschattungen

Ändern der Antennenhöhe. Messen des Elevationswinkels vor Hindernissen. Übliches Limit: 15°

Cycle Slips

Störungsbedingter Phasensprung z.B durch kurzzeitige Abschattung. Verwerfen, neu messen.

Zu wenig Satelliten

Es sind mindestens 4 bei EPS und mindestens 5 GPS-Satelliten für die Initialisierung bei HEPS notwendig. Werden zu den GPS- noch die russischen GLONASS-Satelliten verwendet, stehen deutlich mehr Satelliten zur Verfügung.

Keine Messung

Ist ein DOP-Limit im Empfänger aktiviert das überschritten wird?

Antennenphasenexzentrizitäten

Kalibrierung der Antenne, Verwendung von baugleichen Antennen. Ausrichtung nach Norden. Überwiegend bei statischen Langzeitmessungen relevant.

Kein Mobilfunkempfang

Es werden keine Korrekturdaten erhalten, dadurch kein "Fixing" möglich.
a: Wechsel des Netzbetreibers durch Austausch der SIM-Karte im Empfänger
b: Modem ist zu schwach. Anschluss eines externen Handys/PDA per Kabel
c: Messung über Postprocessing

Einwahl in Zentrale schlägt fehl

Ist die automatische Netzsuche am Modem ausgeschaltet? An Ländergrenzen ist sonst die Nutzung eines falschen Netzes möglich. 

Wahl der falschen Telefonnummer oder des falschen Nutzeraccounts

Im Zweifel erfragen Sie die Einwahlnummern oder Ihr Nutzername/Passwort bei der SAPOS^®-Hotline unter 0170 / 8572321. Darüber hinaus müssen die Empfängereinstellungen mit dem gewählten Messmodus übereinstimmen.

GSM-Nummer oder Ntrip-Account nicht freigeschaltet  

Ihre GSM-Nummern und Ihr Ntrip-Account müssen in der Zentrale in Karlsruhe einmalig freigeschaltet werden. Außerdem müssen ihre Nummern sowohl vom GSM als auch vom Netzbetreiber mitgesendet werden, damit sie bei der Einwahl vom SAPOS^®-Rechner erkannt und identifiziert werden können.

Nicht alle Empfänger sind Glonass tauglich. Und auch die zugehörige Firmware muß Glonass verarbeiten können. Ist dies nicht der Fall, und man wählt sich bei VRS ein, erhält man kein Fixing, da die ausgesandten Glonassignale nicht verarbeitet werden können.

Falsche Empfängereinstellungen

Sind alle Konfigurationseinstellungen am Empfänger korrekt?

Trotzdem keine Messung!?

Manchmal hilft es den GNSS-Empfänger aus zu machen und neu zu starten.

Scheuen Sie sich nicht auf der SAPOS^®-Hotline anzurufen. Wir können am Bildschirm die Fehlersuche eingrenzen. 0170 / 8572321