GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

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Moderator: Roland

ssquare_de
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von ssquare_de » 14.03.2012 - 12:58

Hallo,


In den letzten Tagen bin ich zweimal Waldwegen nachgelaufen und habe nun die dabei mit einem NEO-6P aufgezeichneten Tracks in den bekannten Produkten des bayerischen Vermessungsamtes,
sprich, TOP50-TOP10 und den dazu erhältlichen TOP-Maps Luftbildern abgebildet.
--> Die Ergebnisse sind für mein Dafürhalten sehr gut!

Dabei sind deutlich die Genauigkeitsgrenzen der amtlichen Geländeaufnahme erkennbar geworden.
Auch klar, bei untergeordneten Waldwegen müssen an die Einmessung des Wegeverlaufs nicht allerhöchste Ansprüche angelegt werden.

Ausrüstung:
NEO-6P- Empfänger
die bewährte Antennentragekonstruktion (hört sich toll an, ist aber genaugenommen nur ein ca.80cm langes Aluröhrchen :-) ) befestigt am Bike-Rucksack,
diesmal aber mit einer PCTEL ( http://www.antenna.com/artifacts/201092 ... TENNAS.pdf ) bestückt.
LOOX N560 mit Darstellungs- und Loggingsoftware Ozi ExplorerCe.

Beispiele: (© Karten + Luftbilder Landesamt für Vermessung und Geoinformation Bayern (LVG))
TOP10.JPG
TOP10
TOP10.JPG (104.81 KiB) 19617 mal betrachtet
Luftbild Top-Map 2010.JPG
TOP-MAP
Luftbild Top-Map 2010.JPG (199.46 KiB) 19617 mal betrachtet
Scheinbar grössere Abweichungen rechts und links von 1 sind zum einen Teil Kartenfehlern geschuldet, dass der tatsächliche Wegeverlauf besser zu der GPS-Aufzeichnung passt, lässt sich auf dem Luftbild erahnen und wurde auch bei der Begehung so wahrgenommen.
Selbiges gilt für die Wegstrecke zwischen den Punkten 2 und 3.
An Punkt 1 erfolgte übrigens ein kurzer Abstecher in eine schmale Rückegasse.
Rein und Raus, hin u. her fast deckungsgleich, auch an der Stelle 2...nicht schlecht!
Punkte 3 u. 4 : "Das wären ihre Punkte gewesen!" :wink:
Ich vermute schwer, die trigonometrischen Punkte sind mit einer ordentlichen Erdschicht überdeckt...und wirklich viel Zeit hatte ich diesmal nicht, diese freizulegen.
So ist nur eine jeweils kurze Suche rund um die vermuteten Punkte aufgezeichnet worden. Von denen ich ja nicht mal genaue Koordinaten hatte, sondern deren Lage ich einfach der TOP10 entnahm.
Nichtmal halbprofessionelle Vorbereitung meinerseits! :wink:

Dennoch hatte die ( diesesmal ! :wink: erfolglose ) Kurzsuche ihren Wert:
man kann sehen, dass es auch bei (fast) Antennenstillstand weder Positionswanderungen im Umkreis mehrerer 10 m gibt, noch dass ein rigider Kalman-Filter oder ein gesetzter "static hold threshold" die Position einfach "einfriert".
Das "dynamic platform"-Modell war auf Werkseinstellung "portable" belassen.

Meine ersten Eindrücke:
bei langsamen Bewegungen unter erschwerten Empfangsbedingungen im Wald verschwindet zwar recht schnell die DGPS-FIX-Anzeige, aber beide EGNOS-Sats wurden fast durchgehend mit Empfangsstärken von 35-45dB getracked.
Hochstehende GPS-Sats werden laut Auswertung der Logs zu Hause mit ucenter trotzdem geglättet, wobei allerdings die Signalstärke nicht unter 30dBHz abfallen darf.
Klaro, denn dann sind keine Phasenträgermessungen mehr möglich, und somit fehlt auch die Grundlage fürs "smoothing" der Pseudorangemessungen.
--> die gegätteten Pseudoranges und der Kalmanfilter sorgen bei (langsamer) Bewegung offensichtlich für gute Resultate.
Bleibt man stehen, fixiert also die Antenne einigermassen gut, ist der DGPS-FIX durch EGNOS sehr oft und auch schnell (einige Sekunden- 2 Min.) wieder da.
In der Zeit gibt es leichtes Positionswandern, vergleichsweise flott aber eng begrenzt in einem ca. 2m Meter-Bereich, dessen Zentrum sich dann bei einsetzendem DGPS-Fix langsam aber sicher in einen endgültigen Bereich hineinbewegt und festsetzt.
Da entfaltet dann das PPP-Verfahren ( das sicher irgentwie aus vorausgegangenen Messungen Parameter für seine Filter ableitet) in Verbindung mit dem wieder eingesetztem SBAS seine Wirkung.

Jetzt muss "nur" noch in einem weiteren Versuch überprüft werden, ób das Zuziehen der Schlinge auch punktgenau erfolgt.

Wir sollten bei allem Wohlwollen realistisch bleiben:
natürlich muss man bereit sein, bei der Genauigkeit unter schwierigen Empfangsbedingungen deutliche Abstriche im Vergleich zu Messungen in offenen Lagen hinzunehmen, aber dem ersten Empfinden nach schlägt sich der NEO-6P auch in schwierigeren Situationen äusserst wacker.
Wir dürfen nicht vergessen: Echtzeit und ohne Zuhilfenahme weiterer Infrastruktur wie Referenzstationen o.ä. .

Gut möglich, er wird Jägermeisters Liebling ! :wink:
Das Zeug dazu hat er scheinbar.


Stefan

P.S. Grüsse an den noch verborgenen trigonometrischen Punkt: man sieht sich immer zweimal im Leben.
Mindestens !
Eines ist klar, ich werde sicher nicht bis Ostern warten, um auf die Hinkelsteinsuche zu gehen. :)
Zuletzt geändert von ssquare_de am 14.03.2012 - 21:00, insgesamt 3-mal geändert.

chris

Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von chris » 14.03.2012 - 13:35

Hallo Stefan,
hab vielen Dank für Deinen Test im dichten Wald. Es sieht wirklich beeindruckend aus, wie sich der 6P auch unter diesen Bedingungen schlägt. Danke auch für das vergleichende Luftbild, worin deutlich sichtbar wird, dass die Abweichungen wirklich eher der TOP10 Karte geschuldet sind als den Aufzeichnungen des 6P's. Alles in Allem ein sehr schöner Bericht der mir noch mehr das Wasser im Munde zusammenlaufen lässt :wink:

Besten Dank + viele Grüße,
Christian

ssquare_de
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von ssquare_de » 14.03.2012 - 15:10

Hallo Chris,


ja, das sieht alles garnichtmal so schlecht aus und weil der Track an manchen Stellen etwas zitterig verläuft:
die Wege sind derzeit noch recht matschig und tief...und bei aller Liebe zu genauen Aufnahmen - dass mir der Schlamm oben in die Schuhe reinläuft - dazu war ich dann doch nicht bereit! :)
Man kennt wirklich fast jeden Schritt, den man auf Ausweichkurs vorm tieferen Geläuf von der gewünschten Linie weggeht.

Ich denke schon daran, demnächst im Unterholz einen kleinen Rundkurs mit Schnüren zu markieren, den man dann immer wieder abgehen kann.
Mit einem vorhandenen Laserentfernungsmesser (wenigstens der wäre von Leica :wink: ) könnte man ja wichtige Längen-Masse wenigstens auf den Subdezimeter genau feststellen.
( Der Leica selbst misst natürlich auf Wunsch reine Horizontalmasse auf den mm )
Wird aber sicher ein zeitaufwändiges Vergnügen und ob das dann in der Praxis beim Parcourausbau auch so gut klappt...in der Theorie jedenfalls daheim am Schreibtisch stelle ich es mir vergleichsweise easy vor.

Aber wäre ja nicht das erste Mal, dass mir zwischen Theorie u. Praxis so einiges dazwischenkommt... :wink:


Stefan

Hagen.Felix
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von Hagen.Felix » 14.03.2012 - 19:14

ssquare_de hat geschrieben: ...
So meine allerersten Eindrücke.
...
Gut möglich, er wird Jägermeisters Liebling ?!?
...
Hallo Stefan,

vielen Dank für diesen ersten Test in der vollen Härte ungünstigster Messbedingungen!

Und auch wenn ich selbst am Anfang der Geschichte noch gar nicht allzu sehr an den Wald gedacht hatte, sondern eher nur an Acker & Co., werde ich wohl jetzt auch mal mit dem Bluetooth-Logger zwischen den Bäumen verschwinden ... :)

Morgen kommt ja mal wieder "frische Ware" aus Italien ... :D

Bis demnächst,
Hagen
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chris

Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von chris » 15.03.2012 - 09:05

ssquare_de hat geschrieben: ja, das sieht alles garnichtmal so schlecht aus und weil der Track an manchen Stellen etwas zitterig verläuft:
die Wege sind derzeit noch recht matschig und tief...und bei aller Liebe zu genauen Aufnahmen - dass mir der Schlamm oben in die Schuhe reinläuft - dazu war ich dann doch nicht bereit! :)
Man kennt wirklich fast jeden Schritt, den man auf Ausweichkurs vorm tieferen Geläuf von der gewünschten Linie weggeht.
Stefan
Also wegen den "minizapplern" hätte ich mir jetzt keine Sorgen gemacht. Irgendwo muss man im Wald sicherlich auch Abstriche machen. Aber wenn Du als Testperson schon sagst Du würdest Deine Ausweichkurse erkennen, dann scheint es ja wirklich nicht von schlechten Eltern zu sein. Jedenfalls ist das mit Abstand einer der besten Wald-Tracks die ich je zu Gesicht bekommen habe (was nichts bedeuten soll, denn so viele (außer die Eigenen) habe ich nun auch wieder nicht gesehen. Aber mit würde es reichen :D )
ssquare_de hat geschrieben: Ich denke schon daran, demnächst im Unterholz einen kleinen Rundkurs mit Schnüren zu markieren, den man dann immer wieder abgehen kann.
Mit einem vorhandenen Laserentfernungsmesser (wenigstens der wäre von Leica :wink: ) könnte man ja wichtige Längen-Masse wenigstens auf den Subdezimeter genau feststellen.
( Der Leica selbst misst natürlich auf Wunsch reine Horizontalmasse auf den mm )
Wird aber sicher ein zeitaufwändiges Vergnügen und ob das dann in der Praxis beim Parcourausbau auch so gut klappt...in der Theorie jedenfalls daheim am Schreibtisch stelle ich es mir vergleichsweise easy vor.
Aber wäre ja nicht das erste Mal, dass mir zwischen Theorie u. Praxis so einiges dazwischenkommt... :wink:
Oh ich freu mich über jeden Test :-)
Aber ob das in der Praxis dann wirklich so hinhaut mit der Vermessung im Wald... ich stelle es mir auch recht schwer vor. Dennoch, auch ein nicht 1000% vermessener Benchmarkkurs den man immer wieder "exakt" abläuft würde evtl. zum ersten Vergleich etwas bringen. Auch wenn es "evtl." (siehe die ersten Beiträge in diesem Faden) sicherlich hier noch bis zu 1001 andere Einflussfaktoren noch zu beachten gilt.


Viele Grüße,
Christian

GeoSev
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von GeoSev » 16.03.2012 - 23:27

Hallo Leute,

Ich bin neu in diesem Forum und ziemlich erfreut, dass das Thema meiner Diplomarbeit hier so interessiert diskutiert wird.

Ich habe vor einem Monat meine Diplomarbeit begonnen, bei dem es darum geht, die erreichbaren Genauigkeiten und Verfügbarkeiten eines Lowcost HS GPS Sensors zu testen. Dazu habe ich ein Festpunktfeld mit 10 Festpunkten errichtet und eine Teststrecke für KFZ und zu Fuss eingerichtet. Das Ganze wird terrestrisch eingemessen. Es sollen mehrere Testreihen erfolgen, wobei die Messpunkte über 24h gemessen werden und verschiedene Vegetationstadien beprobt werden sollen. Mein Sensor ist ein ublox LEA 6T, dessen Daten von einem Datenlogger aufgezeichnet werden.

Die erste Messreihe habe ich heute beendet. Da ich nicht sehr viel Vorbereitungszeit hatte (musste mich beeilen, damit ich die Messungen in der laublosen Zeit noch in den Kasten bekomme), konnte ich mich nicht vorab um die Auswertung im Detail kümmern. Ich habe die Konfiguration des Sensors auf Message: 02-10 RXM - RAW gestellt und einen Aufzeichnungsperiode von 15 sek eingestellt. Darauf erhielt ich Datenfiles in einem .txt Format, die im NMEA Format sind. Mit dem ucenter kann ich sie wiedergeben, wenn ich das .txt auf .ubx ändere. Mein Problem ist nun, dass ich diese Files in RINEX konvertieren muss. Dazu hab ich mir RTKLib installiert. Leider funktioniert das im Moment leider nicht. Mir ist noch nicht ganz klar, ob da meine Enstellungen falsch sind oder ob ich den RTKcov falsch bediene.

Liebe Grüße,

Geosev

Josef Gerstenberg
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von Josef Gerstenberg » 29.03.2012 - 21:35

Hallo Stefan,

Die Idee mit der durch den Wald gespannten Schnur hatte ich auch schon.
Die 5 kg Schnur liegen aber immer noch in meinem Regal.

Besorge dir mal ne 5 kg Rolle Bindegarn für die Landwirtschaft.
Da sind bis zu 5 km drauf, kostet nicht viel und bekommst du im Landhandel.
Rede unbedingt vorher mit dem zuständigen Revierförster darüber,
sonst brechen sich die Hirsche das Genick oder die Wildschweine die Beine.

Erholt aus dem Urlaub zurück grüßend, Josef

ssquare_de
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von ssquare_de » 23.04.2012 - 16:19

Hallo,

Ergänzung zum Vorgängerbeitrag
http://www.kowoma.de/gpsforum/viewtopic ... =15#p14619

Ich wollte nur mal nachreichen, dass der Grenzstein schon noch vor Ostern gehoben wurde.

Habe dann gestern abend bei miesen Bedingungen ( nach intensiven Schauern alles nass, und auch bei absichtlich schlecht gewählter Satabdeckung - Missionplanung mal andersrum:-) - den NEO-6P bzw. seine Antenne, über dem TP positioniert, rund 30 min. geloggt, und dann dieses Log gegen die rund 53km entfernte Referenzstation Wettzell (WTZR) postprozessiert.
Das kam dabei mit der RTKLIB-Auswertung heraus:

Zunächst mal der Skyplot:
Rund 6 m in südlicher Richtung standen 2 mächtige, gut 30m hohe, ausladende Nadel-Bäume, die ihre Kollegen nochmals überrragten...in Richtung Norden 2 vergleichbar hohe Bäume.
SkyPlot_u-center.JPG
SkyPlot_u-center
SkyPlot_u-center.JPG (140.83 KiB) 19211 mal betrachtet

Und hier der Positionsplot:
TRIGO1 repräsentiert den TP (siehe auch Luftbildposition 4 aus dem eingangs verlinktem Vorgängerbeitrag) , über dem die Antenne in rund 2m Höhe positioniert war.
Der TP liegt im Gauss-Krüger vor, und wurde per BETA2007 ins ETRS89 transformiert.
Das Rechenverfahren wird mit Submetergenauigkeit landesweit beschrieben.

Offenbar ist das zumindest hier in der Nähe Regensburgs, Bayern zutreffend!
:wink:
Positionsplot.JPG
Positionsplot
Positionsplot.JPG (66.5 KiB) 19216 mal betrachtet



Stefan

Josef Gerstenberg
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von Josef Gerstenberg » 23.04.2012 - 23:41

Hallo Stefan,

das sind etwa 20 cm Positionsfehler im Wald!
Erstaunlich!
Statistisch abgesichert ist das aber nicht, weil du nur 1/2 Stunde gemessen hast.
Kann also auch Zufall sein.

Ich vermute, dass du mit RTKLIB eine Float-Lösung berechnet hast, bei der die PPP-Eigenschaften des NEO-6P keine Rolle spielen.
Oder?

Wenn du magst, dann beam mir mal die Rinexdaten vom Rover + Basisstation und die Ref.-Koordinaten per E-Mail rüber.
Das würde ich gerne mal selber analysieren.

Gruß und vielen Dank für deine Mühe,
Josef

ssquare_de
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von ssquare_de » 24.04.2012 - 00:53

Hallo Josef,


ja, da hast du recht, statistisch abgesichert ist da leider mit einer Messung noch lange nichts.

Richtig, ich hatte in RTKLIB nur eine FLOAT-Lösung erstellen lassen, weil bei der kurzen Messspanne, der für L1-Empfänger doch langen Basislinie und auch den Bedingungen am Antennenstandort eine Float-Solution die angemessenere Methode mit oft den besseren Ergebnissen ist.
Elevationsmaske war auf 15° gesetzt, Positioning Mode auf "Static", Antenne Tallysman TW2410 auf 100x100mm² Groundplane (Alu 1,5mm)

Die RINEX-Files schicke ich dir gerne bis morgen Mittag zu.


Stefan

Josef Gerstenberg
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von Josef Gerstenberg » 24.04.2012 - 20:43

Hallo Stefan,

deine RINEX-Daten sind angekommen.
Allerdings habe ich noch Probleme, dein Postprozessing mittels RTKPOST nachzuvollziehen.
Gruß Josef

PS Weiteres darüber hier, wenn ich mit Stefan meine Auswertungsprobleme gelöst habe.

Josef Gerstenberg
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von Josef Gerstenberg » 25.04.2012 - 20:15

Hallo Stefan,
dank deiner Hilfe habe ich deine Auswertung der Waldmessung nun nachvollziehen können.
Lageabweichung 17 cm und Streuung 10 cm. Unglaublich!

Ich erinnere mich, dass wir vor einigen Jahren mit der Trimble-Software nie eine
Fix-Lösung bei Waldmessungen hin bekommen haben und die Float-Lösungen waren
nicht besser als die Single-Lösungen.
Schon damals haben wir spekuliert, dass im geschlossenen Wald eh nur eine
Float-Lösung funktionieren kann und die Trimble-Software mit so schlechten Daten nicht umgehen kann.
Vielleicht ist der Float-Algorithmus in RTKLIB robuster?
Oder der NEO-6P ist im Wald besser als die LEA-4T bis -6T?

Gewissheit bekommen wir nur mit 24-Stunden Messungen auf einem Festpunkt im Wald.
Ich werde mich mal darum bemühen.

Gruß Josef

ssquare_de
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von ssquare_de » 26.04.2012 - 10:35

Hallo Josef,


Ehre wem Ehre gebührt...

...und in diesem Fall tendiere ich nach meinen ( vergleichsweise oberflächlichen ) Versuchen und Tests der letzten Wochen dazu, der Tallysman TW2410 in Verbindung mit der verwendeten Groundplane einen ordentlichen Teil "MItschuld" an den guten Ergebnissen zuzusprechen.

Wie wir in unseren letzten Mails schon bemerkt haben, sind die Residuen der Trägerphasen angesichts des doch eher schwierigen Antennenstandortes bemerkenswert gut.
Das laste ich bei meinem derzeitigen Kenntnisstand der Antenne an.
Wäre sicherlich interessant, was die Tallysman-Antennen aus der "Precise-Grade"-Serie (GPS+GLONASS, L1) zusammen mit einer deiner Chokering-Konstruktionen zu leisten im Stande sind!

Der NEO-6P wird bei der Qualität seiner Rohdaten vermutlich auf einem vergleichbaren Niveau mit seinen aktuellen Kollegen LEA-6T und auch NEO-6T liegen, da diesbezüglich Hardware u. Firmware wohl nicht sehr differieren.

Software:
da denke ich auch, dass speziell ältere Softwareversionen der Grossen im GNSS-Geschäft primär auf Genauigkeit, sprich Fixed-Solutions gezüchtet waren und mit verrauschten und mit cycle-slips durchsetzten Messwerten eher weniger anfangen konnten.
Jetzt, da GNSS-Präzisionsverfahren auch und gerade in GIS-Bereiche einsickern, liegt das Augenmerk wohl verstärkt darauf, auch den an ungünstigeren Roverpositionen gewonnenen Messwerten gute Ergebnisse zu entlocken.


Stefan
Zuletzt geändert von ssquare_de am 26.04.2012 - 12:55, insgesamt 1-mal geändert.

Hagen.Felix
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von Hagen.Felix » 26.04.2012 - 12:43

ssquare_de hat geschrieben: ...
Wäre sicherlich interessant, was die Tallysman-Antennen aus der "Precise-Grade"-Serie (GPS+GLONASS, L1) zusammen mit einem deiner Chokering-Konstruktionen zu leisten im Stande sind!
...
Moin moin!
Ich versuche mal für die Tallysman TW3430 (http://tallysman.com/TW3430.php) in Erfahrung zu bringen, welche innere Höhe das darin enthaltene Patch-Element über der Basis bzw. zu einem anderen von außen erkennbaren Bezugspunkt hat, dann können wir das vielleicht schon bald mal testen ...
Viele Grüße aus Sachsen!
Hagen
Gewerbliche Tätigkeit u.a. im Bereich GNSS (siehe https://www.optimalsystem.de/os.aspx?x=411)
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Josef Gerstenberg
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Re: GNSS unter erschwerten Einsatzbedingungen (Wald)

Beitrag von Josef Gerstenberg » 26.04.2012 - 19:39

Hallo Stefan
Wie wir in unseren letzten Mails schon bemerkt haben, sind die Residuen der Trägerphasen angesichts des doch eher schwierigen Antennenstandortes bemerkenswert gut.
Das wundert mich allerdings noch immer.
Du hast auf einem Weg im Wald die Messung gemacht und an solchen Orten gibt es manchmal glückliche Zufälle mit der Satellitenkonstellation.

Ich habe mal Rücksprache gehalten mit einem Geodäten wegen der üblichen Postprozessing-Software.
Er empfindet, das z.B. die aktuelle Trimble-Software sehr empfindlich auf schlechte Rohdaten reagiert und berechnet dann lieber mit der Software Bernese.

Noch ein paar Hinweise, wenn du dich noch einmal im Wald rumtreiben willst:
- Bei der Aufzeichnung solltest du die Elevation nicht begrenzen, sondern auf 0 setzen.
Dann kann man später mittels des SNR die Umgebung besser einschätzen.
Beim Postprozessing ist es kein Problem, die niedrig stehenden Sats auszuschließen.


Hallo Hagen,

in dem Zusammenhang benötigt man keine genaue Information über das Phasenzentrum (oder die Höhe eines Patches) einer Antenne.
Hier geht es um dm und nicht um mm.

Grüße in die Runde, Josef

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