Zentimetergenau im Wald

Fragen und Erfahrungen zur Anwendung von GPS beim Wandern, Radeln, Fliegen usw.

Moderator: Roland

Alpentunnel
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Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Alpentunnel » 31.01.2011 - 00:53

Hallo zusammen,

zuerstmal ein "Grußgott" in die Runde, ich bin zwar nicht ganz neu hier (passiver Mitleser), aber habe mich erst heute angemeldet, um selber mal was zu schreiben. Ich habe hier den einen oder anderen kompetenten Beiträg gelesen und hoffe mal. dass ich den einen oder anderen Rat einholen kann oder sich interessante Diskussionen entwickeln.

Ich beschäftige mich mit genauer GPS-Vermessung innerhalb einer privaten Studie (siehe http://www.alpentunnel.de). Ziel ist es, Objekte mit einer Lagegenauigkeit besser als 1cm zu erfassen. Als Ausrüstung steht zur Verfügung ein Leica GS20 mit externer Antenne und eine Totalstation mit 5" Genauigkeit. Das Leica bietet die Möglichkeit den L1-Trägerphasen-Postprocessings und es lassen sich damit Genauigkeiten < 2cm erreichen.

Das Postprocessing hatte ich bislang mit einer Demo von Topcon Tools gemacht, geht ganz gut soweit. Jetzt habe ich mir mal die RTKLIB angeschaut, da kann man sich einen Positionsplott ausgeben lassen. Und siehe da: In den berechneten Daten sind teilweise große Sprünge drin (die einige Inkonsistenzen einiger Messungen erklären). Auf Berggipfeln und freien Flächen gibts keine Probleme, aber sobald Bäume oder Wände in der Nähe sind, gibts Probleme.

Das ist ja wohl nix neues, ich bin nur etwas überrascht, dass selbst vermeintlich gute Beobachtungssituationen sehr empfindlich auf diese "Störobjekte" reagieren. Dummerweise liegen die wichtigesten zu vermessenden Objekte in steilen Felswänden mit dichtem Wald, sodass ich momentan ratlos bin, wie ich da eine genaue Messung hinbekommen soll. Bislang hatte ich einige hundert Meter von der Wand entfernt mittels "GPS-Totalstation" auf die Vermessungsobjekte Vorwärtseingeschnitten (mehrere Punkte). Aber die Genauigkeit reicht mir nicht, ich müsste da näher ran, aber da ist der doofe Wald. Momentan kommen mir allerhand obskure Ideen, wie beispielsweise auf die Bäume raufklettern und die Antenne "oben" anzubringen. Oder das ganze mit einen Masten...
Erschwerend kommt noch dazu, dass die Stellen nicht so leicht zu erreichen sind, sondern nur über einen längeren Fußmarsch :-(

Vielleicht hat ja der eine oder andere eine zündende Idee...

Schöne Grüße,

AlpentunnLer

Deichgraf
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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Deichgraf » 31.01.2011 - 13:06

... ich habe letzten Sommer bei einer Veranstaltung die Ausrüstung des örtlichen Vermessungsamtes in einer Demo erlebt; die haben u.a. mit Laser und Optik beliebige Punkte vermessen und wieder gefunden. Ausgangspunkt war ein GPS-Receiver.

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Roland
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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Roland » 31.01.2011 - 23:38

Hallo,

ich weiß nicht, wer sich noch meldet, aber ich muss darauf hinweisen, in Foren schreiben Leute, die einfach gelangweilt vor dem Monitor sitzen, mit der Katze auf dem Schoß ("Schnurri") und mit einem Auge bestenfalls in

Heister/Hollmann/Lang:" Multipath-Einfluss bei GPS-Phasenmessung" AVN, 5/1997.

schaun. Nicht jedoch auf Alpentunnel.de .

Wald und Gebirg'. Da hast Du Dämpfung und Multipath - Glückwunsch.

Multipath soll man mit Beobachtungszeiten von etwa einer halben Stunde ausmitteln können, oder geht das schneller ?
Ist die externe Antenne kalibriert, ist sie wnigstens auch nach unten abgeschirmt ? Stop, Metallplatte ändert wieder die Empfangseigenschaften. Eine Choke-Ring muss es nicht sein.

Wie wär's mit Kontakt zu Hersteller und Alpentransit-Mannschaft. Voriges Jahr Oktober in Zürich gewesen ?

Grüße Roland

Deichgraf
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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Deichgraf » 01.02.2011 - 13:03

@ Roland,
kannst du mir mal deine Katze ausleihen? Die hat mir tatsächlich gefehlt, während dass mit dem halben Auge schon ganz gut klappt. :lol:

Zu "zündende Idee" ist mir auch spontan ........

Ansonsten hat er ja alle Probleme selbst erkannt und ich vermute mal, er wollte nur seine Webseite präsentieren. :D

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Roland » 01.02.2011 - 19:38

Hallo,

naja, Produktplacement - ist ja fachbezogen.
Mit dem was ich gestern sagte, meinte ich, dass man nicht nur Theoretiker sondern besser noch Praktiker, und die von Angesicht zu Angesicht, befragen sollte - und siehe, ich hab mehr als Harnstein im Urin :
Dr. Bertges, Lieferant der "Alpentunnel"-Ausrüstung, ist selber ein Experte für Tunnel- bzw. Überwachungsmessungen:

http://www.geomatik.ch/fileadmin/downlo ... 010_21.pdf
http://www.drbertges.com/vermessung/

Alpentunnel: Du Schlingel !

Grüße Roland

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Alpentunnel » 01.02.2011 - 21:54

Roland hat geschrieben: Wie wär's mit Kontakt zu Hersteller und Alpentransit-Mannschaft. Voriges Jahr Oktober in Zürich gewesen ?
Kontakte sind vorhanden. Zürich war doch Pflichttermin, oder? Guggst Du Geomatik Schweiz 12/2010 S. 652 f
Gruß, David

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Alpentunnel » 01.02.2011 - 21:58

Roland hat geschrieben:Hallo,
Mit dem was ich gestern sagte, meinte ich, dass man nicht nur Theoretiker sondern besser noch Praktiker, und die von Angesicht zu Angesicht, befragen sollte -
Ach, ich dachte, sowas gäbs hier im Forum :-(
Roland hat geschrieben:Hallo,
Dr. Bertges, Lieferant der "Alpentunnel"-Ausrüstung, ist selber ein Experte für Tunnel- bzw. Überwachungsmessungen:
Alpentunnel: Du Schlingel !
Wusste gar nicht, dass die jetzt auch schon auf Ebay verkaufen ;-)
Die Bertges sind in der Tat auch Tunnelfreunde und haben mir mit der Antennenauswahl weitergeholfen (und probeweise sogar eine überlassen)

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Alpentunnel » 01.02.2011 - 22:10

Deichgraf hat geschrieben:Ansonsten hat er ja alle Probleme selbst erkannt und ich vermute mal, er wollte nur seine Webseite präsentieren. :D
Erstes: Ja
Zweites: Nein - bzw. warum nicht, wenns zur Lösungsfindung beiträgt
Lösung: Nein

Ich tendiere mömentan zur Lösung "Weihnachtsbaum" (bzw. Christbaum für die südlichen Bewohner):
Trotz toller Antenne ist Multipath so dicht an der Wand wohl nicht in den Griff zu bekommen, daher geht GPS in Wandnähe nicht.
Wenn man Wand und Wald schon nicht besiegen kann, dann sollen sie wenigstens mithelfen: 5-6 mittels Seilwurf gut platzierte Markierungskugeln an der Wand (oberhalb der Baumgipfel) und auf einem massiven Baum könnten als Zielmarken dienen.
Dann:
1) 5-6 TS-Stationierungen im Tal (Entfernung ca. 500 m), jeweils GPS-Messung und Vorwärtseinschneiden auf die Markierungskugeln.
2) 5-6 TS-Stationierungen an der Wand, jeweils Rückwärtseinschneiden von den Markierungskugeln
3) und jeweils Vorwärtseinschneiden auf das Vermessungsobjekt
4) ggf. 1-2 Polygonzüge vom Tal zur Plausibilisierung.

Frage mich gerade, welche Kugelgröße und -material sinnvoll wäre. Messing oder Spiegelkugel oder gar Augenkrebs-Neon?

Gruß,
David

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Roland » 02.02.2011 - 21:50

Hallo David

gg. Goliath GPS ??

Ich weiß nicht, wann ich zuletzt eine Zielmarke über 500 m angezielt habe.
Aber Kugeln ?
Meine, da wäre was mit Schlagschatten, die das Anzielen der Mitte verfälschen können.
Warum keine Zieltafel - und die halt "mal" drehen.
Ganz klar ist mir Dein Vorhaben noch nicht.

Um Dich vollends zu verunsichern :
Im Gebirge kann bei Sonnenschein die Refraktion auch die terrestrischen Messungen beeinflussen.
Hab' aber momentan keine Quelle (nur meine umwölkten Erinnerungen ...)

Grüße Roland

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Alpentunnel » 03.02.2011 - 09:05

Roland hat geschrieben: Ich weiß nicht, wann ich zuletzt eine Zielmarke über 500 m angezielt habe.
Aber Kugeln ?
Meine, da wäre was mit Schlagschatten, die das Anzielen der Mitte verfälschen können.
Warum keine Zieltafel - und die halt "mal" drehen.
Ganz klar ist mir Dein Vorhaben noch nicht.
...

Im Gebirge kann bei Sonnenschein die Refraktion auch die terrestrischen Messungen beeinflussen.
Die Operation "Weihnachtsbaum" nochmal kurz anders erklärt: Es geht darum, exzentrisch um das Vermessungsobjekt einige Marken zu platzieren, die dann vom Tal aus sichtbar sind und dann mittels einer Kombination Vorwärts/Rückwärtsschnitt vermessen werden. Die Marken kann ich nur durch Wurf platzieren und habe auf die Ausrichtung keinen Einfluss, daher die Idee mit der Kugel.
Horizontalrefraktion ist sicherlich auch ein Thema (Lotstörungen ebenfalls ;-)

Gruß, David

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Roland » 03.02.2011 - 20:54

Hallo,


zu dem Zielmarkenproblem:

http://imperia.mi-verlag.de/imperia/md/ ... 0_kern.pdf
Untersucht Zielmarkendesigns für Terrestrisches Laserscannen. Hier schneidet die Kugel nicht gut ab. In anderen Untersuchungen m.W. schon. Ich dachte mehr an diesen "Mondphaseneffekt". Liegt ein Teil der Kugel im Schatten, wird das Auge den hellen Teil überbewerten. Außerdem - werden die Kugeln über den gesamten Beobachtungszeitraum ruhig hängen ? Eben.

http://www.hubbsmachine.com/categories
Ein ausländischer Hersteller, Deutsches gibt's unter Vermessungszubehör.

Jetzt aber eine Überlegung, die mich völlig ruinieren kann : natürliche Zielmarken.

?

In der Architektur-Photogrammetrie muss man, z.B. in höheren Bauwerksbereichen, auch eine Mauerfuge, einen Blitzableiterhalter u.ä als Passpunkt nehmen. Nun, der Fels, das Gebirg! ist im Grunde ja auch das Bauwerk eines Schöpfers ... halt ! Da will der Ganghofer mit mir durchgehen.

Also: eine gute Digitalkamera http://de.wikipedia.org/wiki/Bridgekamera oder andere, ein Gesamtbild, darin Marken aussuchen und kennzeichnen, dann mit Teleobjektiv alle markanten Formen nochmal festhalten. Der Beobachter bekommt beides ausgedruckt auf die Hand. Pardon, auf den Laptop.

Was, die Marke ist weg ? War doch ein purpurfüßiger Hartschnabelkneuperich (sehr selten !) ...


Grüße Roland

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Deichgraf » 03.02.2011 - 21:10

... zufälligerweise bin auf folgende Arbeit gestoßen:

http://naturecon.de/NemitzBSc.pdf

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Roland » 05.02.2011 - 01:20

Hallo,

endlich mal was, wo's um Luftbildinterpretation geht, wo's Spaß macht - nicht nur um dieses GPS - oder wie das heißt :twisted:

Dass die so Schwierigkeiten mit "Strauch - Gehölz - Baumreihe" haben, also massiv mehr als die zu erwartenden Fehlinterpretationen. Dachte, der Schattenwurf hilft.

Achja, so Beiträge wie oben hab' ich sonst nur freitags geschrieben ...

Grüße Roland

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von Deichgraf » 05.02.2011 - 15:15

.... bemerkenswert fand ich, dass die mit dem Leica-System - das auch Alpentunnel benutzt - trotz Postprocessing nur auf 1,86 m Genauigkeit gekommen sind. :shock:

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Re: Zentimetergenau im Wald

Beitrag von ssquare_de » 05.02.2011 - 22:03

Hallo Deichgraf,


wenn die Trägermesswerte aufgrund übler Empfangsverhältnisse suboptimal sind, bekommt man ganz schnell Probleme, die ansonsten überragende Genauigkeit hochpräziser GNSS-Verfahren zu erreichen.

Bei diesen suboptimalen Verhältnisen wird RTKLIB vermutlich auch nicht ganz die Resultate professineller Softwarepakete erzielen, da in RTKLIB verhältnismässig einfache Algorithmen "eingebaut" sind,
die z.B. Dopplermesswerte nicht berücksichtigen, oder gar ausgefeilte Multipath-Unterdrückung leisten.
Zudem wird voraussichtlich auch erst in der 2.5 Version von RTKLIB eine Multibaseline-verarbeitung geboten werden, bei der zur Positionsbestimmung die gleichzeitigen Auswertung zu mehreren Referenzstationen erfolgen wird.

Bei guten Empfangsverhältnissen liefert RTKLIB schon heute richtig gute Ergebnisse im cm-Bereich.


Stefan

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