Glossar

Die wichtigsten Begriffe rund um das Thema SAPOS

A

AFISDas Amtliche Festpunkt Informations System (AFIS) gibt zukünftig Auskunft über die Daten (Vermarkungen und die darauf bezogenen Koordinatenwerte) der Festpunktfelder der Landesvermessung. Es ist damit Bestandteil der Realisierung des amtlichen, geodätischen Raumbezug in Bayern. AFIS ist Teil des AdV-Konzepts AFIS-ALKIS-ATKIS (AAA) zur integrierten Modellierung der Geoinformationen des amtlichen Vermessungswesens. Es umfasst die Daten zu
den Lagefestpunkten (LFP), den Höhenfestpunkten (HFP), den Schwerefestpunkten (SFP), den geodätischen Grundnetzpunkten (GGP) und den SAPOS-Referenzstationspunkten (RSP).
AFIS wird in Bayern zusammen mit ALKIS eingeführt.
AlmanachUnter Almanach versteht man eine Auflistung von länger gültigen Satellitenbahndaten, die jedoch im Vergleich zu den Ephemeriden weniger genau sind. Die Datensammlung des Almanachs enthält die Positionen und Zeit aller Satelliten des jeweiligen GNSS-Systems.
GNSS-Empfänger verkürzen durch das Abspeichern des Almanachs die Zeit zwischen der Suche der Satelliten und der Positionsbestimmung.
ANTEXInternational standardisiertes Austauschformat für Antennenparameter. Es handelt sich dabei um eine ASCII-codierte Textdatei mit der Dateinamenserweiterung .atx, die für eine oder mehrere Antennen alle beschreibenden Informationen (Hersteller, Typ, Bauart) und die Antennenparameter des Phasenzentrums beinhaltet. Bei individuellen Antennenkalibrierungen kann über die Antennenbezeichnung und die Seriennummer einer einzelnen GNSS-Antenne eine hochpräzise ANTEX-Datei zugeordnet werden. Für alle Referenzstationsantennen im SAPOS-Netz können indivduelle ANTEX-Dateien angefordert werden.
AntennenparameterDie Positionsergebnisse der SAPOS-Dienste basieren auf den simultanen Satellitenbeobachtungen auf den GNSS-Antennen der aktiven SAPOS-Referenstationen. Es handelt sich dabei um Messungen der elektromagnetischen Wellen zwischen den GNSS-Satelliten und der GNSS-Empfangsantenne. Der Endpunkt dieser Wellen liegt im effektiven Phasenzentrum des Hochfrequenzdipolelements der Antenne. Dieses Phasenzentrum ist ein virtueller Ort, dessen Lage sich im Bereich von einigen mm in Abhängigkeit von dem Azimut- und Elevationsrichtungswinkel der empfangenen Signale - also von der Position des jeweiligen Satelliten am Himmel - verändert. Daher muss für eine präzise räumliche Beziehung zwischen den SAPOS-Messungen und dem amtlichen ETRS89-System die dynamische, räumliche Verbindung des elektromagnetischen Phasenzentrums zu einem realen, vermarkten und an das amtliche Festpunktfeld angeschlossenen Bezugspunkt, dem Antennenreferenzpunkt ARP bekannt sein.

Dazu wird für jede auf den SAPOS-Referenzstationen eingesetzte GNSS-Antenne die Phasenzentrumsvariationen (PCV) für jedes verwendete Satellitensignal - die unterschiedlichen Trägerfrequenzen werden in einer mehrfrequenzfähigen Antenne auf räumlich getrennten Dipolelementen empfangen - für jede mögliche Satellitenposition in 5°- Schritten des Azimut- und Elavationsrichtungswinkels bestimmt. In den SAPOS-Echtzeitdiensten werden die an die Endnutzer abgegebenen Beobachtungen und Korrekturen mit diesen PCV auf den ARP umgerechnet. Im Ergebnis beziehen sich die korrigierten Messungen auf ein konstantes Phasenzentrum, das ohne Kenntnis der individuellen PCV der jeweiligen Referenzstationsantenne in der Echtzeitmessung einen Bezug zum amtlichen ETRS89-System vermittelt. Daher wird in den RTK-Endgeräten in den SAPOS-Echtzeitdiensten automatisch eine PCV-freie Referenzstationsantenne (ADVNULLANTENNA) verwendet bzw. muss bei älteren Geräten voreingestellt werden.

Im Gegensatz dazu beziehen sich die an die Endnutzer abgegebenen GNSS-Beobachtungen im Format RINEX im Postprocessing-Dienst GPPS ohne PCV-Korrektur auf die originalen Messungen am vituellen Phasenzentrum der aktiven Referenzstationsantennen. Die PCV an Rover- und Referenzstation werden bei der Auswertung der Messung im Postprocessingprogramm korrigiert. Dies geschieht in der Regel automatisch durch Zuordnung von typspezifischen Antennenparametern aus einer programminternen Datenbank. Die international und programmunabhängig standardisierte Beschreibung des verwendeten Antennentyps ist in den GPPS-Daten im Format RINEX enthalten. Für höchste Genauigkeitsanforderungen in langzeitstatischen GNSS-Messungen können die individuellen Antennenparameter aller bayerischen SAPOS-Referenzstationen im standardisierten Austauschformat ANTEX angefordert werden. Zur sinnvollen Verwendung dieser Informationen müssen Antennenparameter in der gleichen Präzision auch für die Roverantenne vorliegen.

C

CRS - Amtliches KoordinatenreferenzsystemAbkürzung für Coordinate Reference System, international normierter Begriff für übergeordnete Koordinatenreferenzsysteme, siehe ISO 19111 Geographic Information - Spatial referencing by coordinates.
Amtliche CRS in Bayern sind ETRS89/DREF91 (EPSG 6258), DHDN90 (EPSG 6314) und die Höhensysteme DHHN12 (EPSG 7699) und DHHN92 (EPSG 5181).

Amtliche Realisierungen des ETRS89/DREF91 in Bayern sind
• Ergebnisse der SAPOS-Positionierungsdienste EPS, HEPS, GPPS und Online-BerechnungsdienstETRS89/DREF91-Koordinaten des amtlichen, vermarkten Lagefestpunktfeldes (LFP und GGP) in Bayern, dokumentiert im Festpunktinformationssystems AFIS
• Ergebnisse lokaler Messverfahren, die unter Beachtung der bayerischen ETRS-Richtlinie unmittelbar und kontrolliert an Festpunkte des AFIS angeschlossen wurden
• Nach Aussage der Betreiber auch Ergebnisse nicht-amtlicher Positionierungsdienste, die flächendeckend auf der amtlichen, geodätischen Infrastruktur des SAPOS-Referenzstationsnetzwerkes basieren (z.Zt. Leica SmartNet)
Amtliche Realisierungen des DHDN90 in Bayern sind
• Gauß-Krüger-Koordinaten des Trigonometrischen Festpunktfeldes 1.-4. Ordnung
• Koordinaten des Katasterfestpunktfeldes in Bereichen lokaler Neuvermessungen mit Anschluss an das trigonometrische Festpunktfeld
• Ergebnisse lokaler Messverfahren, die unmittelbar und kontrolliert an Festpunkte des Trigonometrischen Festpunktfeldes angeschlossen wurden
• Gauß-Krüger-Koordinaten als Ergebnis der SAPOS-Positionierungsdienste unter Anwendung der gitterbasierten Transformationsmodelle, siehe 3.
Amtliche Realisierungen des DHHN12 und DHHN92 in Bayern sind
• NN bzw. NHN-Höhen des amtlichen, vermarkten Höhenfestpunktfeldes (HFP und GGP) 1.-4. Ordnung, dokumentiert im amtlichen Festpunktinformationssystem AFIS
• Ergebnisse lokaler Nivellements, die unmittelbar und kontrolliert an das vermarkte Höhenfestpunktfeld angeschlossen wurden
• NN bzw. NHN-Höhen als Ergebnis der SAPOS-Positionierungsdienste unter Anwendung der gitterbasierten Höhenmodelle

D

DGNSSDifferentielle Messverfahren auf Basis des Navigationscodes eines oder mehrerer GNSS - Systeme. Durch Korrektur der Pseudoentfernungsmessungen zu den Satelliten mit den auf einer regional benachbarten Referenzstation bestimmten Abweichungen können Positionsgenauigkeiten im festgehaltenen Bezugssystem der Referenzstation im Submeterbereich erzielt werden.
DHDN90Die geodätische Grundlage der bayerischen Gauß - Krüger Koordinaten ist das Deutsche Hauptdreiecksnetz 1990 (EPSG 6314). Das DHDN90 ist ein klassisches Triangulationsnetz, d.h. die Koordinaten der Dreieckspunkte (Trigonometrische Punkte TP) wurden über Winkelmessungen über große Entfernungen bestimmt. Der für die Lagerung des DHDN90 verwendete Zentralpunkt ist der TP Rauenberg in Berlin. Als geodätische Bezugsfläche dient das Bessel - Ellipsoid. Oftmals wird der durch das DHDN90 realisierte Raumbezug auch als "Potsdam - Datum" bezeichnet.
Als Abbildungssystem wird das Gauß - Krüger Koordinatensystem verwendet. Hierbei handelt es sich um eine konforme, d.h. winkeltreue Abbildung des zugrundeliegenden Bessel - Ellipsoides. Die durch die konforme Abbildung der gekrümmten Ellipsoidoberfläche zwangsläufig resultierenden Verzerrungen wirken sich als Verzerrung der gemessenen Strecken in der Koordinatenebene aus. Um diese Streckenverzerrungen möglichst gering zu halten, wurden deshalb 3 Grad breite Meridianstreifen definiert. Die in Bayern verwendeten amtlichen Gauß - Krüger Koordinaten des Streifen 4 (EPSG 5678) beziehen sich auf den Bezugsmeridian 12 Grad östlicher Länge.
Die heutigen, auf das DHDN90 bezogenen Gauß - Krüger Koordinaten werden zukünftig durch ETRS89 / UTM als neues amtliches Lagebezugssystem ersetzt werden.
DHHN12 / DHHN92 / DHHN2016Das amtliche Höhenbezugssystem in Bayern ist bis zum 30.06.2017 das Deutsche Haupthöhennetz 1912 (DHHN12). Höhenangaben in diesem System sind normalorthometrische Höhen über Normalnull (NN-Höhen, Höhenstatus 100, EPSG 7699).
Parallel zum System DHHN12 werden bis dahin auch für alle amtlichen Nivellementpunkte Höhen im DHHN92 geführt. Diese Normalhöhen (NHN-Höhen, Höhenstatus 160, EPSG 5783) wurden bis Ende 2005 aus dem DHHN12 umgerechnet. Es fanden dazu landesweite Messungen auf ausgewählten Nivellementlinien der 1. und 2. Ordnung statt. Das DHHN92 wurde in Bayern im Gegensatz zu den übrigen Bundesländern der BRD nie als amtliches Höhenbezugssystem eingeführt.

Im Rahmen der bundesweiten Einführung des Integrierten Raumbezugs 2016 wird ab 30.06.2017 der neue Höhenbezugsrahmen DHHN2016 das bisherige amtliche DHHN12 und DHHN92 als Höhenbezugssystem ablösen. Es werden dann einheitlich in ganz Deutschland Normalhöhen (NHN-Höhen, Höhenstatus 170, EPSG 7837) als amtliche Höhen ausgegeben.
Bei den neuen DHHN2016-Höhen liegt eine bessere Verknüpfung des geometrischen und physikalischen Raumbezugs vor.

E

Ephemeriden (Satellitenbahndaten)Um die Satellitensignale empfangen und daraus Koordinaten für den GNSS-Empfänger bestimmen zu können, müssen die Positionswerte der einzelnen Satelliten in Abhängigkeit ihrer Zeit im ETRS89-Bezugssystem bekannt sein. Durch Anomalien im Schwerefeld der Erde und der Atmosphäre unterliegen die Umlaufbahnen der Satelliten leichten Schwankungen. Die Satelliten senden daher in bestimmten Abständen die Satellitenbahndaten aus, die von der Bodenstation des jeweiligen GNSS-Kontrollsegments bestimmt werden. Zwischen den Intervallen der Aktualisierung entstehen erneut kleinere Fehler, die sich in der Koordinate des Rovers um bis zu 2 Meter fehlerhaft auswirken können.
Bei Echtzeit-Anwendungen werden broadcast-Ephemeriden (Genauigkeit ca. 1-3 m) verwendet, bei Postprocessing-Anwendungen die exakteren, sogenannten Präzisen Ephemeriden (Genauigkeit ca. 3 cm).
Zusätzlich zu den Navigationsdaten der Satelliten werden auch die Korrekturwerte der Atomuhren in den Satelliten ausgesendet, da durch das Schwerefeld der Sonne und der Gezeiten kleinste Ungenauigkeiten in den Uhren zu Positionsfehlern führen.
EPSG-RegistryVollständige Dokumentation von international verwendeten Koordinatenreferenzsystemen und deren Bestandteile (Geodätische Datum, Koordinatenformate, Projektionen, Ellipsoide etc.) durch die International Association of Oil & Gas Producers (OGP) http://www.epsg-registry.org/
Als Referenz auf die entsprechenden Einträge der EPSG-Registry dient der EPSG-Code, durch den ein Bezugssystem in allen Teilen definiert ist.
ETRS89Die SAPOS-Dienste liefern 3D-Positionsergebnisse im amtlichen dreidimensionalen Koordinatenreferenzssystem ETRS89 / DREF91 EPSG 6258.
Dem ETRS89 liegt ein globales, dreidimensionales und kartesisches Koordinatensystem zu Grunde. Positionen im ETRS89 werden mittels satellitengeodätischer Verfahren bestimmt.

Das amtliche ETRS89 - Bezugsystem wird durch die Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland festgelegt und ist für die gesamte Bundesrepublik Deutschland durch die SAPOS®-Dienste spannungsfrei und hochgenau realisiert. Die terrestrische Vermarkung und Sicherung dieses Raumbezugs ist durch die Geodätischen Grundnetzpunkte GGP realisiert. Als Bezugsfläche wird das globale GRS80 - Ellipsoid (EPSG 7019) verwendet.

Als dazugehöriges Abbildungssystem wird zukünftig das UTM - Koordinatensystem (Universal Transverse Mercator) Anwendung finden. Dabei handelt es sich um die konforme, d.h. winkeltreue Abbildung des GRS80 - Ellipsoides in die UTM - Ebene. Wie auch beim Gauß - Krüger Koordinatensystem kommt es durch das Abbildungsverfahren zu Streckenverzerrungen. Um diese in einem vertretbaren Rahmen zu halten werden 6 Grad breite UTM - Zonen definiert. In Bayern kommen zukünftig die Zonen 32 (Bezugsmeridian 9 Grad östliche Länge, EPSG 4647) und 33 (Bezugsmeridian 15 Grad östliche Länge, EPSG 5650) zur Anwendung.

G

GenauigkeitsangabenVon den Messbedingungen abhängige Messunsicherheit nach DIN 1319: Summe der systematischen und zufälligen Fehleranteile einer Messung, angegeben als Standardabweichung mit einem Vertrauensbereich von 68,3 % (1 Sigma).
GNSSUnter dem Oberbegriff „Global Navigation Satellite System (GNSS)" werden die satellitengestützten Navigations- und Positionierungssysteme wie GPS, GLONASS und Galileo zusammengefasst. SAPOS nutzt als GNSS-Raumsegment derzeit das amerikanische Global Positioning System (GPS), das russische Satellitennavigationssystem GLONASS (Globalnaya Navigationnaya Sputnikovaya Sistema) sowie das europäische System GALILEO.
GSMBei GSM erfolgt die Einwahl über digitalen Mobilfunk. Durch die Anwahl der gewünschten Festnetznummer verbindet sich der Nutzer im Feld mit unserem Accessserver. Dort erfolgt die Authentifizierung über die eigene Mobilfunknummer des Nutzers. Die Option „Automatische Rufnummernübermittlung" muss dazu vom Mobilfunk Provider aktiviert sein! Nach Übermittlung der Nutzerposition im Format NMEA0183 GGA an den Accessserver werden die RTCM-Daten versendet.

I

I95 - IndexDer stündliche I95-Index (Einheit ppm) kennzeichnet die Größe der entfernungsabhängigen ionosphärischen Fehler auf die differentiellen GNSS - Beobachtungen.
Bei einem hohen I95-Index sollte deshalb die Basislinienlänge bei Postprocessing - Messungen möglichst kurz gehalten werden. Beim Postprocessing lässt sich die Qualität der Positionierung außerdem durch eine Verlängerung der Beobachtungszeit und den Auswahl einer geeigneten Auswertestrategie (ionosphärenfreie Linearkombination) in der Postprocessing - Software i.d.R. verbessern.
Der durch den I95 - Index dargestellte ionosphärische Einfluss wird durch die Referenzstations-vernetzung modelliert und in den SAPOS - Daten korrigiert.
IRIM / GRIMIRIM: Ionospheric Residual Integrity Monitoring
GRIM: Geometric Residual Integrity Monitoring

Kernlement der SAPOS - Dienste ist die Referenzstationsvernetzung, bei der in Echtzeit die entfernungsabhängigen Fehler der GNSS - Beobachtungen modelliert werden, mit dem Ziel, deren Einfluss in den SAPOS- Diensten soweit wie möglich zu reduzieren.

Die entfernungsabhängigen Fehler werden in zwei Gruppen unterteilt:
a) ionosphärische Fehler (dispersiver Fehleranteil)
b) geometrische Fehler (nicht - dispersiver Fehleranteil verursacht durch Troposphäre und Satellitenbahnfehler)

Die stündlichen IRIM- und GRIM - Werte (metrische Einheit) stellen die prognostizierten Restfehler der Referenzstationsvernetzung dar, die von der Referenzstationssoftware in einem Integrity Monitoring geschätzt werden.
Es handelt sich nicht um Positionsfehler, sondern um geschätzte ionosphärische (IRIM) und geometrische (GRIM) Restfehler der durch die Vernetzung korrigierten GNSS - Beobachtungen.

K

KoordinatensystemDas Koordinatensystem ist der mathematische Teil eines Koordinatenreferenzsystems (CRS). Es legt durch Regeln fest wie den geometrischen Objekten Koordinaten zugewiesen werden.
Innerhalb eines geodätischen Bezugssystems gibt es mehrere Möglichkeiten, die Position eines Punktes durch Koordinatenwerte anzugeben. Man unterscheidet zwischen kartesischen Koordinaten (X, Y, Z), ellipsoidischen Koordinaten (Breite, Länge und ggf. ellipsoidische Höhe) und projizierten Koordinaten (Gauß-Krüger-Abbildung, UTM-Abbildung). In Bayern finden folgende Koordinatensysteme Anwendung:

zweidimensional:
• Gauß-Krüger-Koordinaten im 3°-Streifensystem (Streifen 4)
• UTM-Koordinaten im 6°-Zonensystem: Zone 32 (Bezugsmeridian 9 Grad östliche Länge) oder Zone 33 (Bezugsmeridian 15 Grad östliche Länge)
• ellipsoidische Koordinaten (Breite, Länge)

dreidimensional:
• ellipsoidische Koordinaten (auf dem GRS80-Rotationsellipsoid)
• kartesische Koordinaten
• 2D-Koordinaten in Kombination mit einer physikalischen Gebrauchshöhe (NN oder NHN) oder einer ellipsoidischen Höhe

N

NTRIPNetworked Transport of RTCM via Internet Protocol
Neben dem Datenzugang per Mobilfunk (GSM) kann sich der Nutzer im Feld auch über mobiles Internet (GPRS/UMTS/LTE) mit unserem Datenserver (NTRIP-Caster) verbinden. Der bayerische SAPOS NTRIP-Caster ist im Internet unter

www.sapos-by-ntrip.de (Port 2101) oder
sapos-rtk.bayern.de (Port 2101) oder
http://195.200.70.199 (Port 2101) zu erreichen.

Dort erfolgt die Authentifizierung über Nutzername und Passwort, nachdem der Nutzer das gewünschte HEPS-Format durch Eingabe des betreffenden Korrekturdatenstroms (Mountpoints) ausgewählt hat. Nach Übermittlung der Position des Rovers im Feld im Format NMEA0183 GGA an den NTRIP-Caster werden über Internet RTCM-Daten an den Nutzer (NTRIP-Client) versendet.
Bei Verwendung von Verträgen für mobiles Internet mit datenmengenabhängigen Gebühren können sehr günstige Kommunikationskosten erzielt werden, da bei der Nutzung der RTCM3-Daten nur ein kontinuierlicher Datendurchsatz von ca. 400 Bytes/sec = 0,4 KB/sec entsteht.
NMEA 0183NMEA 0183 ist ein Standard für die Kommunikation zwischen Navigationsgeräten auf Schiffen, der von der National Marine Electronics Association (NMEA) definiert wurde und auch für die Kommunikation zwischen GPS-Empfänger und PCs sowie mobilen Endgeräten genutzt wird.
NTv2Die amtlichen Übergänge zwischen den Koordinatenreferenzsystemen im Bayern - die CRS-Transformation und die RTCM-Transformationsparameter - verwenden als Grundlage das rasterbasierte NTv2-Verfahren für die Lagetransformation zwischen ETRS89/DREF91 und DHDN90. Für die Quasigeoidundulation zwischen ellipsoidischen Höhen und den Höhenbezugssystemen DHHN12 und DHHN92 wird ein daran anglehntes, rasterbasiertes Höhenmodell verwendet.

NTv2 (National Transformation version 2) wurde in Kanada definiert. Das Format und die Methode wurden dabei allgemeingültig definiert und als offener Standard veröffentlicht. Das Funktionsprinzip entspricht einer rasterbasierten (gridbasierten) Transformation. Dabei werden für ein regelmäßiges Raster in einem ebenen, geodätischen Bezugssystem Verschiebungswerte in das Zielsystem angegeben. Zusätzlich beinhaltet das Verfahren Angaben über die Interpolationsmethode innerhalb der Rasterzellen und die Begrenzung des Rasters.
NTv2 ist ein verbreitetes Format zur Darstellung von rasterbasierten Transformationsmodellen für Lagebezugssysteme. Die binäre NTv2-Datei beginnt mit einem Header und enthält ein oder mehrere Subgrids, mit denen auch lokal verdichtete Teilraster beschrieben werden können. Jedes Subgrid beginnt wiederum mit Headerzeilen und enthält dann für jeden Rasterpunkt Längen- und Breitenverschiebungen in Dezimalsekunden sowie deren mittlere Fehler.
Analog dazu können auch rasterbasierte Geoidmodelle in einem ähnlichen Format dargestellt werden, wenn für jeden Rasterpunkt Geoidundulationen angegeben werden.

P

PostprocessingNachträgliche Verbesserung absoluter GNSS-Positionsbestimmungen durch Hinzufügen von Korrekturen oder Beobachtungen, die simultan auf einer benachbarten Referenzstation bestimmt bzw. aufgezeichnet wurden.
Zur Erzielung einer korrekten Position im amtlichen ETRS89/DREF91 müssen bei der Auswertung für Referenzstation- und Roverbeobachtungen die richtigen Antennenparameter zugeordnet werden. Die Auswahl der richtigen Auswerteoptionen ist entsprechend der Softwareanleitung zu beachten.
Alternativ kann auch der Berechnungsdienst auf diesem Webserver benutzt werden. Dabei findet die richtige Zuordnung der Referenzstationsantenne automatisch statt, die Berechnung führt in der Regel zuverlässig zu einer amtlichen ETRS89/DREF91-Position hoher Genauigkeit.

R

RaumbezugIm Vermessungswesen beschreibt der Raumbezug (auch Georeferenzierung) die Position von Geodaten im geographischen Raum. Er ist definiert durch das zugrunde liegende Bezugssystem und durch seine Koordinaten (zwei- oder dreidimensional). Er stellt das Bindeglied zwischen den unterschiedlichen GIS-Anwendungen bzw. den Geofachdaten dar.
ReferenzstationEine Referenzstation ist ein auf einer stabilen, bekannten Position eines Referenzsystems betriebener GNSS-Empfänger. Durch die Korrektur der GNSS-Positionierung eines benachbarten Rover-Empfängers mit den an der Referenzstation simultan ermittelten Abweichungen kann die Genauigkeit der Roverpositionierung gesteigert werden und ein Bezug zum Referenzsystem hergestellt werden. Eine international gebräuchliche Bezeichung für permanent arbeitende Referenzstationen lautet CORS (continous operating reference station).
ReferenzstationsvernetzungJe nach Größe der entfernungsabhängigen Fehler (ionosphärische und troposphärische Refraktion, sowie Fehler in den Broadcast - Satellitenbahnen) ist die maximale Entfernung des Rovers zur Referenzstation auf 5 - 20 km begrenzt, wenn zentimetergenaues RTK gefordert wird. Ein flächendeckender RTK – Positionierungsdienst wäre unter diesen Bedingungen für Bayern nicht realisierbar. Abhilfe schafft die Technik der Referenzstationsvernetzung, die zu dem so genannten Netz – RTK führt.
Basierend auf den Daten aller Referenzstationen berechnet die Vernetzungssoftware Trimble GPSNet in Echtzeit ein flächenhaftes Modell der ionosphärischen und geometrischen Fehler im Bereich des bayerischen SAPOS - Referenzstationsnetzes. In dem geometrischen Fehlermodell sind die nicht - dispersiven Fehlereinflüsse aus Troposphäre und Satellitenbahnen zusammengefasst. Die Modellierung der entfernungsabhängigen Fehler im Referenzstationsnetz wird als Vernetzung bezeichnet. Durch die Vernetzung ist es möglich, die entfernungsabhängigen Fehler in den RTCM Daten effektiv zu reduzieren, so dass auch bei Stationsabständen von 50 bis 60 km noch zentimetergenaue RTK Positionierung flächendeckend in Bayern ermöglicht wird.

Die Vernetzungsinformation kann mit verschiedenen Methoden dem Rover zur Verfügung gestellt werden:

1. Virtuelle Referenzstation VRS
Der Rover sendet seine Position in die SAPOS - Zentrale (NMEA GGA - Format). Die Vernetzungssoftware generiert für diese Position einen RTCM – Datenstrom ausgehend von der nächstgelegenen Referenzstation (Masterstation) und dem Fehlermodell der Vernetzung. Für den Rover scheinen die RTCM – Daten von einer wenige Meter entfernten Referenzstation zu kommen.

2. Flächenkorrekturparameter FKP
Der Rover sendet seine Position in die SAPOS - Zentrale (NMEA GGA - Format) und wird der nächstgelegenen realen Referenzstation (Masterstation) zugewiesen. Zusätzlich zu den Daten dieser Masterstation erhält der Rover die so genannten Flächenkorrekturparameter FKP. Die FKP sind die im Umkreis der Masterstation gültigen linearen Interpolationskoeffizienten der entfernungsabhängigen Fehler und werden in der Zentrale durch die Vernetzungssoftware berechnet.

3. Netzwerkkorrekturen im Master-Auxiliary-Concept MAC
Der Rover sendet seine Position in die SAPOS - Zentrale (NMEA GGA - Format) und wird der nächstgelegenen realen Referenzstation (Masterstation) zugewiesen. Zusätzlich zu den Daten dieser Masterstation erhält der Rover Beobachtungsdifferenzen der umliegenden Referenzstationen (Auxiliarystations). Aus diesen Beobachtungsdifferenzen kann ein Modell der entfernungsabhängigen Fehler am Rover hergeleitet werden.
RoverAls Rover wird ein GNSS-Empfänger bezeichnet, dessen Positionsergebnisse durch die Daten einer benachbarten Referenzstation korrigiert und an das Referenzsystem angeschlossen werde. Die Positionsableitung im Referenzssystem von der Referenzstation zum Rover wird als Basislinie bezeichnet.
RTCMDie Korrektur- und Beobachtungsdaten in den Echtzeitdiensten EPS und HEPS werden im international standardisierten Format der Radio Technical Comission for Maritime Services (RTCM) abgegeben. Zuständig für die Standardisierung der GNSS-Echtzeitdaten innerhalb des RTCM ist das Special Committee 104 (SC 104).
Das SC 104 schreibt den Standard entsprechend den Entwicklungen in den GNSS ständig fort, daher wird zur korrekten Bezeichnung die Versionsnummer angegeben. Im Jahr 2013 wurde die zur Zeit aktuellste Version 3.2 verabschiedet, sie enthält gegenüber RTCM 2.3 (2001) umfangreiche Neuerungen zu Vernetzungsrepräsentationen.
Im SAPOS-HEPS werden zur Wahrung der Abwärtskompatibilität Echtzeitdaten in den Formaten RTCM 2.3, RTCM 3.1 und RTCM 3.2 angeboten. Es wird angeraten, nach Möglichkeit das aktuellste RTCM-Format zu nutzen und dazu die Firmware der Endgeräte aktuell zu halten, um die maximale Leistungsfähigkeit der SAPOS-Dienste zu erreichen.
RTKReal Time Kinematic bezeichnet ein GNSS - Messverfahren bei dem in Echtzeit Koordinaten mit Zentimetergenauigkeit bestimmt werden können. Die Positionierung erfolgt relativ zu einer bekannten Referenzstation mit einem geodätischen RTK - Empfänger (RTK - Rover) der neben der Code - Entfernungsmessung auch die Trägerphasenmessung zu den Satelliten durchführen kann. Die Beobachtungsdaten der Referenzstation müssen über ein geeignetes Kommunikationsmedium
(z.B. Mobilfunk) in Echtzeit an den RTK - Rover übertragen werden. Nach der sogenannten Initialisierungsphase, in der der RTK - Rover die Trägerphasenmehrdeutigkeiten löst, werden zu jeder Epoche Koordinaten mit Zentimetergenauigkeit bestimmt.
RINEXRINEX (Receiver Independent Exchange Format) ist ein herstellerunabhängiges Standardformat zum Austausch von Daten für die nachträgliche Auswertung von GNSS-Messungen. Die Daten im Dienst GPPS werden aktuell im Format RINEX 2.11 (nur GPS- und Glonass-Beobachtungen) abgegeben. Mit Inbetriebnahme des Europäischen Galileo-Satellitensystem werden zukünftig Daten im Format RINEX 3.03 abgegeben.
Sie erhalten nach jeder Bestellung im SAPOS-Dienst GPPS eine Beobachtungsdatei (Dateiendung .[yy]o) und zwei Bahndatendateien (GPS Dateiendung .[yy]n, Glonass .[yy]g).
[yy] steht dabei für das Beobachtungsjahr

Beispiel: eine Beobachtungsdatei im Jahre 2017 lautet z.B. Testmessung.17o, die zugehörigen Bahndaten Testmessung.17n und Testmessung.17g

Alle zur Auswertung der Daten notwendigen Angaben befinden sich im Header (Zeile 1 - 20 des Dateiinhaltes) der Beobachtungsdatei. Dieser Header wird im SAPOS-Dienst deutschlandweit einheitlich verwendet und kann in der Regel von allen Auswerteprogrammen automatisch eingelesen werden. Wichtig zur korrekten Auswertung ist die richtige Zuordnung des GNSS-Antennentyps an die Referenzstations- und Roverbeobachtungen.

T

TransformationKoordinatentransformation zwischen CRS, siehe auch die Seite SAPOS-Transformationen. Mathematischer Begriff für die Methode der Übertragung von Koordinaten aus einem System in ein anderes. Koordinatentransformation bezeichnet in der Geodäsie den Wechsel zwischen zwei Koordinatenreferenzssystemen (CRS) mit unterschiedlichem geodätischen Datum oder unterschiedlichen Realisierungen eines CRS. Sie beinhaltet Fehlerschätzungen und -verteilungen. Gängige Transformationen basieren auf globalen Parametern Verschiebungen, Drehungen und Maßstabsänderungen und sind je nach Homogenität der CRS regional oder lokal anwendbar. Globale Transformationen basieren auf Modellen veränderlicher Parameter oder auf Ausgleichungsverfahren über einer Masse von identischen Punkten (CRS-Realisierungen). Ein weit verbreitetes, leistungsfähiges Transformationsmodell ist das NTv2-Verfahren.

Mathematisch streng definierte Übergänge zwischen verschiedenen Projektionen oder Darstellungsformaten innerhalb eines geodätischen Datums werden als Umformungen bezeichnet (z.B. Karthesische Koordinaten X,Y,Z zu UTM-Koordinaten).

U

UTCUTC: Koordinierte Weltzeit (Universal Time Coordinated)
TAI: Internationale Atomzeit (Temps Atomique International)
GPS-System-Zeit: Zeitsystem der Navigationssatelliten des Global Positioning Systems (GPS)

Als Folge von Schwankungen der Erdrotation geht die heutige Weltzeit UTC gegenüber der Internationalen Atomzeit TAI um einige Sekunden nach. Durch das gelegentliche Einfügen von Schaltsekunden (zum 1. Januar oder 1. Juli eines Jahres) in der UTC wird diese Differenz ausgeglichen. Die UTC wurde 1972 eingeführt um weltweit einheitliche Zeitskalen zu gewährleisten. Die Zeiteinheit ist die SI-Sekunde, die durch Atomuhren realisiert ist. In Deutschland sind wir der UTC-Zeit im Winter um eine Stunde, im Sommer um 2 Stunden voraus.
Am 6. Januar 1980 wurde die GPS-Zeit eingeführt und war identisch mit der UTC-Zeit. Die Differenz zwischen UTC und TAI betrug zu diesem Zeitpunkt 19 Sekunden.
Die GLONASS-Zeit basiert auf dem UTC-Zeitrahmen, die GPS-, Galileo- und BeiDou-Zeit hingegen nicht. Dafür wird die Schaltsekundeninformation benötigt.

Stand ab 01.01.2017:
UTC = TAI - 37 Sekunden
GPS = UTC + 18 Sekunden (aktuell 18 Schaltsekunden)
GPS = TAI - 19 Sekunden
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