HN 125

Details: Written by: Super User; Category: HN 125; Published: 12 June 2023; Hits: 1356

GNSS für die 3D-Positionierung auf See

Der Artikel liefert einen Überblick über aktuelle GNSS-Technologien, die für die zentimetergenaue Positionsbestimmung auf See verwendet werden. Genauer betrachtet werden die Netzwerk-RTK-Lösung und das Precise Point Positioning. Erklärt wird, wie die Korrekturdaten in Echtzeit auf das Schiff übertragen werden.

The article provides an overview of current GNSS technologies used for centimetre-precise positioning at sea. It takes a closer look at the network RTK solution and Precise Point Positioning. It explains how the correction data is transmitted to the ship in real time.

Ausgabe: HN 125, Seite 44–47
DOI: 10.23784/HN125-06
Autor/en: Frank Hinsche

Details: Written by: Super User; Category: HN 125; Published: 12 June 2023; Hits: 1051

Fugro Marinestar Precise Point Positioning status update

Fugro Marinestar Precise Point Positioning (PPP) utilises a global network of 111 reference stations to provide centimetre-level positioning in real-time to maritime users. The system estimates precise orbit, clock and satellite phase bias corrections for GPS, Galileo, BeiDou and GLONASS satellites. Factors such as ionospheric activity, scintillations, troposphere and radio interference can affect positioning accuracy. Fugro Marinestar offers fast convergence time, multiple L-band tracking and supports various receivers.

Fugro Marinestar Precise Point Positioning (PPP) nutzt ein globales Netzwerk von 111 Referenzstationen, um maritimen Nutzern eine zentimetergenaue Positionierung in Echtzeit zu ermöglichen. Das System schätzt präzise Bahn-, Takt- und Satellitenphasen-Korrekturen für GPS-, Galileo-, BeiDou- und GLONASS-Satelliten. Faktoren wie ionosphärische Aktivität, Szintillation, Troposphäre und Funkstörungen können die Positionierungsgenauigkeit beeinflussen. Fugro Marinestar bietet eine schnelle Konvergenzzeit, Mehrfach-L-Band-Tracking und unterstützt verschiedene Empfänger.

Ausgabe: HN 125, Seite 38–43
DOI: 10.23784/HN125-05
Autor/en: Hans Visser

Details: Written by: Super User; Category: HN 125; Published: 12 June 2023; Hits: 1069

Vergleich von Positionierungsdiensten im Offshore-Bereich

Die Digitalisierung hält in einer stetig wachsenden Anzahl von Anwendungsbereichen Einzug. In diesem Zuge wächst auch der Bedarf an genauen Positionsangaben immer weiter an. Eine Vielzahl von Anwendungen, wie z. B. autonome Mobilität, digitale Landwirtschaft (Precision Farming), Monitoring von Infrastruktureinrichtungen, aber auch klassische Vermessungsaufgaben der Katastervermessung erfordern heutzutage genaue, zuverlässige und schnell verfügbare Koordinatenangaben in Lage und Höhe. Vor dem Hintergrund dieser Entwicklungen ist in den letzten Jahren eine Reihe von Positionierungsdiensten unterschiedlicher Anbieter auf den Markt gekommen. Sie versprechen die Positionierung in Echtzeit mit einer Genauigkeit im Zentimeter- oder Subdezimeterbereich durch die Bereitstellung von Korrekturdaten für die Globalen Satellitennavigationssysteme (GNSS). Im Rahmen einer Messkampagne an Bord des VWFS WEGA des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie konnten vier Positionierungsdienste genutzt und verglichen werden. Der Artikel gibt einen praxisorientierten Überblick der dabei gesammelten Erfahrungen.

GNSS | Positionierungsdienst | Real-Time Kinematic | Precise Point Positioning | Ntrip

Digitalisation is taking its place in a steadily growing number of fields of applications. In this context, the need for precise positioning information is also continuously increasing. A variety of applications, such as autonomous mobility, digital agriculture (precision farming), monitoring of infrastructure, but also conventional surveying tasks of cadastral surveying nowadays require precise, reliable and quickly available coordinate information in position and height. Against this background of these developments, a number of correction services from different providers have been released in recent years. They promise real-time positioning with centimetre or sub-decimetre accuracy by providing correction data for the Global Navigation Satellite Systems (GNSS). Within the framework of a measurement campaign on board of the VWFS WEGA of the Federal Maritime and Hydrographic Agency, four correction services were used and compared. This article provides a practice-oriented overview of the experience gained.

GNSS | correction service | real-time kinematic | precise point positioning | Ntrip

Ausgabe: HN 125, Seite 28–37
DOI: 10.23784/HN125-04
Autor/en: Sebastian Knappe, Gunter Liebsch, Ludwig Schröder, Tobias Peter Bauer, Axel Rülke, Peter Neumaier, Patrick Westfeld

Details: Written by: Super User; Category: HN 125; Published: 12 June 2023; Hits: 1042

Entwicklung und Umsetzung eines SSR-RTK-Korrekturdatendienstes für hochgenaue Positionierung in der deutschen AWZ in der Nordsee

In einem zweijährigen Forschungs- und Entwicklungsprojekt wurde der Prototyp eines GNSS-basierten Echtzeitdienstes unter Verwendung eines SSR-RTK-Ansatzes (SSR: state space representation, RTK: real-time kinematic) für die Ausschließliche Wirtschaftszone (AWZ) in der Nordsee entwickelt. Da das Zielgebiet der Nordsee nur mit einer heterogenen Verteilung von GNSS-Referenzstationen repräsentiert werden kann, kommt dem Berechnungsalgorithmus und der Modellierung der GNSS-Korrekturdaten besondere Bedeutung zu. Maritime Messungen im Zielgebiet bestätigten die grundsätzliche Funktionsfähigkeit des Prototyps durch eine knapp 90-prozentige Verfügbarkeit des RTK-Status fix bei Initialisierungszeiten unter zwei Minuten. See- und Landmessungen sowie eine dauerhafte Monitoringstation wurden zum Nachweis der Qualitätsziele verwendet.

GNSS | SSR-RTK | 3D-Positionierung | Seevermessung

In a two-year research and development project, the prototype of a GNSS-based real-time service using an SSR-RTK approach (SSR: state space representation, RTK: real-time kinematic) was developed for the Exclusive Economic Zone (EEZ) in the North Sea. Since the target area of the North Sea can only be represented with a heterogeneous distribution of GNSS reference stations, the calculation algorithm and the modelling of the GNSS correction data are of particular importance. Maritime measurements in the target area confirmed the basic functionality of the prototype through an almost 90 percent availability of the RTK status fix with initialisation times of less than two minutes. Sea and land measurements as well as a permanent monitoring station were used to prove the quality targets.

GNSS | SSR-RTK | 3D positioning | hydrographic surveying

Ausgabe: HN 125, Seite 17–27
DOI: 10.23784/HN125-03
Autor/en: Cord-Hinrich Jahn, Patrick Westfeld, Bernd Vahrenkamp, Gerhard Wübbena, Martin Schmitz, Robert Schumann, Christoph Wallat

Details: Written by: Super User; Category: HN 125; Published: 12 June 2023; Hits: 1967

Measuring sea ice thickness
Exploring the feasibility of echo sounders for close-range determination of sea ice draft

This work explores the potential of using commercial single-beam echo sounders for accurate thickness determination of sea ice. Therefore, an own sensor system has been developed which allows to study the performance of different echo sounders monitoring sea ice under varying environmental conditions in a laboratory setup. The sensor system consists of three single-beam echo sounders operating at different frequencies (115 kHz, 200 kHz, 500 kHz), a CTD probe measuring physical water properties and instruments frozen in the ice measuring temperature and salinity. Different experiments were conducted observing the sea ice state while performing acoustic range determinations. Subsequent, statistical measures were calculated to evaluate the accuracy of inferred sea ice draft. The study concludes that a draft accuracy of ±0.5 cm is reached by the implemented method under specific conditions and that the acoustic approach for determining sea ice draft thickness is applicable using frequencies of 115 kHz or 200 kHz.

sea ice draft | SBES | ULS – upward looking sonar | acoustic properties | accuracy evaluation

In dieser Arbeit wird das Potenzial des Einsatzes kommerzieller Einstrahlecholote zur genauen Bestimmung der Meereisdicke untersucht. Dazu wurde ein eigenes Sensorsystem entwickelt, mit dem die Performance verschiedener Echolote zur Überwachung des Meereises unter verschiedenen Umweltbedingungen in einem Laboraufbau analysiert werden kann. Das Sensorsystem besteht aus drei Einstrahlecholoten, die mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten (115 kHz, 200 kHz, 500 kHz), einer CTD-Sonde zur Messung der physikalischen Wassereigenschaften und mehreren im Eis eingefrorenen Instrumenten zur Messung von Temperatur und Salzgehalt. Es wurden unterschiedlich angelegte Experimente durchgeführt, bei welchen der Meereiszustand beobachtet und gleichzeitig akustische Entfernungsbestimmungen vorgenommen wurden. Anschließend wurden statistische Maße berechnet, um die Genauigkeit der abgeleiteten Meereistiefe zu bewerten. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass mit der implementierten Methode unter bestimmten Bedingungen eine Tiefgangsgenauigkeit von ±0,5 cm erreicht wird und dass der akustische Ansatz zur Bestimmung der Meereis-Tiefgangsdicke bei Frequenzen von 115 kHz oder 200 kHz anwendbar ist.

Meereistiefe | SBES | ULS – upward looking sonar | akustische Eigenschaften | Genauigkeitsabschätzung

Ausgabe: HN 125, Seite 12–16
DOI: 10.23784/HN125-02
Autor/en: Ellen Werner

Robotic photogrammetric underwater inspection of hydropower plants

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