¶ GNSS-Korrektursignale
GNSS-Signale sind aus der modernen Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Die Systeme helfen beim Navigieren, bei der Ortung von Schiffen, LKW´s und Flugzeugen sowie in vielen anderen Bereichen. In den meisten Bereichen reicht eine Genauigkeit von ein paar Metern aus, doch einige Bereiche benötigen eine höhere Genauigkeit. Hier kommen Korrektursignale zur Verbesserung der Genauigkeit der Satellitensignale zum Einsatz.
¶ Beschreibung
Stationäre Empfangsstationen senden ein RTK-Korrektursignal (Real Time Kinematic) über Funk oder häufiger Mobilfunk. Mittels dieser Korrektursignale wird eine hohe Lagegenauigkeit erreicht. Die Länder stellen hierüber das SAPOS-Signal zur Verfügung, daneben gibt es noch weitere wie z. B. das ASCOS-Signal. Diese kommen heutzutage auf landwirtschaftlichen Maschinen zur Korrektur der GNSS-Signale zum Einsatz und sind meist kostenpflichtig, erreichen aber Lagegenauigkeiten von 2,5 cm (2 RMS) [2].
Heutzutage am häufigsten verwendet und am exaktesten, ist die Korrektur über Mobilfunk und RTK (Real Time Kinematic). Die Daten werden per Ntrip (Internetprotokoll) von einem Rover (Mobilfunkmodem) per Mobilfunknetz an einen Server übertragen. Dieser berechnet aus einem Netz von Referenzstationen über eine Dreiecksvermaschung die Position und sendet die korrigierten Daten wieder an den Absender. Hierfür wird eine Mobilfunkkarte und eine RTK-Lizenz benötigt. Neben den Maschinenherstellern bietet das Landesvermessungsamt Lizenzen an. Einziger Nachteil dieses Verfahrens ist die Signalverfügbarkeit. In sogenannten Funklöchern kann es zum Ausfall der Übertragung kommen [2].
Satellitengestützte Zusatzsysteme (SBAS = Satellite-Based Augmentation Systems) senden ein Korrektursignal aus dem Weltall durch geostationäre Satelliten. Diese erreichen geringere, aber immer noch hohe Genauigkeiten. Systeme, wie WAAS/EGNOS, Omnistar, SF 1, SF 2, SF 3 kommen auf landwirtschaftlichen Maschinen zum Einsatz und sind teils kostenlos/teils kostenpflichtig verfügbar. Ein Vorteil dieser Systeme ist die flächendeckende Verfügbarkeit, jedoch kann es auch hier zu Abschattung des Signals kommen. So kann es beispielsweise in Wäldern unter Bäumen zum Signalabriss kommen.
EGNOS bildet dabei den bekanntesten Dienst. Angelehnt daran gibt es noch SF 1 von John Deere (kostenfrei) und RangePoint RTX von Trimble [1] [2] [3].
Precise Point Positioning (PPP)-Korrekturdienste beruhen auf einem ähnlichen System, sind aber deutlich genauer. Ein weltweites System an Referenzstationen korrigiert die Fehler der Laufzeitmessungen, sowie den Einfluss der Atmosphäre. SF2 von John Deere und Omnistar sind von Spur zu Spur auf 5 bis 10 cm genau, John Deere´s SF 3 und Trimble Centre Point RTX erreichen relative Genauigkeiten von 5 cm (2 RMS) [2].
GNSS-Korrektursignale leisten somit einen wertvollen Beitrag in der heutigen Landwirtschaft. Gerade der Einsatz von Lenksystemen in den Bereichen der Aussaat und des Pflanzenschutzes profitiert stark von der gesteigerten Präzision. Auch wird die Effizienz von Techniken, wie Controlled Traffic Framing (CTF), durch den Einsatz von GNSS-Korrektursignalen maximiert.
| Korrektursignal | Spur zu Spur-Genauigkeit (2 RMS) | Kostenpflichtig | Prinzip |
|
WAAS(USA)/EGNOS(EU) |
15-30 cm |
nein |
SBAS |
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Starfire I (SF1) |
10-15 cm |
nein |
SBAS |
|
Omnistar |
5-10 cm |
ja |
SBAS |
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Range Point RTX |
15 cm |
ja |
SBAS |
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Starfire II (SF2) |
5-10 cm |
ja |
SBAS |
|
Starfire III (SF3) |
3 cm |
ja |
SBAS |
|
Center Point RTX |
3,8 cm |
ja |
SBAS |
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Centerpoint VRS |
2,5 cm |
ja |
Mobilfunk/Funk |
|
RTK |
2,5 cm |
ja |
Mobilfunk/Funk |
GNSS-Korrekturdaten kommen bei sämtlichen Anwendungen zum Einsatz, bei denen hohe Genauigkeiten benötigt werden (Vermessen, Parallelfahren, mechanische Unkrautbekämpfung in und zwischen den Reihen/Pflanzen, Fahrgassenanlegen, Controlled Traffic Farming CTF).
¶ Anwendungsbereich
FARMPRAXIS: DIY - preiswert und genau: RTK - Messung in Eigenregie
¶ Quellen
- Precision Farming Smart Farming Digital Farming - Grundlagen und Anwendungsfelder
- Satellitenortungssysteme (GNSS) in der Landwirtschaft
- What is SBAS?, EUSPA
¶ weiterführende Quellen
- Vorlesung der Veranstaltung Vermessungskunde, RUB
- RTK-Netzwerke zur flächendeckenden hochgenauen Positionsbestimmung in der Landwirtschaft, FH-Kiel
- Europäische Entwicklungen und ihr Bezug zu Radionavigationsplänen, TU Dresden
- Untersuchung der Positionsgenauigkeit von GPS mit preisgünstigen GPS-Empfängern und auf Basis der Open Source Software „RTKLIB“ , Hochschule Bonn-Rhein-Sieg
¶ Autoren*innen
M. Sc. Bastian Brandenburg, Doktorand im Experimentierfeld Betriebsleitung und Stoffstrommanagement - Vernetzte Agrarwirtschaft in Schleswig-Holstein (BeSt-SH)