Wir machen weiter, wir machen weiter.
Gerade mit dem Video, was ich vorher schon angezeigt hatte, wo so
dieses Moving begangen ist.
Das ist ein bisschen vergessen am Ende.
Also das hier ist eine Logo, die gibt es auch ausführlicher, wenn ihr
das sucht.
Das ist eine Logo von einer Hochschule, von einem studentischen
Projekt, wo in einem bestimmten Gebiet im Mittelmeer ein lokaler GPS
-Sender etabliert wurde, um eine Jagd von ihrem Kurs zu finden.
Wenn die Jagd nur GPS nutzt als Positionierungstool, kann es
passieren, dass es funktioniert, wenn die Algorithmen schlecht sind.
Hier werden jetzt die GPS-Satelliten eingeblendet und es wird hier im
Prinzip ein gefaktes Signal etabliert, das, wenn man sich das anguckt,
am Anfang noch gar nicht da ist und dann immer lauter wird.
Bei mir sieht man jetzt, dass die Signalstärke zunimmt.
Es schleicht sich so ein in den Prozess und wenn es dann da ist, ist
es wie ein weiterer Satellit.
Teilweise sind die dann auch stärker als andere, aber sie müssen
dieselben Signale haben.
Und wenn man das dann nutzt, sieht man hier unten, kann man das Schiff
dazu bringen, wenn es nur GPS basiert, den Kurs zu bestimmen, dass
eben der aktuelle Kurs nicht mehr passt mit dem, was man eigentlich
fahren wollte.
Was dann im Kontext Highjacking oder Piraterie durchaus interessant
ist.
Insbesondere, wenn man weiterdenkt und über so große Schiffsriesen
nachdenkt, die autonom auf dem Meer unterwegs sein sollen irgendwann
und die Intelligenz nicht mehr hinter dem Steuerrad sitzt.
Was bedeutet das dann Signalstärke, wenn Sie das dann zuhörer
intensivieren?
Es ist von der Signalstärke einfach intensiver.
Man hat eine größere Wattzahl, eine größere Leistung.
Und wenn man es so hart sofort reinkloppen würde, dann würde es nicht
so schwierig sein, es zu detektieren, deswegen schleicht man das
Signal von der Lautstärke ein.
Und es überlagert nachher das eigentliche Signal von den Satelliten.
Das betrifft natürlich dann auch Drohnen.
Freunde der Amazonie, verguckt euch den Balkon.
Und da gibt es total viele interessante Sachen.
Damit lasse ich es dann.
Es wird zum Beispiel auch auf dem Roten Platz gemacht, in Moskau.
Ich weiß nicht, ob da schonmal jemand einen GPS-Gefänger dabei hatte.
Wenn man es nur GPS-originär macht, dann wird die Position nicht auf
dem Roten Platz angezeigt, sondern aus Sicherheitsgründen wird es
gemacht.
Also zum Schutz kann es auch gepumpt werden.
Und damit man das System suchen kann, muss man eine gute Kenntnis
darüber haben, wie das Signal aufgebaut ist.
Deswegen machen wir da ein bisschen weiter.
Und der Fokus liegt jetzt nur mal auf L1 und L2.
L5 wird nachher als drittes Signal noch dazu genommen.
Aber L1 und L2 habe ich deswegen ausgewählt, weil L1 ein Signal ist,
das man zivil, problemlos nutzen kann.
Aktuell bei GPS.
In Zukunft wird es auch auf L2 einen zivilen Code geben, aber in der
Variante, wie ich es hier erläutere, ist auf L1 ein ziviler Code, der
heißt CA.
Und auf L1 und L2 ist ein geschützter, militärischer Code, nennen wir
ihn einfach mal ein präziser Code, ein P-Code.
Und dass da ein ziviler Code draufliegt, macht es dann auch den
Smartphones zum Beispiel möglich, eine GPS-basierte Positionbestimmung
durchzuführen.
Da wird nämlich der zivile L1-Code ausgewertet.
Aber jetzt mal im Detail.
Also wir haben in jedem Satellit ein hochgenaues Frequenznormal, es
erzeugt eine Fundamentalfrequenz, das ist wie hier, 10,23 MHz ist die
Fundamentalfrequenz.
In jedem Empfänger über die ganze Lebensdauer hochgenauer.
Und aus dieser Fundamentalfrequenz leitet man die Trägerwellen ab,
indem man sie mit ganzen Zahlen multipliziert, um auf diese
Wellenlängen zu kommen, um auf diese Frequenz zu kommen, was dann eben
jeweils Wellenlängen in zwei Dezimeterbereichen entspricht.
Habt ihr vorher gesehen auf der Folie.
Und das ist der Träger.
Der macht nichts, außer er trägt was.
Und was er trägt, sind mehrere Komponenten.
Und alle diese Komponenten sind binäre Signale und werden durch die
vorher beschriebene Phasenmodulation auf den Träger aufmoduliert und
später im Empfänger wieder demoduliert.
Und man hat dann die einzelnen Anteile wieder zur Verfügung.
Okay.
Der CMA Code steht für Clear Access.
Also er ist ein ziviler Code.
Aber auch für Coarse Acquisition.
Also er ist ungenau.
Nur kurzgenauigkeit.
Der P steht für Precise, aber auch für Protected.
Alle, aber beide diese Codes sind binäre Codes und sie sind Pseudo
-Zufällig.
Und hier steht die Frequenz des Codes dar.
Also der Code hat um Faktor 10 eine andere Frequenz wie der Code, der
wiederum dieselbe hat wie die Fundamentalfrequenz.
Macht auch Sinn, wenn man unterschiedliche Codes auflegt, dass die
eine unterschiedliche Frequenz haben.
Das macht das Trennen leichter.
Nach der Empfängung.
Und über alles drüber gelegt wird die Navigationsnachricht.
Das ist die Information, die der Nutzer sagt.
Pass mal auf, Satellit 18 steht zur Zeit X anstelle XYZ.
Zum Beispiel ist das da.
Und auf L1 liegen alle 3 drauf, auf L2 nicht der 10-Code.
Und bei L5 ist es eben diese Frequenz.
Das Bildchen gilt für manche GPS-Satelliten, die im Orbit sind.
Bei anderen müsste man noch auf L2 eine zweite zivile Frequenz
berücksichtigen.
Und je nachdem, welche Satellitengeneration man hat, ist die
Signalschärfe lauter oder leiser.
Die wurde hochgefahren im Laufe der Zeit.
Hier steht die Wellenlänge nochmal, hier steht die zweite zivile
Frequenz, L2C heißt die.
Und letztes Mal hatten wir über relativistische Effekte gesprochen,
über allgemeine und spezielle Relativitätstheorien, unterschiedliche
Geschwindigkeit, unterschiedliche Schwerkraft.
Dieses wird an der Stelle berücksichtigt, dass die Fundamentalfrequenz
einfach ohne bestimmten Wert korrigiert wird.
Sodass es so ist, als ob der Satellit mit der Frequenz das Signal
erzeugen würde.
Dann wird es hier korrigiert und bei uns kommt diese Frequenz an.
Aber aufgrund der relativistischen Effekte ergeben sich da im Laufe
des Signalweges Veränderungen der Frequenz.
Jetzt kommen Folgen, um diese Codes hier an den Leben zu füllen.
Wir fangen an mit der Navigationsnachricht.
Was ist da alles drin?
Da ist alles drin, was man braucht fürs Positionieren.
Das ist einmal die genäherte über das Kontrollsegment hochgefungte
Information über die Bahnposition.
Die ist metergenau.
Also in Echtzeit hat der Nutzer eine Metergenaue Information, ein,
zwei Metergenau, wo die Satelliten da sind.
Er kriegt auch Informationen über das Verhalten der Atomuhren der
Satelliten.
Hatten wir letztes Mal diskutiert.
Als er versucht hat, euch zu sagen, die Satellitenuhren sind alle
gleich, da hat sich jemand gemeldet und hat gesagt, nee, nee, Zeit,
das geht so nicht.
Ja, aber der Nutzer kriegt Infos zur Verfügung gestellt, wie sich die
Satellitenuhren mit der Zeit verhalten.
Zusätzlich kriegt er noch Infos über das Verhalten der Atmosphäre zur
Verfügung gestellt, auch über das Kontrollsegment ermittelt.
Und jeder Satellit sagt noch, ob er gesund ist oder nicht
vertrauenswürdig in seinem Funktionszustand.
Und die Info geht an den Nutzer über beide Trägerquellen und die Info
ist groß.
Und hier ist so ein Bildchen, wie diese Information aufgebaut ist.
Es gibt Frames, es gibt 25 Frames.
Hier ist einmal abgebildet, jeder Frame hat Subframes und in jedem
Subframe stehen bestimmte Informationen drin.
Spureninformationen, Informationen über die Bahndaten des Satelliten,
der Quartett, Informationen über Refraktionsmodelle, über den Einfluss
der Atmosphäre und im Allgemeinen sind im Unterschied zu den Bahndaten
alle Informationen von allen Satelliten enthalten.
Das heißt, wenn man nur von einem Satellit Informationen empfangen
würde, hätte man, nachdem alle Frames durchgelaufen sind, es dauert
zwölfeinhalb Minuten, hätte man trotzdem Informationen über alle
Satelliten zur Verfügung.
Deswegen könnt ihr je nach App, die ihr nutzt zur Bestimmung der
Position, manchmal werden ja auch die Satelliten visualisiert, dann
sieht man auf den Bildchen teilweise auch Satelliten-Symbole von
Satelliten, deren Signale man dort empfängt.
Die sind dann vielleicht in Rot dargestellt und die Satelliten, deren
Signale man empfangen kann, sind in Grün dargestellt.
Das geht, weil jeder Satellit Infos von jedem Satellit sendet.
Aber der Fokus liegt schon auf den eigenen Infos.
Und es ist die GPS-Navigationsnachricht, die enthält das Ding hier.
Und die Übertragungsrate ist schlecht hier.
Allerletztes Mal schon gesagt, 50 Bits pro Sekunde.
Das könnte man heutzutage hochsetzen, hätte man aber ein Problem mit
der Kompatibilität der Empfänger.
Ältere GPS-Chips könnten dann vielleicht damit umgehen.
Und hier das Club-Sharp-Modell ist einfach das ionosphärische Modell,
das hier verwendet wird, zur Modellierung der Ionosphäre.
Da reden wir drüber, wenn man im Detail über die Ionosphäre spricht.
Also so sieht das Modell der Bahndaten aus, der Satellitenuhren, der
Ionosphäre und des Gesundheitszustandes.
Liegt auf der Navigationsnachricht.
Und zum entsprechenden Zeitpunkt dieser Lehrveranstaltung sprechen wir
auch darüber, wie man bessere Informationen über die Bahnkoordinaten
bekommt.
Da werden wir ein bis zwei Zentimeter genau sein können.
Und realitätsbezogen war der Antwort zu dem, was letztes Mal die
Glocke mir erzählt hat, zu dem A-GPS.
Das dauert halt ewig lang.
Das bedeutet, wenn man ein GPS-Gerätchen kriegt und zum ersten Mal
einschaltet, kann es halt ein paar Minuten dauern, bis man die
Position kriegt.
Und damit es schneller geht, muss man wohl hingehen, wo keine
Abschaffungen sind, keine Reflexionen, sodass das Signal sauber
durchläuft.
Deswegen kann es einfach sein, wenn man die GPS-Ausrüstung auch lange
schon im Keller liegen hat.
Das passiert hier ja manchmal.
Man hat viele Ausrüstungen im Keller liegen hier und hat nur dann ein
Jahr mal ein Projekt, wo man damit arbeitet.
Wenn man dann das Projekt schneller durchziehen möchte, dann macht man
die Geräte einmal, bevor man sie messen möchte, an, stellt sie raus,
bis sie eine aktuelle Information untergeladen haben und kann dann
schneller messen.
Und jetzt möchte ich gerne versuchen, diesen Terminus-Code ein
bisschen klarer zu machen.
Am Beispiel des CA-Codes mache ich das, also des zivilen Codes.
Es ist ein binärer Code, also wieder dasselbe wie hier das Bildchen.
Achso, und hier MATLAB steht an, weil MATLAB eine interessante
Function -Bibliothek zur Verfügung stellt, mit allen DNS-Signalen, die
es so gibt.
Das heißt, man kann sich da im MATLAB-Kontext einfach die Signale ein
bisschen genauer angucken, wenn einen das interessiert.
Und MATLAB ist ein Programmierungs-Code, ich weiß nicht, ob man das
vorhin schon gehört hat.
Das machen wir hier in der Erfahrungsschreibung auch.
Okay, also der CA-Code ist ein binärer Code und er ist pseudo
-zufällig.
Er wird auch als pseudo-random oder PRN beschrieben.
Pseudo-zufällig bedeutet, er ist zwar zufällig, aber er erholt sich
alle Millisekunde.
Sodass er nicht so richtig zufällig ist, aber er erholt sich alle
Millisekunde.
Und dieses Element von einer Millisekunde wird dann geteilt nochmal in
diese binären Informationen und die heißen Chips.
Sodass dieser einen Millisekunden-Code im Prinzip 123 Bits enthält an
die anderen Informationen.
Und im Unterschied zum CA-Code ist die Länge von dem P-Code 37 Wochen.
Also er wiederholt sich auch, aber nicht jede Millisekunde.
Das Wiederholen jede Millisekunde ist deswegen interessant, weil
obwohl es ein pseudo-zufälliger Code ist, wiederholt er sich alle
Millisekunde.
Das heißt, wenn ich ein Satellitensignal empfange und eine Sekunde
messe, kann ich da tausendmal den Code darin und kann den
rekonstruieren durch Algorithmen selbst, wenn ich ihn nicht kennen
würde.
Also er hat eine Länge, die nicht eine Millisekunde ist, sondern
viele, viele Wochen.
Was ihn dann präzise macht, weil man ihn nicht über so eine lange
Dauer beobachten kann.
Und zwischendurch ändert es sich auch wieder.
Gibt es jetzt noch etwas oder ist es wirklich ein hochkomplizierter
Code?
Also dass man eindeutige Trennung durchführen kann, dass die Codes an
sich eine Korrelation von nahen Nullen haben.
Deswegen ist die Frage gut.
Also hier den Klarkode, weil er auch protectet sein soll und ein
pseudo -zufälliger Code, der sich wiederholt mit einer Millisekunde,
wenn es ein ziviler ist und über den Code, weil jeder Satellit einen
eigenen Code hat, kann das Satellit dann identifiziert werden.
Weil er auch eine Bibliothek hat, Satelliten-Nummer-Code, im Hardware
-Kontext abgelegt.
Kann man sich das so vorstellen, wenn jetzt ein neuer Satellit
hochgeschossen wird und er anfängt zu senden, erzeugt er da einen
zufälligen Code.
Der Code ist schon hinterlegt, das haben sich die Leute überlegt, dass
der Code eben untrennbar ist von den anderen Codes.
Deswegen ist er absolut zufällig.
Eigentlich ist es egal, wie der Code ist, er muss nur anders sein als
die von den anderen Satelliten.
Wenn man sich aber clever Gedanken macht, kann man die Signale, die
ankommen, wo man die Phase von den Codes trennt, kann man das auf eine
elegante Art machen, wenn man einen Abgreif durchführt über bekannte
Codes und Satelliten-Identifikationen.
Theoretisch würde es auch mit irgendeinem gehen, aber nicht so gut.
Das heißt, der Satellit macht sich keine Gedanken, sondern der Typ,
wie er einen hochschießt, macht sich keine Gedanken über den Code.
Aber der ändert sich?
Es ändert sich ja dann nie, wenn er mal einen weggezählt wird.
Ja, das ist korrekt.
Er ändert sich nicht.
Das heißt auch, wenn man jetzt sagt, es gibt nur 32 Codes, die man zur
Verfügung hat, dass wenn ein Satellit in Rente geht und es kommt ein
neuer Satellit dazu, dann wird der Code übertragen.
Und so ein Code ist im Prinzip nur eine Abfolge von Rechteckimpulsen,
wenn es erzeugt wird.
Soweit?
Sodass man theoretisch sagen kann, das Signal wird robuster, dadurch
dass man einen bekannten Code auf eine Trainerphase moduliert, wird
das Signal robuster.
Denn man könnte sogar, wenn ein Stückchen fehlt, ist es gar nicht so
schlimm, weil man es ja rekonstruieren könnte, weil man den Code ja
kennt.
Und das ist hier gemeint mit, dass man die Informationen spreizt auf
eine gewisse Länge, was durch die Codes passiert.
Was ist so ein Muster?
Das heißt, die Info ist nicht instantan in der Code, sondern es ist
bereits über einen bestimmten Bereich visualisiert.
Für L1 und L2 ist das Frequenzspektrum visualisiert, ohne dass man
eine Skala hat.
Also hier der CA-Code, der hochfrequenter ist als der P-Code.
Und auf L2 eben nur der präzise Code, aber gespreizt über ein gewisses
frequentes Spektrum.
Und hier findet man dann die Modifikationen, die es gibt, je nach GPS
-Satellitengeneration.
Erstens mal hier ein zweites ziviles Signal und ergänzend dazu noch
militärische Signale, die hier von der Intensität auch stärker werden.
Also es gibt dort spezielle Frequenzbereiche und die sind eben so
gewählt, dass die einzelnen Informationen sich nicht stören.
Das ist der militärische Code, der geht da rein, wo der GPS-Code oder
der P-Code minimal ist.
Also hier geht der rein, sodass man wenig Überlappung hat.
Trotzdem hat man Überlappung.
Und hier ist nur GPS dargestellt, aber wir wissen ja, es gibt vier
GMSs, deswegen einfach mal, wie es aussieht im Frequenzspektrum mit
den einzelnen Signalen und Breiten.
Blau ist GPS, Rot ist Russland, Grün ist das neue GLONASS, wo eben von
der Identifikation über die Frequenz übergegangen wird, auf die
Identifikation anhand des Codes.
Hier haben wir Galileo und es fehlt hier noch Bebo, um es sozusagen
vorzumachen.
Unterschiedliche Breiten, unterschiedliche Intensitäten und damit man
diverse Signale übertragen kann, auch unterschiedliche Modulationen.
Und manche haben beim Thema Weltprojekt auch diese Akkulüge, das weiß
ich gar nicht, was das ist, gestated, hier MBOG oder BOG,
das hängt mit Modulation zusammen.
Und wir werden uns das zum späteren Zeitpunkt genauer angucken.
Hier kann man einfach nochmal mitnehmen, es ist ziemlich voll in dem
Frequenzbereich.
Und wer sich mit Signalen auseinandersetzt, mit
Informationsübertragung, der wird all diese Schlagworte vielleicht
kennen aus der Physik, auch das kommt zum späteren Zeitpunkt, das ist
jetzt nicht nötig.
Okay, was heute noch auf uns wartet, ist im Endeffekt nur Codemessung
erläutere ich, Phasenmessung erläutere ich und erläutere die Übungen,
die wir noch machen, die wir in den nächsten Wochen brauchen.
Bevor ich das tue, können wir jetzt das Zettelchen nochmal nehmen, was
ich vorher ausgeteilt habe und da drauf schreiben, wenn ihr die
Möglichkeit hättet, was wir heute gemacht haben.
Und da drüber tue ich nochmal durch, was wir an Folien haben, was nie
mehr zu vergessen, was ist das Bedeutsamste der heutigen 100 Minuten
bisher.
Und schreibe das einfach in das Fensterchen, was noch frei ist, rein.
Und wenn ihr was gefunden habt, dann überlegt mal warum das so war.
Einfach, was die Begründung ist.
Ich habe gedacht, ich komme mit dem Pappkärtchen an, aber dann habe
ich auch gedacht, das wäre eine Verschwendung, dann schreibe ich es in
das Feld ein.
Warum ist das, was ihr jetzt ausgesucht habt, in das Feld gelandet und
nicht etwas anderes?
Okay.
Was ich jetzt gerne machen würde, ist, dass jeder, wir gehen durch die
Reihe und jeder sagt, das Schlagwort, was für ihn persönlich am
wichtigsten wäre, wenn er keins hat, einfach weitergeben und ich
versuche das mit aufzuschreiben.
Also nur das Schlagwort, keine Begründung, warum das so ist, ist total
egal, aber das Schlagwort bitte kommunizieren und ich notiere es mit.
Können wir das machen oder braucht jemand Zeit?
Okay,
wir legen los.
Hinten oder vorne?
Ja.
Und sagt jetzt, was ihr offiziell gemacht habt und was ihr heute schon
gesagt habt.
Wann geht es los?
Kommunikation.
Zwischen.
Nachrichten.
Freundschaft.
Okay.
Kurzüberschreitungen.
Kommunikationsnachrichten.
Polyspunktion.
Das wissen wir ja in der Regel.
Das Ausbauen und Einsammeln der Zertifizierungssignale.
Minusstruktur.
Herzinfarkt.
Was hast du denn vorgesehen?
Geht doch nicht, ich will ja auch was haben.
Kommunikation.
Weiterstrecken.
Kommunikationsnachrichten.
Symbolstruktur.
Okay.
Also, das zeigt, dass unterschiedliche Leute unterschiedliche Dinge
unterschiedlich wahrnehmen.
Nichtsdestotrotz finde ich, dass es einen guten Einblick gibt über
das, was wir gemacht haben.
Und die wichtigsten Sachen stehen da.
Gefällt mir gut als Abschluss für das hier.
Und jetzt rede ich über Code.
Und zwar diesen Code, den ich gerade eben gezeigt habe.
Der auf das Signal aufmoduliert wird.
Code-basierte Positionsbestimmung und Phasen-basierte
Positionsbestimmung.
Was koppelt nochmal in die Analogie zum Phasenvergleichsverfahren
hinein.
Code -basiertes Messen ist das, was die Smartphones tun.
Metergenau.
Phasen-basiert ist das, was die geodätischen GPS-Empfänger tun.
Preisfaktoren, Unterschiede von wenigen Cent.
Wenn man die Software noch alles wieder zurechnet, dann läuft ihr bei
der nächsten Übung mit Geräten durch die Gegend, die 15.000 bis 20.000
Euro wert sind.
Das Grundprinzip bei beiden Beobachtungsverfahren ist dasselbe.
Wir wollen eine 3D-Position des Empfängers, aber wir wissen, dass die
Zeit auch eine Rolle spielt.
Also wir brauchen minimum viermal die Strecke ausgemessen zwischen
einem Empfänger und den Satelliten, die im Orbit zur Verfügung stehen.
Das Grundprinzip ist dasselbe, egal ob es Code-Messung ist oder Phasen
-Messung.
Und ich stelle es immer nur bei der Code-Messung bezüglich einer
Epoche dar.
Das bedeutet, ich messe jetzt.
Und nicht, ich messe jetzt.
Das ist eine lange Zeit.
Das ist aber die Realität.
Wenn ihr mit dem Smartphone draußen unterwegs seid, dann bestimmt es
kontinuierlich die Position.
Einfache, robuste, ungenaue Art der Positionsbestimmung ist, indem man
den Code auswertet.
Und zwar wirklich der Code hier.
Und das kann man tun, weil man den Code kennt.
Deswegen kennt man die unterschiedlichen binären Zustände des Codes,
wie es vom Satellit ausgesendet wird.
Und der Empfänger kennt den Code und kann ihn also publizieren.
Und der Unterschied zwischen diesen beiden binären Zustandsreihen ist
einfach die Verschiebung des einen Codes gegenüber dem anderen.
Und weil man die Länge von so einer Schiebrate kennt, kann man aus der
Verschiebung der Codes den Zeitunterschied bestimmen.
Und über den Zeitunterschied multipliziert mit der
Ausbreitungsgeschwindigkeit die Strecke.
Weg durch Zeit reicht die Geschwindigkeit.
Die Geschwindigkeit hier mal angenommen soll C sein.
Die Lichtgeschwindigkeit, wenn man weiß, wie lange ein Signal mit
Lichtgeschwindigkeit von A nach B braucht, kann man die Entfernung
ausrechnen.
Das ist das Prinzip der Codemessung.
Und es verschieben diese Signale gegeneinander, bis man wirklich
dieses Delta-T bestimmt hat, gegenüber Kreuzproperationstechniken.
Habt ihr das schon irgendwo gehört?
Okay.
Die Satellitensignale, also die Codes, können nur 0 oder 1 sein.
Etwas anderes können sie nicht sein.
Und man multipliziert jetzt zum Beispiel den Wert hier mit dem, den
Wert mit dem, den mit dem, den mit dem usw.
Jede kleine Chip-Schrittweite, für jede kleine Chip-Schrittweite wird
der eine Code mit dem anderen multipliziert.
Und es kommt eine Zahl raus, eine Integerzahl.
Und wenn man das Maximum der Zahlen hat, dann liegen die genau
untereinander.
Dann hat man jede 1 mit jeder anderen 1 multipliziert.
Und auch so hier.
Und wenn man die nicht exakt untereinander liegen hat, kommt eben ein
kleinerer Wert raus.
Und das kann man mit jeder Zeitreihe machen.
Das lernt man auch.
Man kann jede Zeitreihe mit jeder korrelieren.
Und hier hat man eben so eine Kreuz-Korrelation zwischen den beiden
Signalen.
Das heißt, man kann dieses Delta-T bestimmen, indem man das eine
Signal gegenüber dem anderen einfach sukzessive unterschiebt und die
Schrittweiten zählt.
Dann hat man dieses Ding hier.
Strecke von R nach S, oder von S nach R, denn S steht für Satellit und
das steht für Empfänger, für Receiver.
Und TR ist der Zeitpunkt im Receiver, minus TS ist der Zeitpunkt, wo
das Signal im Satellit erzeugt wurde.
Der liegt früher.
Deswegen zieht man das eine von dem anderen ab.
Okay soweit?
Oder gibt es Fragen da?
Wenn es nicht klar ist, müssen wir fragen.
Warum Pseudo?
Wir haben eine Frage, jetzt die nächste.
Genau.
Warum ist es Pseudo?
Genau.
Weil es nicht gerade verlangsamt, die wurde geflogen durch der
Atmosphäre und andere Atmosphären.
Auch verlangsamt?
Genau.
Das könnte ein Grund sein, dass sich die Geschwindigkeit ändert.
Der Hauptgrund liegt aber darin, dass die Uhren im Satellit und im
Empfänger Fehler aufweisen.
Bitte?
Ja.
Also sie gehen zwar genauer die Atomuhren als unsere Quarze auf der
Erde, aber sie gehen trotzdem in einem bestimmten Fehlerbereich
ungenau.
Das muss man berücksichtigen.
Genau so gehen die Quarze ungenau.
Deswegen wird diese Gleichung hier, die selbe wie vorher, erweitert um
Fehler der Uhren.
Um Empfänger-Uhrfehler und Satelliten-Uhrfehler.
Das sind die Delta´s hier.
Den Satelliten-Uhrfehler, den kriegt man übermittelt über die
Navigationsnachricht.
Die ist natürlich vorstande bei Navigationsnachrichten.
Das ist ein Teil davon, was auch die Satelliten-Uhr betrifft.
Aber den Empfänger-Uhrfehler, den kriege ich nicht übermittelt.
Den muss ich selber bestimmen.
Woher bestimmt man eigentlich, dass eine Atomuhr einen bestimmten
Fehler hat?
Wir haben eine Idee, wie man das machen könnte.
Erstens sind in jedem Satelliten-Uhr mindestens zwei, drei, vier
Atomuhren drin.
Das heißt, die kontrollieren sich gegenseitig.
Dann hat man eben Atomuhren, Zelsium und Rubinium zum Beispiel.
Die eine ist kurzzeitstabil, das andere ist langzeitstabil.
Das heißt, man hat einen langen Trend, den man genau hinkriegt und
einen kurzen Trend, den man auch genau hinkriegt.
Und kann da dann Fehler ableiten, je nachdem, auf welchen Normalen man
sich bezieht.
Darüber hinaus kann das Kontrollsegment, auch dafür ist das
Kontrollsegment gut, dadurch, dass es Signale von allen Satelliten
empfängt und weil sich im Keller auch noch eine Atomuhr oben stehen
hat, da diesen Empfänger oder Fehler bestimmen.
Bezogen auf eine EES-Zeit, die definiert wird als atrosche Zeit.
Das ist immer der Fehler relativ zur Zeitbasis.
Aber im Endeffekt ist alles immer wiederbehaftet, weil wir keine
genaue Zeit haben.
Ja, oder alles ist irgendwie relativ.
Genau, so wie immer.
Aber wichtig, sowohl die hochgenauen Uhren im Satellit, als auch die
Uhren im GPS-Empfänger, da muss ja eine Zeitmessung durchgeführt
werden, sind Fehler beachtet und das muss man in diese Gleichung mit
reinnehmen, da steht immer noch das CB dabei.
Und deswegen ist das eine Pseudoentfernung.
Und wenn man dann die Fehler hier zusammenpackt, zu einem packen und
den von der Messung hier abzieht, dann würde das kleine PR die
Pseudostrecke sein.
Die Pseudostrecke.
Okay.
In der Folie davor sieht man, dass man nichts sieht.
Nämlich hier oben ist das GPS-Signal.
Das untergeht dem Rauschen, dem normalen, thermischen Rauschen.
Und wenn man jetzt aber weiß, wie der Code aussieht, den man versuchen
möchte in dem Signal zu finden, dann kann man den Code korrelieren,
das ist das Symbol hier, korrelieren über eine gewisse Zeit mit dem
empfangenen Signal.
Und was man hier sieht, sind die Korrelationszahlen, also hier von 0
bis 80 ist es.
Und es gibt genau einen Peak.
Obwohl es hier so verrauscht aussieht,
ist man signalverarbeitungstechnisch durch diese Korrelationstechnik
in der Lage, hier raus einerseits zu finden, welcher Satellitsent,
welches Signal, und dann eben auch den Code zu replizieren und daraus
dann eine Laufzeit bzw.
eine Streckenmessung abzuleiten.
Es ist signalverarbeitungstechnisch sehr einig, was da abläuft in dem
Empfänger.
Und auf diesem Bildchen ist ein Versuch zu visualisieren, was es
bedeutet, Pseudo-Streckenmessung und was es bedeutet, tatsächliche
Streckenmessung.
Also hier Satellit, der sendet ein Signal aus, man misst die
Entfernung dazu, über Laufzeitmessung, die Entfernung ist eine Pseudo
-Entfernung und die muss korrigiert werden, und zwar bei jedem
Satellit um denselben Empfängerprofil, damit wenn der in so einen
Bereich rauskommt, wo sich die Kugeln schneiden, sondern dass alle
Kugelradien sich bestmöglich eindeutig in einer Position treffen.
Ja?
Die kann man ableiten, weil man in der Regel ja 5, 6, 7 Satelliten
empfängt, und dann kann man kombinieren oder man macht Ausgleichung,
was man dann noch braucht.
Dann schmeißt man alles rein und hinten kommt noch eine Genauigkeit
raus.
Frage?
Schneiden sich diese Radien dann wirklich an einem Punkt?
Oder schneiden die sich so mit ca.
10 cm in der Mitte nach?
Ja, die schneiden sich immer in dem Bereich, immer.
Und je besser der Blockfaktor, um den Link wieder zu machen, desto
einfacher kann der Schritt geometrisch sein.
Aber wir haben total viele Fehler, die immer dafür sorgen, dass man in
Positionen plus irgendein Unpräzisionsmaß kriegt.
Klar, das ist jetzt natürlich zweidimensional gezeigt, aber in
Wirklichkeit sind es ja Zwerge.
Und die schneiden sich doch tatsächlich in einen Punkt, sogar in zwei.
Wird das dann rauskomponiert, also die Punkte extra nicht kreiert,
weil das dann vielleicht nicht mehr auf der Erde praktisch wert ist?
Ja, genau.
Den zweiten Schrittpunkt kann man geometrisch ausschließen, als nicht
wertbar.
Ja, aber den ersten, da wird es jetzt hier so dargestellt, als würden
sie sich nicht schneiden.
Dabei schneiden sie sich wohl nicht in dieser Ebene.
Aber es gibt ja einen tatsächlichen Schrittpunkt von diesen Sphären
auch ohne Perfektur.
Ja, es ist aber qualitativ mit der beste.
Denn in der Regel hat man eben mehr als drei.
Achso, ja.
Aber man könnte da so Trade-Offs machen.
Schmeißen wir den einen Satelliten weg, was ergibt sich dann für ein
Schrittpunkt?
Ein Schrittpunkt koordiniert mit welcher Ungenauigkeit?
Dass man eben basierend auf solchen kombinatorischen Ansätzen
schlechte Signale eliminieren kann.
Dass man in unterschiedliche Varianten rechnet, um den schlechtesten
Satelliten zu finden, den wegzuschmeißen und dann die endgültig
Position nur noch mit dem Minus-einen Satelliten zu rechnen.
Ja.
Okay.
Und hier einfach nochmal kurz reingestreut, dass hier die GPS
-Positionsbestimmung als Abfallprodukt eine hochgenaue Zeit im
Empfänger ermöglicht.
Dadurch, dass man den Empfänger-Urfehler bestimmt.
Also wenn man jetzt so eine Bilanzgleichung aufmacht, was kennt man,
was kennt man nicht, dann ist es so, dass man die Satelliten
-Positionen kennt und dass man den Satelliten-Urfehler kennt und man
kennt nicht die Position des Empfängers, Receiver R, und nicht den
Empfänger -Urfehler.
Also das sind vier Unbekannte.
Deswegen brauchen wir vier Satellit-Signale zur Positionsbestimmung.
Und dann ist die Strecke zwischen zwei Satelliten eben auch
interpretierbar als eukalyptische Raumstrecke, die gebeugt sein muss.
Okay, kurzer Link wegen der Zeit.
Jedes GNSS hat seine eigene Zeitbasis und macht mit der Zeit, was es
selber für am wichtigsten erachtet.
Also man sieht zum Beispiel hier die UTC-Zeit mit den Schaltsekunden,
wo man ja manchmal hat, dann die EPS-Zeit, die Kloners-Zeit, die sich
hier anhängt, und die Beigut-Zeit hier oben.
Und hier unten Atom-Zeit, die einfach konstant durchläuft, wo wir
nehmen die Gebrauchszeit, UTC, die immer Schaltsekunden messen,
nachgeführt wird.
Ja?
Ich verstehe das hier gerade nicht ganz, muss ich sagen.
Das Gute ist, die Atom-Zeit ist immer null, keine Abweichung.
Ob sie keine Abweichung hat, wollte man nicht sagen, an eine Linie
stellen, aber die ist per Definition festgelegt auf irgendeinen Wert.
Und die anderen Zeitsysteme weisen eine Abweichung zur definierten
Atom -Zeit auf.
Wenn man die Atom-Zeit als wahre Zeit anzählen würde, die unverändert
ist von der Rotationsgeschwindigkeitsänderung der Erde, wo man hier
diese Schaltsekunden eben hat.
UTC ist Universal Time, also die Gebrauchszeit, in der wir leben.
Und dann koppelt sich hier die GPS-Systemzeit ab.
Wer hat sich irgendwann dazu entschlossen, nein, das ist komische
Schaltsekunden -Zeug machen wir nicht mit.
Wir leiten von Standard Offset zur Atom-Zeit.
Und das war hier um 1980 rum.
Dasselbe hat Prelude gemacht, zum späteren Zeitpunkt, und GLONASS geht
diese Treppe mit.
Sodass, wenn man Systemingenieur ist und will, GPS-Daten mit GLONASS
-Daten zum Beispiel merken in der Auswertung, dann muss man wissen,
die Zeitsysteme sind ganz unterschiedlich.
Das ist irgendwie blöd, dass man sich hier nicht auf eine Systemzeit
einigen konnte für alle.
Aber gleichzeitig auch interessant, weil ja die Systemzeiten auch über
unterschiedliche Atom-Uhren festgelegt sind, sodass man da wiederum
zwischen den einzelnen Realisierungen Untersuchungen durchführen kann,
und die sich gegenseitig auch kontrollieren.
Und warum ist denn der GLONASS, warum ist es nicht konsumierlich?
Die Sprünge sind unterschiedlich.
Das hängt mit der Schaltsekunde zusammen von UTC.
Also wir haben nicht immer zum selben Zeitpunkt bezogen auf die...
Wir haben nicht immer Silvester eine Schaltsekunde.
Wir haben es nur zu bestimmten Jahresletztern haben wir eine
Schaltsekunde.
Manchmal kommt die auch mit einem Silvester, sondern manchmal kommt
die...
Irgendwann zwischendurch im Juni mal war eine.
Es hängt einfach davon ab, wann sich die Experten dazu entscheiden,
die Schaltsekunde einzuführen.
Warum?
Warum sind die nicht so direkt?
Weil die Abweichung signifikant groß ist, sodass man sie
berücksichtigen muss.
Es sind ja immer so binäre Sprünge.
Eine Sekunde und nichts irgendwie Urteiliges davon.
Irgendwann ist die Abweichung so groß, dass man eine Schaltsekunde
einführen muss.
Und dann reicht es nicht in diese Zeit.
Im Hintergrund wird die Abweichung natürlich immer wieder größer.
Und zu einem bestimmten Zeitpunkt muss man sagen, wir brauchen eine
neue Schaltsekunde.
Die Abweichung von?
Ja.
Ist es nicht auch so, wie koppelt die Abweichung von, wie oft sich die
Erde in die Sonne dreht?
Das hängt von der Bewegung der Erde zusammen.
Das ist ja nicht genau, wenn die Erde 65 Grad in der Sonne ist.
Ja, aber es hängt auch davon ab, dass sich die Erde ja immer langsamer
dreht.
Und dass das auch keine kontinuierlich gleich bleibend negativ
beschleunigende Bewegung ist, sondern dass sich das auch ändert im
Laufe der Zeit.
Die Änderungsrate ist nicht linear.
Also, über Zeitsysteme werden wir von Kurzeits aufgeklärt werden.
In mehreren Lehrveranstaltungen im höheren Semester, wie das so ist.
Und da ist dann Astronomie ein interessantes Anwendungsfeld.
Das man eben weiß, zu welcher Zeit steht, welcher Stern oder welcher
Planeten wo.
Und daraus kann man dann auch Zeiten ableiten oder Längen, Grad in der
Erde.
Für diese Lehrveranstaltung hier ist es nur wichtig zu realisieren,
die Zeit oder die Positionsbestimmung ist eigentlich eine Zeitmessung.
Und die Zeitmessung ist nicht absolut fix.
Sondern es sind Fehler im Satelliten und im Empfänger.
Im Satelliten kriegt man sie über die Navigationsnachricht
übermittelt.
Im Empfänger muss der Algorithmus das selber ausgleichen.
Und ausgleichen bedeutet bestimmen.
Wenn man das aber macht, kann man sich auf eine allgemein akzeptierte
Zeitbasis beziehen.
Und damit ist GPS wieder ein gutes Tool, um Zeiten zu bestimmen.
Ok.
So bestimmen geodätische Geräte nicht die Laufzeit, die ich gerade
bestimmt habe.
Sondern zivile, metagenaue Navigationsgeräte.
Die geodätische Positionsbestimmung ist trägerphasenbasiert.
Und das bedeutet, dass wir die Phasenlage des Signals ausmessen.
Damit sind wir aber in der Lage, deutlich genauer zu werden.
Wir können die Phasenlage in der Regel auf Millimeter genau bestimmen.
Und daraus kann man dann Millimeter, Zentimeter genaue Positionen
ableiten.
Dieses Verfahren der Trägerphasenmessung und der Zentimeter genauen
Positionsbestimmung ist bei der nächsten Übung erprobt, wo das Ganze
dann auch noch in Echtzeit angewendet wird.
Wir haben einerseits das Signal, was den Code beinhaltet, aber
gleichzeitig auch die Trägerphase beinhaltet.
Es kommt unten an und wird der Code demoduliert, weggeschmissen.
Und wir schauen uns nur das Trägersignal an.
Und das Trägersignal wird ausgewertet.
Wir haben doch gesagt, dass die Smartphones nur die L1 Frequenzen
haben.
Geometrische Geräte auch?
Nein, die können L1, L2, L5.
Also es ist nicht nur für den militärischen Bereich, sondern auch für
den militärischen und den geometrischen Bereich.
Genau, weil bestimmte Dinge, die militärische Schutzmechanismen
beinhalten, werden auch algorithmisch retrofiltert in den
geometrischen Empfängern.
Was sicherlich daran liegt, dass bestimmte Probleme zwischen den
Herstellern und den Erfindern des Systems bestehen.
Die Hersteller werden natürlich auch für die Militärhersteller.
Ja, ja.
So weit und ja.
Ja,
Frau Angenommen, das sind wirklich genügend Kenntnisse.
Man kennt sich ja im ganzen System schon von voraus.
Könnte man das theoretisch selbst so umbauen?
Wo kann man das noch auf den militärischen Seiten hin?
Ja.
Glaube ich.
Es wird schneller, würde ich sagen.
Das heißt, wenn man alles schon kennt, muss man nichts irgendwie
versuchen zu filtern, irgendwie Signale zu verarbeiten, sondern man
hat die Kenntnis schon, wie es gehen muss und hat dann die Position
schneller.
So würde ich es interpretieren.
Man hat schneller eine gewisse Genauigkeit.
Da könnte man auch sagen, es ist genau.
Aber eher die zeitliche Änderung vor die Zeit.
Okay.
Wir warten mal, was so passiert.
Und ich mache vorher die Übung.
Er erklärt, wie die Übung läuft.
Also, bei der Übung macht er folgendes.
Der Lauf, assistiert von Jakob Weisgerber.
Oder hier, müssen wir gucken, wie es aufgetaktet wird.
Lauft er diese Punkte ab, die auf der Abbildung 1 zu sehen sind.
Es sind insgesamt neun Punkte.
Oben zwischen 1 und 2 ist so ein Kreuzchen.
Zwischen 1 und 3 ist ein Kreuzchen, weil der zweite Punkt fehlt.
Den haben wir nicht mehr gefunden, Manfred und ich.
Und wir haben uns dafür entschieden, ihn dann auch nicht mehr zu
vermarkten.
Wir vermessen diese Punkte, weil die Punkte mit ihren Koordinaten dann
die Basis darstellen werden für eure topografische Geländeaufnahme.
In Vermessungskunden 2, das ist die vierte Übung, da werdet ihr dieses
Gebiet und den Spielplatz drumherum tachymetrisch, topografisch
erfassen.
Wisst ihr, was eine topografische Geländeaufnahme ist?
Oder wusstet ihr, was das ist?
Keiner weiß.
Also, ihr bestimmt die Höhe und die Ladekoordinaten.
Beim Manfred könnt ihr einen Plan machen von dem Gebiet.
Und das hier ist das nächste Gebiet, was ein bisschen Bewegung
aufweist.
Hier in der Nähe, dass es etwas flach ist, dass man auch etwas sieht.
Und das macht man von Standpunkten aus, die Koordinaten haben, oder
man stellt sich irgendwo auf mit einer freien Stationierung und zieht
aber koordinatemäßig bekannte Punkte an.
Und diese koordinatemäßig bekannten Punkte, die liefern wir euch und
Manfred durch die RTK-Übung einerseits.
Andererseits, weil wir viele Messungen pro Gut haben werden, können
wir auch gucken, wie genau ist dieses RTK-Verfahren.
Und RTK steht für Real Time, also in Echtzeit, und K steht für
Kinematic, das auch in Bewegung sein kann.
Wir machen aber die Kinematic in der Art, dass wir 5 Sekunden an jedem
Punkt für eine Einzelmessung durchführen müssen.
Kommt gleich.
Also, jede Gruppe, und es können maximal 4 Leute pro Gruppe sein, kann
nicht allein mit dem Gerät rauslaufen.
Wir müssen euch das erklären, wie es funktioniert.
Deswegen findet ihr in Ilias, neben der Aufgabenstellung, auch
Zeitfenster, die wir euch anbieten können.
Entweder habt ihr ja auch Zeit, oder ich habe Zeit.
Ihr findet euch zusammen mit mindestens 2 anderen, also 3er oder 4er
Gruppen könntet ihr gut, wenn es gar nicht geht, aber auch eine 2er
Gruppe.
Aber eine Einzelgruppe machen wir nicht.
Dann sagt ihr uns, wann ihr die Übung durchführen wollt, über Ilias.
Und in Ilias, in der Aufgabenstellung von Übung 3 steht drin, wir
haben an dem Tag Zeit von 8 bis 20 Uhr.
Und das ist für die nächsten 14 Tage steht es drin.
So lang habt ihr auch Zeit, um die Übung durchzuführen.
Mit uns zusammen.
Wir legen dann Zeitfenster, und wir treffen uns dann zu Beginn des
Zeitfensters, unten bei Torsten Lauer, bei der Instrumentenausgabe, am
hinteren Eingang.
Dann gibt es eine Einweisung, wie das Gerät bedient werden soll, und
wir gehen mit euch in das Gebiet nach hinten, messen die ersten 2
Punkte gemeinsam, und setzen uns dann irgendwo hin.
Falls Probleme auftreten, dass wir in der Nähe sind.
Also, wenn es gut läuft, würde ich sagen, dauert es eine Stunde.
Ihr habt ja gesehen, bei der Planung von heute Morgen, dass manche
Punkte nicht so leicht zu messen sind, dann kann es durchaus sein,
dass es nochmal eineinhalb Stunden oder so draußen ist.
Es ist aber auch davon abgedeckt, wie gut ihr die Punkte findet.
Das hat Leo, glaube ich, gesagt, dass er die Punkte gut gefunden hat.
Und wenn man jetzt Zentimeter genau messen möchte, geht es so nicht
mehr.
Und deswegen gibt es für jeden Punkt Einmessungsskizzen.
Findet ihr auch in Ilias.
Daneben wissen Jakob und ich, wo die Punkte sind, aber ihr kriegt
Maßband mit, ihr kriegt Meterstab mit, um die Punkte sind bodennah,
oder eigentlich auf der Oberfläche des Bodens, vermarkte Punkte,
entweder Holzen oder so kleine Plastikmarken.
Aber da manche eben auch im Sand oder im Oasen sind, kann es sein,
dass die verschüttet gegangen sind.
Überdeckt sind durch Rasen oder durch Sand.
Deswegen müsst ihr die auffinden, so wie man es macht mit
Einmessungsskizzen.
Und wenn man dann zu viert ist, ist es ganz elegant, dass eben
vielleicht zwei Leute für die ersten fünf Punkte die Punkte auffindig
machen, signalisieren und dann wechselt man sie ab.
Oder man bleibt gemeinsam am Geräte.
Aber eine Stunde müsste reichen, wenn es gut läuft.
Aber wir kalkulieren mit zwei.
Ich will, dass jede Gruppe ein Zwei-Stunden-Zeitfenster für sich
reserviert.
Nicht, dass die Übung länger geht und dann schon die nächste Gruppe
dasteht und blöd guckt.
Dass wir da einen Kuffer haben.
Wir erklären euch das Handling der Geräte.
Gerne auch nochmal das Messverfahren oder wo jetzt Zusatzdaten
herkommen.
Das Ziel besteht aber darin, dass jeder von diesen neun Punkten
fünfmal pro fünf Sekunden messt.
Jede Gruppe macht das.
Und wenn wir jetzt hier 20 Leute haben und wir haben fünf
Vierergruppen, dann haben wir 20 Messungen pro Punkt.
Nein, 25 Messungen pro Punkt.
Falls zu dem Zeitpunkt, wo ihr rausgeht, auch wirklich eine Messung
möglich ist.
Das haben die zwei vorherigen gezeigt.
Manche Punkte zu bestimmten Zeiten könnten kritisch sein.
Und wenn es so ist, dass ihr zu dem Zeitpunkt rausgeht, wo der Punkt
nicht messbar ist, dann macht ihr genau das, was die zwei vorher
gesagt haben.
Nämlich, ihr versucht ihn zu messen.
Geht nicht.
Okay, wir gehen weiter zu den nächsten Punkten.
Und wenn ihr alle Punkte durch habt, dann geht ihr nochmal zu den
Punkten hin, die ihr nicht messen konntet.
Wenn sie dann aber nicht messbar sind, ist es nicht euer Verschulden,
dann geht ihr rein.
Also es kann auch sein, dass wir nicht so viele Messungen pro Punkt
haben.
Das ist aber die Idee, die unter der Übung steckt.
Wir messen nicht an der Stelle, wo wir geplant haben, zeitlich,
sondern wir probieren einfach mal.
Und wenn ihr dann realisiert, ah okay, bei dem Punkt, der stark
abgeschafft ist, da konnten von fünf Gruppen nur zwei eine Lösung
erzeugen, dann könnt ihr das bei euch zerebral dazu führen und sagen,
okay, im Planungsbereich waren wir zu schlecht.
Okay, dann ist das Gerätchen, die Koordinaten, die werden
abgespeichert, interne Notiz aufschreiben und nach der Übung werden
die Daten exportiert und über Elias zur Verfügung gestellt.
Also, wenn wir die Maschine hier noch zum Laufen kriegen, dann erkläre
ich Phasenmessung.
Und Phasenmessung ist die Grundlage für diese Übung, damit wir in den
Zentimeterbereich kommen.
Und wir messen mit einer Ausrüstung, die kann nur IPS und GLONASS.
Wir haben ja auch Ausrüstungen wie IPS, GLONASS, KALILEO und BENDUKAN.
Die habt ihr dann zu späteren Zeiten im Studio.
Hier messen wir mit TOPCON, nicht mit Leica, dass ihr auch
unterschiedliche Ausrüstungen genannt habt.
TOPCON ist qualitativ wirklich vergleichbar.
Und machen wir hier und auf dem HVÜ macht ihr Leica, sodass ihr beide
Hersteller kennenlernt.
Es soll keine Werbung sein, es gibt noch JAVA, TRIMBLE und ALTUS.
Die sind alle dasselbe in dem Kontext.
Okay, eure Aufgabe ist es, Zeitfenster zu finden, die Zeitfenster
abzugleichen mit denen, die in Elias publiziert sind.
In Elias Posting-Absätzen, damit wir wissen, dass ihr die Übung machen
wollt zu dem Zeitpunkt.
Und dann zu dem Zeitpunkt, oder vielleicht auch schon ein Minütchen
früher, wo die Übung losgeht, unten bei Torsten, auf uns zu warten mit
adäquatem, witterungsangepasstem Outfit.
Wir messen auch bei Regeln.
Das macht dem Gerätchen nichts aus.
Der Mester, eine Dreiviertelstunde, Stunde, nachdem wir euch das
erklärt haben, die Punkte durch.
Wir exportieren die Daten für euch und es geht in Elias.
Und es geht deswegen in Elias, weil...
Wo steht denn das?
Weil natürlich wieder Präsentationen anstehen.
Und zwar am 07.06.
im Monat.
Da werden zwei Präsentationen für RTK sein.
Einerseits, weil es ein wichtiges Thema ist, Phasenmessung, Zentimeter
genau.
Andererseits, weil wir ja auch mit den Daten was anstecken wollen.
Und da wird es jetzt so sein, dass zwei von euch während der
Präsentation machen und nur die Daten auswerten, die sie selber
gemessen haben.
Fünf Messungen pro Punkt, zeitlich sehr nah.
Maximal drei, vier Minuten braucht man dafür.
Dann kommen wir wieder zu den Präzisions-Korrektweitfragen.
Und die anderen Gruppen messen ja zu unterschiedlichen Zeiten, also zu
unterschiedlichen Satelliten-Konstellationen.
Und da ist jetzt eine interessante Frage.
Ist der Mittelwert von fünf Messungen, die zeitnah innerhalb von fünf
Minuten, erfasst werden, ist der Mittelwert ein anderer, wie der
Mittelwert von 25 Messungen, die zu unterschiedlichen Zeiten gemessen
werden.
Deswegen brauchen wir vier Leute, die nächstes Mal, und zwar am 07.06.
präsentieren wollen.
Zwei davon werden nur die eigenen Daten auswerten.
Und zwei werden alle Daten auswerten, von allen Gruppen.
Damit es elegant geht, müssen wir bei der Bezeichnung oder bei der
Vergabe der Punktnummern, wenn wir messen draußen, ein bisschen was
beachten.
Das sagen wir euch genau.
Dass jeder Punkt identifizierbar ist und nicht einfach nur Sand oder
irgendwie sowas.
Wir arbeiten mit dem Punktnummern, sodass man das effizient mit Excel
oder mit dem Programm verarbeiten kann.
Also jeder von euch macht die Übung und wir machen die Präsentation.
Jetzt gucken wir, ob die Maschine hochkommt, und während die Maschine
hochkommt, frage ich das.
Dann frage ich, wer gerne die Präsentation machen möchte.
Und ich sage es nochmal, jeder muss hier etwas präsentieren, wenn er
entscheiden möchte.
Man kann thematisch etwas machen oder hier mit dem Nadel.
Das eigene Satz, aber jedes weiß es.
Und das gleiche Typ weiß es.
Auch präsentiert.
Okay, was wollt ihr machen?
Nur die eigenen oder alle?
Ich will die auch.
Die eigenen.
Wir würden das noch machen.
Die andere...
Ja?
Wir fragen auch mal, ob die Komplettur und Präsentation, ob wir das
gleich machen.
Okay, also entweder macht es...
Kamini?
Ja, genau.
Und Lili in Ypsilon?
Genau.
Und wir fragen dann auch noch, wenn wir auf den anderen Fall zugehen.
Das ist eine super Idee.
Ja, so machen wir das.
Super, danke.
Okay.
Okay, es war nur um 100 Minuten.
Also, und jetzt zum Abschluss, wie läuft Trägerphasenmessung ab?
Das Ding ist das selbe.
Man braucht vier Messungen.
Drei für die Koordinaten und eine für die Zeit.
Und wir betrachten nur die Phasenlage.
Hatten wir vorher, war eine Frage, wo ist die Null-Lage oder wann wird
das Signal erzeugt?
Das ist wichtig.
Die Formel sind jetzt mein Geschenk.
Ich erkläre es nur bildhaft hier.
Man sieht hier, die Spindel, das soll ein Satellit sein.
Und hier der Empfänger, das ist der Punkt.
Und der Satellit sendet jetzt ein Signal aus.
Und zwar nur eine Welle, eine stehende Welle, hier in dem Bild.
Das ist nicht so, das wissen wir, aber für die Visualisierung ist das
okay.
Und eine gewisse Anzahl von ganzen Signalen, aber ganzen Wellen
vergeht.
Und es wird nur das Phasenrechtsstück ausgemessen.
Also es wird nicht das gesamte Stück gemessen, sondern nur das
Phasenrechtsstück.
So wird es beim Tachymeter auch.
Es wird nur das Phasenrechtsstück ausgemessen.
Es ist total egal, wie viele ganze Wellenlängen dazwischen liegen.
Das kann das Empfängerchen gar nicht messen.
Es misst nur die Phasenlage und die ist zwischen 0 und 2 Pi.
Oder wenn man es auf Wellenlänge umlegt, zwischen 0 und 20 cm.
Es misst nicht diese ganze Anzahl von ganzen Wellenlängen.
Es misst nur dieses Putzelchen da unten.
Und das Bild ist auch nicht sauber gezeichnet, denn der Satellit
fliegt 20.000 km hoch.
Die Wellenlänge ist 2 Dezimeter.
Es sind mehr als 8.
Oder wie viele es sind hier.
Es sind deutlich mehr.
Aber wir messen nur irgendetwas zwischen 0 und 2 Pi.
Zum Zeitpunkt T1 wird die Phasenlage Pi von T1 gemessen.
Und die ganze Anzahl von Wellenlängen, die kennt man nicht.
Aber man weiß, es ist die Hitzezahl.
Es ist nichts Flottiges.
Es ist eine ganze Zahl.
Und das Verfahren heißt jetzt RTK, weil es in Bewegung ist.
Das heißt, wir betrachten nicht nur T1, sondern auch Ti.
Der Empfänger kann dann auch folgendes erkannt.
Wenn er mal resettet war und losgelaufen ist, dann kann er zählen, wie
viele Änderungen im ganzen Wellenlängen passiert sind.
Das ist dann das hier, ein Zähler.
Der umfasst wiederum das Phasenreststück plus die Änderungsrate im
ganzen Wellenlängen.
Okay?
Das kann er, solange kein Signalwort erfolgt.
Das machen wir gleich.
Und das macht er.
Nicht nur für einen Satellit, sondern für sieben, acht, neun
Satelliten macht er das.
Und man könnte jetzt sagen, okay, über die Blutlösung bekommt er mal
eine Metergenauigkeit.
Und dann probiert der Empfänger einfach alle potentiellen Ends durch
für jeden Satellit, bis er eine beste Lösung hinbringt.
Die Algorithmen sind anders, aber teilweise sind die auch sehr
rechenintensiv.
Aber der Empfänger, der Rechner im Empfänger, bestimmt dieses N für
jeden Satellit.
Und das N heißt Ambiguity, Phasenmehrdeutigkeit.
Und wenn die Ambiguity Zahl für jeden Satellit auf eine Integerzahl
festgelegt ist, dann kann man Zentimeter und Millimeter genau die
Koordinaten bestimmen.
Und das läuft über Algorithmen, und die Algorithmen sind nett.
Die aktuellen Algorithmen sind nicht offengelegt, weil es
Herstellergeheimnisse sind, weil wir wollen, dass Ihre Ausrüstung
schnell die Ambiguities festsetzt.
Habt ihr das?
Das muss reichen für den Moment.
Außer ihr könnt natürlich nicht leben.
Ihr seht draußen, wenn ihr mit den Rechnern arbeitet, wie lange der
Empfänger braucht, um die Ambiguities zu bestimmen.
Weil wir immer wieder mal ein Reset machen für euch, dass wir das
realisieren.
Ja, und noch eine Frage, wie die Empfänger die unterschiedlichen
Satellit -Signale unterscheiden.
Ist das auch wieder über den Code?
Ja, genau.
Also das Signal kommt als Nutzen an, dann wird mit dem Code
abgespeichert, und dann weiß das Apparat, das ist das Satellit XY, und
dann kann er das Maß auf ein Stück ausmessen.
Also das Satellit-Messverfahren ist praktisch auch der Code?
Genau.
Man braucht nicht eine Zuordnung zum Satellit, braucht man eine
Zuverfahrung.
Und als Gimmick, als Gimmick, damit man...
Wo geht der vor hier?
Das heißt, ich habe noch zwei Minuten.
Als Gimmick bei der nächsten Übung gehen wir auch dazu über, von der
absoluten Positionsbestimmung, wo man nur eine Ausrüstung nutzt, Daten
von zwei Ausrüstungen zu nutzen.
Hier läuft aber nur wieder einer rum, und die hält
Kommunikationskontakt zu einer Referenzstation, die befindet sich auf
dem LGL, wo er mit effizienter Rechnung noch eine Extorsion gemacht
hat, am ZKN ist es.
Und diese Daten holen wir uns dazu per GSM-Handy-Verbindung.
Das heißt, wir machen nicht nur Phasenmessungen, sondern wir machen
auch die Kombination von zwei Beobachtungen, die auf Stationen
durchgeführt wurden, die relativ nah beieinander sind.
Also von hier nach vorne sind es vielleicht vier Kilometer.
Die werden den Empfänger auch kombinatorisch verarbeitet.
Wie das funktioniert, erkläre ich das nächste Mal.
Oder draußen, wenn wir umlaufen.
Das heißt, wir messen am Kunden, holen uns Zusatzdaten vom
Landesvermessungsamt, LGL, Landesamt für Geoinformationen und
Landrechte wahrscheinlich heißt es, und der Empfänger kombiniert sie
umschickt.
Das heißt, wir werden auch draußen immer sehen, dass der sich wo
einwählt, dass wir eine Verbindung etablieren per GSM.
Okidoki meinerseits.
Ich empfange das Thema heute angenehmer, für mich persönlich.
Ich hoffe, dass es euch lernend ging.
Ansonsten, liebe Damen und Herren, danke für eure Frage, für eure
Präsenz, für das Mitmachen, für das Stehen.
Und wir sehen uns entweder bei den Übungen, schieben die Übungen jetzt
so lange raus, auch wenn ihr zwei Wochen Zeit habt.
Ja, schieben sie jetzt so lange raus, und jetzt bei den Übungen oder
dann in der Vorlesung.
Bis nächstes Mal auf den Feiertag.
Dann in zwei Wochen.