Qualitätsanalyse eines low-cost GNSS-Empfängers für Echtzeit- und Post-Processing Anwendungen

Viele low-cost GNSS-Empfänger kommen aktuell auf dem Markt und erzielen immer präzisere Ergebnisse bei ihren Messungen. Dadurch werden sie für Ingenieurstätigkeiten in der Geodäsie interessant, bei denen möglichst genaue Ergebnisse erzeugt werden sollen. Vor diesem Hintergrund prüft das LDBV, ob ein solches Gerät als Standardausrüstung für ihre Ingenieure genutzt werden kann. In diesem Fall geht es um den FLX 100 von Leica Geosystems (Abbildung 1), der in dieser Abschlussarbeit einer Qualitätsanalyse unterzogen wird. Dazu werden für die beiden GNSS-Positionierungsmethoden RTK und statisch die Genauigkeit der Positionierung sowie die Wiederholbarkeit der Messergebnisse, die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des gesamten Systems betrachtet. Hinzu kommt der Einsatz beim Auffinden und Abstecken von Punkten.

Der FLX 100 wurde in vier verschiedenen Szenarien getestet. Im ersten Szenario ging es darum, unter besten Bedingungen die Messergebnisse zu betrachten und festzustellen, ob systematische Fehler in der kompletten Messausrüstung vorliegen. Im Ergebnis lagen alle Messungen im angegebenen Genauigkeitsbereich des Herstellers und die Messausrüstung wies keine systematischen Fehler auf (Abbildung 2).

Im Szenario 2 und 3 ging es darum, den Empfänger unter schweren Bedingungen zu testen. Hierbei gab es einen Messpunkt mit einer starken Abschattung und einen Punkt mit einer verspiegelten Fassade im Hintergrund, welche für Signalunterbrechungen oder Mehrwegeeffekte sorgen. Bei beiden Punkten kam es zu einer sehr hohen Zahl von cycle slips mit denen der Empfänger und die Auswerteprodukte der gemessenen Daten umzugehen hatten (Abbildung 3). Dennoch konnte der Empfänger erfolgreich Punkte messen, wobei sich die angegebene Genauigkeit vom Hersteller von zwei Zentimetern um einen Zentimeter erhöhte.

Im letzten Szenario wurde die Wiederholbarkeit der Messung mit einer längeren Testreihe untersucht. Hierbei wurde eine urbane Messumgebung genutzt, bei der es leichte Abschattungseffekte gab, da die meisten Messungen im Alltag nicht unter idealen Bedingungen getätigt werden. In dem Bearbeitungszeitraum kam es zu 26 statischen Testmessungen, die an verschiedenen Tagen stattfanden und jede Stunde des Tages abdeckten. In den Ergebnissen zeigte sich, dass der FLX 100 die Punkte mit einer Ziel-Ausdehnung von 1,5 x 1,5 cm zusammenhalten kann und die Herstellerangaben einhält (Abbildung 4).

Die Bedienung des FLX 100 ist merklich auf den RTK Modus ausgelegt. Das Auffinden und Abstecken von Punkten funktionierte ohne Probleme und auch unter schweren Bedingungen. Die Software und Hardware funktionierte ohne Störungen und komplettierte den sehr guten Eindruck vom FLX 100. Der FLX 100 ist in der Lage unter erschwerten Bedingungen zuverlässig Punkte im unteren Zentimeterbereich zu messen.