Übersicht über PPK-Konfigurationen
PPK (Post-Processed Kinematic) ist ein GNSS-Positionierungsverfahren, das durch die Nachbearbeitung der Satellitenbeobachtungen nach Abschluss der Vermessung eine Genauigkeit im Zentimeterbereich erzielt.
Genau wie RTK verwendet auch PPK zwei Empfänger:
- eine ortsfeste Basisstation,
- ein beweglicher Rover.
Die Basisstation erfasst Rohdaten aus Satellitenbeobachtungen an einem bekannten Standort, während der Rover Beobachtungen aufzeichnet, während er sich durch das Vermessungsgebiet bewegt. Nach Abschluss der Feldmessungen werden die Beobachtungsdaten beider Empfänger im Rahmen der Nachbearbeitung zusammengeführt, um die genauen Positionen der Rover zu berechnen.
Im Gegensatz zu RTK erfordert PPK keine Echtzeit-Kommunikationsverbindung zwischen der Basis und dem Rover. Dadurch eignet es sich besonders gut für Gebiete mit schlechter Mobilfunkabdeckung, unzuverlässiger Funkverbindung oder Umgebungen, in denen es schwierig ist, eine kontinuierliche Korrekturverbindung aufrechtzuerhalten.
Je nach Ihrem Vermessungsablauf und dem gewünschten Ergebnis können Sie GNSS-Daten auf verschiedene Arten verarbeiten:
- Kinematische Verarbeitung: Berechnung einer präzisen Rover-Flugbahn aus den von der Basisstation und dem Rover aufgezeichneten GNSS-Rohdaten ohne Echtzeit-Korrekturverbindung.
- PPK-Drohnenkartierung: Berechnen Sie präzise Positionen für die während eines Drohnenflugs aufgenommenen Bilder und versehen Sie diese mit Geotags für die weitere Verarbeitung in einer Photogrammetrie-Software.
- RTK-Drohnenkartierung: Gewinnen Sie präzise Geotags für eine RTK-fähige Drohne zurück, indem Sie die aufgezeichneten GNSS-Rohdaten zusammen mit einer lokalen Reach-Basis nachbearbeiten, wenn die RTK-Korrekturen während des Fluges verloren gegangen sind oder an Qualität verloren haben.
- Stop-and-go mit Emlid Flow: Verbessern Sie die Koordinaten der in Emlid Flow erfassten Punkte, die nicht über eine Echtzeit-Korrekturverbindung verfügen, durch die Nachbearbeitung der aufgezeichneten GNSS-Daten.
Im nachstehenden Abschnitt werden die einzelnen Arbeitsabläufe sowie deren Anwendungsfälle erläutert.
Um die erfassten Daten auszuwerten, benötigen Sie eine Nachbearbeitungssoftware. Emlid Studio ist unsere kostenlose Desktop-Anwendung zur Nachbearbeitung von GNSS-Daten von GNSS-Empfängern und PPK-/RTK-Drohnen. Es ist für Windows und macOS verfügbar und unterstützt alle in diesem Leitfaden beschriebenen Arbeitsabläufe.
| Windows (Version 10, 64-Bit und höher) | macOS (Version 10.14 und höher) |
|---|---|
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Wenn Sie mehr über die PPK-Positionierung erfahren möchten, lesen Sie unseren Blog-Artikel:
Erfahren Sie, wie PPK funktioniert und wie es auch ohne Echtzeit-Korrekturverbindung eine Genauigkeit im Zentimeterbereich erzielt.
PPK-Konfigurationen
Die PPK-Konfiguration hängt davon ab, was Sie vermessen und welche Ausrüstung Sie verwenden. Im Folgenden sind die häufigsten Einsatzszenarien aufgeführt:
Kinematische Verarbeitung
Bei der kinematischen Verarbeitung erfassen Sie die GNSS-Rohdaten auf der Basis und dem Rover und berechnen im Rahmen der Nachbearbeitung in Emlid Studio eine präzise Rover-Flugbahn. Da der Arbeitsablauf keine Echtzeit-Korrekturverbindung erfordert, ist er nützlich, wenn die Funkverbindung unzuverlässig ist oder eine Ntrip-Verbindung aufgrund eingeschränkten Internetzugangs nicht verfügbar ist.
Die kinematische Verarbeitung kann auch als Backup für eine RTK-Vermessung dienen. Indem Sie während der Feldarbeit Rohdaten sowohl auf der Basis als auch auf dem Rover aufzeichnen, können Sie die Daten später nachbearbeiten, falls Echtzeitkorrekturen unterbrochen werden oder nicht verfügbar sind.
Erfahren Sie, wie Sie PPK-Protokolle aufzeichnen und die Daten anschließend mit dem Workflow Kinematische Verarbeitung in Emlid Studio auswerten.
PPK-Drohnenkartierung
Ein Reach M2- oder M+-Modul an der Drohne zeichnet die GNSS-Rohdaten auf und versieht jedes Foto mit einem Zeitstempel. Eine lokale Reach-Basis zeichnet gleichzeitig die Protokolle auf. Nach dem Flug berechnet Emlid Studio die genauen Positionen für jedes Foto und bettet sie in die EXIF-Daten des Bildes ein.
Erfahren Sie, wie Sie Reach für die Kartierung konfigurieren und anschließend die Protokolle mit dem Workflow Drone-Datenverarbeitung in Emlid Studio auswerten.
RTK-Drohnenkartierung
In dieser Konfiguration fungiert ein Reach-Empfänger als lokale Basisstation, während eine RTK-fähige Drohne den Flug durchführt. Sowohl die Basisstation als auch die Drohne zeichnen GNSS-Rohdaten auf, und die Drohne speichert zudem eine MRK-Datei mit Informationen zu den Bildereignissen. Sollten die RTK-Korrekturen während des Fluges verloren gehen oder an Qualität einbüßen, können Sie die aufgezeichneten Daten in Emlid Studio nachbearbeiten, um präzise Positionen zu berechnen und genaue Geotags für die aufgenommenen Bilder wiederherzustellen.
Erfahren Sie, wie Sie auf Ihrer Reach-Basis PPK-Protokolle aufzeichnen und die Daten anschließend mit dem Workflow RTK-Drohnen-Datenverarbeitung in Emlid Studio auswerten können.
Stop-and-go mit Emlid Flow
In dieser Konfiguration fungiert ein Reach-Empfänger als Basis, während ein weiterer als Rover dient, um einzelne Punkte in Emlid Flow zu erfassen. Der Rover-Bediener hält an jedem Punkt kurz inne, während beide Empfänger die GNSS-Rohdaten aufzeichnen.
Nach der Vermessung führt Emlid Studio die Protokolle der Basis und des Rovers mit der aus Emlid Flow exportierten CSV-Datei zusammen, um die genauen Koordinaten der erfassten Punkte zu berechnen. Dieser Arbeitsablauf eignet sich für Passpunktvermessungen, die Kartierung von Objekten und andere Vermessungen vor Ort, bei denen Echtzeitkorrekturen nicht verfügbar sind oder nicht erforderlich sind.
Erfahren Sie, wie Sie Stop-and-go-Protokolle aufzeichnen und die Daten anschließend mit dem Workflow Stop-and-go mit Emlid Flow in Emlid Studio auswerten.
Grundlagen des PPK-Workflows
Bevor Sie eine PPK-Vermessung starten, sollten Sie die folgenden Anforderungen berücksichtigen:
Satellitenerreichbarkeit
Sowohl die Basis als auch der Rover benötigen während der gesamten Vermessung eine freie Sicht auf den Himmel. Hindernisse wie Gebäude, Bäume, Klippen und dichter Baumbestand können Satellitensignale blockieren und die Ortungsgenauigkeit beeinträchtigen. Da sich PPK ausschließlich auf aufgezeichnete Satellitenbeobachtungen stützt, ist die Aufrechterhaltung einer guten Satellitensichtbarkeit während der Datenerfassung für eine erfolgreiche Nachbearbeitung unerlässlich.
Einrichtung der Basisstation
Die Basisstation muss ortsfest bleiben und während der gesamten Vermessungssitzung kontinuierlich GNSS-Rohdaten aufzeichnen. Die Basiskoordinaten für die Verarbeitung können auf zwei Arten ermittelt werden:
- indem man die Basis über einen bekannten Passpunkt platziert, oder
- durch die Nachbearbeitung eines oder mehrerer Beobachtungsprotokolle der nächstgelegenen CORS-Station.
Mit PPK lassen sich die Positionen der vermessenen Punkte zueinander genau bestimmen, ihre absolute Position hängt jedoch von der Genauigkeit der Basiskoordinaten ab. Eine falsche Basisposition kann daher den gesamten Datensatz verschieben, ohne die relative Genauigkeit zwischen den Punkten zu beeinflussen. Sie können dies später korrigieren, indem Sie die Daten in Emlid Studio mit den korrekten Basiskoordinaten erneut verarbeiten. Alternativ können Sie die entsprechende Verschiebung auf den exportierten Datensatz in Ihrer CAD- oder GIS-Software anwenden.
Überschneidung der Beobachtungen
Für eine erfolgreiche Nachbearbeitung müssen die Basis und der Rover Daten während sich überschneidender Zeiträume aufzeichnen. Die Basis sollte mit der Protokollierung beginnen, bevor der Rover mit der Datenerfassung beginnt, und die Aufzeichnung so lange fortsetzen, bis der Rover seine Arbeit beendet hat. Eine unzureichende Überlappung zwischen den Beobachtungen der Basis und des Rovers kann eine erfolgreiche Verarbeitung verhindern oder die Qualität der Lösung beeinträchtigen.
Basislinienlänge
Der Abstand zwischen der Basis und dem Rover, der als Basislinie bezeichnet wird, beeinflusst die Genauigkeit der Datenverarbeitung. PPK geht davon aus, dass an der Basis und am Rover ähnliche atmosphärische Bedingungen herrschen. Je größer der Abstand zwischen ihnen wird, desto stärker wirken sich atmosphärische Unterschiede aus und können zu Positionsfehlern führen. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, sollten Sie die Basisinie so kurz wie möglich halten. Zwar werden längere Basislinien unterstützt, doch liefern kürzere Entfernungen in der Regel zuverlässigere und genauere Ergebnisse.
Koordinatensystem
Die Basisstation legt das Koordinatensystem fest, das von der gesamten PPK-Konfiguration verwendet wird. Alle Messungen des Rovers werden in diesem Koordinatensystem berechnet. Wenn die Basisstation in einem anderen Koordinatensystem definiert ist als dem für Ihr Projekt erforderlichen, wird jeder Messpunkt um denselben horizontalen und vertikalen Versatz verschoben.
Bevor Sie Ihre Vermessungsdaten auswerten, vergewissern Sie sich, dass:
- Die Basiskoordinaten im richtigen Koordinatensystem definiert sind,
- Das Projekt bei der Anwendung des Stop-an-go-Arbeitsablaufs das richtige Koordinatensystem verwendet,
- Das Ausgabekoordinatensystem in Emlid Studio mit dem Projektkoordinatensystem übereinstimmt. Standardmäßig verwendet Emlid Studio das Datum aus dem RINEX-Header. Ändern Sie dieses daher unbedingt, falls es nicht zu Ihrem Projekt passt.
Die Überprüfung dieser Einstellungen vor der Verarbeitung hilft, systematische Positionierungsfehler zu vermeiden, und stellt sicher, dass die resultierenden Koordinaten mit den übrigen Projektdaten übereinstimmen.