Base Station

Eine Basisstation in der Vermessung ist ein ortsfester GPS-Empfänger an einem bekannten Standort mit präzise bestimmten Koordinaten. Er steht an einem festen Punkt auf der Baustelle, üblicherweise auf einem Stativ oder einer Markierung, und verfolgt kontinuierlich Satellitensignale, während er bewegungslos verbleibt. Der Empfänger protokolliert rohe GPS-Beobachtungen, die verarbeitet werden, um Korrekturdaten zu erzeugen, die die Genauigkeit von mobilen GPS-Geräten in demselben Gebiet verbessern.

Die Kernaufgabe ist die Differenzialkorrektur. Ein eigenständiger GPS-Empfänger im Feld hat inhärente Fehler durch atmosphärische Verzerrung, Satellitenkonstellation und Signalreflexion. Die Basisstation erfährt die gleichen atmosphärischen und Umlaufbahnfehler, da sie sich in der Nähe befindet, typischerweise innerhalb von 10 bis 30 Kilometern. Durch den Vergleich seiner bekannten Position mit den rohen GPS-Messungen, die er aufzeichnet, berechnet die Basisstation Fehlerwerte. Diese Korrektionen werden in Echtzeit über eine Funkverbindung an Rover-Empfänger in den Händen der Vermessungscrew oder auf Fahrzeugen übertragen.

Die Basisstation muss an einem vermessenen Standort eingerichtet werden, häufig an einer permanenten Markierung oder an Höhenfestpunkten, die an ein lokales oder nationales Koordinatensystem gebunden sind. Diese anfängliche Vermessungsarbeit kann konventionelle Instrumente verwenden oder von veröffentlichten Koordinaten abgeleitet werden. Sobald die Basisstationsposition mit hoher Zuverlässigkeit bekannt ist, beginnt der Empfänger zu arbeiten. Moderne Systeme übertragen Korrektionen mit dem RTCM-Standardprotokoll über UKW-Funk, Mobilfunkmodem oder Internetverbindung. Ein Rover-Empfänger, der diese Echtzeitkorrektionen anwendet, kann eine horizontale Genauigkeit von 10 bis 50 Millimetern erreichen, abhängig von der Entfernung zur Basisstation und atmosphärischen Bedingungen. Das ist deutlich besser als 1 bis 5 Meter für unaugmentiertes GPS.

Ausfallzeiten oder der Verlust der Funkverbindung der Basisstation eliminieren das Korrektursignal. Rover wechseln dann in den autonomen GPS-Modus zurück, der viel weniger genau ist und für die meisten Vermessungsarbeiten ungeeignet. Deshalb sind Zuverlässigkeit und Funkreichweite der Basisstation kritische Betriebsanforderungen. Manche Systeme speichern Korrektionen lokal für die Nachbearbeitung, wenn die Echtzeitübertragung ausfällt, aber das verlangsamt den Vermessungsprozess.

Basisstationen sind wesentliche Infrastruktur bei großen Vermessungsprojekten, Baustellen und in Maschinensteuerungsanwendungen. Bei Kataster- und Grenzvermessung, wo Dezimetergenauigkeit häufig verpflichtend ist, ermöglicht die Basisstation Crews, über große Flächen zu arbeiten, ohne neue lokale Kontrollmarkierungen einzurichten. Sie sind auch in der Landwirtschaft Standard geworden, wo Präzisionslandwirtschaftsmaschinen auf Korrektionsquellen für präzise Maschinensteuerung und Kartierung angewiesen sind.