FH Bielefeld
University of
Applied Sciences

GNSS-Referenzpunkt

Der GNSS-Referenzpunkt am Campus Minden wurde im Mai 2015 von Mitarbeitern des Labors für Bauvermessung nach Messergebnissen studentischer Vermessungsübungen bestimmt und eingerichtet. Das AP-Feld auf dem Campus liegt in UTM-Koordinaten (ETRS89) vor. Zur Koordinatenberechnung wurde am Labor entwickelte Software benutzt. Die Umrechnung in geografische Koordinaten erfolgte durch Nutzung von TIM-online, dem Geodatenportal des Landes NRW TIM-online NRW.

Der Referenzpunkt befindet sich auf dem Campus der FH Bielefeld in Minden, Artilleriestr. 9 vor dem Gebäude des Labors für Bauvermessung auf der Raseneinfassung. Sofern Sie TIM-online nutzen, können Sie dort im Menü Zeichnen Polygon/Linien aus Koordinatenliste erzeugen mit der Datei <h105.txt> auf die Position zoomen. Wenn Sie innerhalb Google Earth die URL <105.kml> aufrufen gelangen Sie ebenfalls zum Referenzpunkt.

referenzplatte

Abbildung 1: GPS-Referenzplatte

Das Europäische Terrestrische Referenzsystem 1989 (ETRS89) ist ein dreidimensionales Bezugssystem für Geodaten. Punkte der Erdoberfläche werden mittels einer UTM-Abbildung in die Ebene transformiert und durch die Koordinaten East, North und Height angegeben. Mit dem World Geodetic System 1984 (WGS84) liegt ein einheitliches geodätisches Referenzsystem für Positionsbestimmungen auf der Erde vor. Ein Punkt wird definiert durch die geografischen Koordinaten Länge (longitude), Breite (latitude) und ellipsoidische Höhe.

Höhenangaben in Deutschland beziehen sich auf die Bezugsfläche des Amsterdamer Pegels (NHN) und werden als Normalhöhen, auch Gebrauchshöhen, bezeichnet. Die Höhen entsprechen dem senkrechten Abstand zur Niveaufläche (Quasigeoid). Die Differenz zu den ellipsoidischen Höhen (Abstand zum Referenzellipsoid) beträgt auf dem Campus Minden etwa 43.8 m.

lageDesReferenzpunktes

Abbildung 2: Lage des Refernzpunktes (Luftbild Bezirksregierung Köln, Abteilung Geobasis NRW)

POSITIONSFORMAT

Bei mobilen Navigationsgeräten wird das Positionsformat üblicherweise in Dezimalgrad, Grad-Minuten und Dezimalsekunden oder metrisch als UTM Koordinate angegeben. Die Anzeige des Dezimalgrades ist fünfstellig, bei der Anzeige in Grad, Minuten und Dezimalsekunden wird eine Nachkommastelle der Dezimalsekunden angegeben. UTM Koordinaten werden in Metern ganzzahlig angezeigt.

Zur Verdeutlichung der Größenverhältnisses zwischen Winkelangaben und metrischen Werten dient
die Tabelle 1. Wenn an der Position 8.90738° E 52.29624° N (UTM 32 493 683.64 E, 5 793 991.74 NN) Länge und Breite sich entsprechend der Spalte 1 der Tabelle ändern, dann resultiert daraus eine Lageabweichung der Position gem Spalte 4.

Lageabweichung

Tabelle 1: Lageabweichung eines Punktes bei Änderung der geografischen Koordinaten

lageabweichung

Abbildung 3: Lageabweichung bei GPS-Messungen (Luftbild Bezirksregierung Köln, Abteilung Geobasis NRW)

Wir können die Tabelle 1 derart interpretieren, dass eine Abweichung von 1E-05 (fünfte Stelle Dezimalgrad) noch unterhalb der angegebenen Messgenauigkeit +/- 3m eines mobilen Navigationsgerätes liegt. Im Einheitenformat Grad, Minuten, Dezimalsekunden sollte man ein Messergebnis im Bereich einer Nachkommastelle der Dezimalsekunden erreichen. Grafisch zeigt sich dabei im Originalmaßstab 1:500 die Abweichung wie in der Abbildung3 dargestellt. Erst bei der Größenordnung Lageänderung 6,9 m wird die Punktänderung relevant.

Die Koordinaten eines Wegpunktes können durch Mehrfachmessung gemittelt und verbessert werden. Die   Abbildung 4  zeigt den Verlauf einer Dauermessung (zeitbasiertes Logging) mit einer Lageabweichung des Mittelwertes zum Sollpunkt im Bereich unterhalb eines Meters. Eingangsdaten für die Tabellenkalkulation sind mit GPS-Babel transformierte Daten des GPX-Formates.

SO TESTEN SIE IHREN GPS EMPFÄNGER

Den GPS-Referenzpunkt am Campus Minden bietet Ihnen die FH zur Überprüfung Ihres mobilen GPS-Empfängers an. Sofern Sie ein Smartphone nutzen benötigen Sie ggf. eine App zur Anzeige der Koordinaten im Bezugssystem ETRS89 oder WGS84. Auch können Sie die Einstellung der korrekten Einheiten des Empfängers kontrollieren.

Stellen Sie das Positionsformat mit  hdddo mm' ss,s'' und dem Kartendatum WGS84 oder  ein und legen Sie das Gerät auf die Referenzplatte. Vergleichen Sie die Messwerte mit den Angaben auf der Referenzplatte. Abweichungen sollten im Bereich der Dezimalsekunden liegen. Alternativ können Sie auch UTM/UPS mit WGS84 wählen. Die Koordinaten werden dann in die Ebene abgebildet und ganzzahlig metrisch angezeigt. In diesem Fall kann die Abweichung bei etwa 3 m liegen. Es ist zu berücksichtigen, dass die Genauigkeit einer Messung auch von der Anzahl und Konfiguration der empfangenen Satelliten abhängt.

langzeitmessung

Abbildung 4: Langzeitmessung (15 min) auf dem GPS-Referenzpunkt

Das oben genannte GPS-Softwaretool GPSBabel erreichen Sie unter http://www.gpsbabel.org/ . Die Startseite des Geoportals NRW befindet sich hier: http://www.tim-online.nrw.de/tim-online/nutzung/index.html .

Für Geocacher:

Mit dem GPS-Referenzpunkt ist auch ein Geocache verbunden. Das Listing finden Sie unter http://www.geocaching.com/geocache/GC5WYX0_campus-minden. Viel Spaß bei der Suche!

© 2015 gp Labor für Bauvermessung