Analyse und Minderung ortsspezifischer Effekte in statischen und kinematischen GNSS-Anwendungen

Die Dissertation 'Analyse und Minderung ortsspezifischer Effekte in statischen und kinematischen GNSS-Anwendungen' von Florian Zimmermann behandelt die Herausforderungen, die satellitengestützte Positionierungssysteme in Bezug auf ortsspezifische Effekte konfrontieren. Diese Effekte, die in Mehrwegeeffekten, NLOS-Empfang und Signalbeugung unterteilt werden, stellen bedeutende Hindernisse für die Genauigkeit dar. Die Arbeit hebt hervor, dass die Abhängigkeit von der individuellen Antennenumgebung die Minimierung dieser Einflüsse erschwert. Die Dissertation zielt darauf ab, die bestehenden Strategien zu analysieren und neue Ansätze zur Minderung dieser Effekte zu entwickeln. Die Relevanz des Themas bleibt unbestritten, da die Notwendigkeit für weitere Untersuchungen zur Vertiefung des Verständnisses und zur Erweiterung der verfügbaren Minimierungsansätze besteht.

Die Methodik der Dissertation umfasst die Analyse von vier spezifischen Effekten, die die Genauigkeit von GNSS-Anwendungen beeinflussen. Zunächst wird die Detektion und Elimination betroffener Satellitensignale durch die Integration detaillierter Umgebungsmodelle aus terrestrischen Messungen untersucht. Ein zentraler Aspekt ist die empirische Analyse von Antennennahfeldeffekten, die primär den Messsensor selbst betreffen. Hierbei wird gezeigt, dass durch spezielle Antennensetups Genauigkeiten im Sub-Millimeter-Bereich erreicht werden können. Des Weiteren werden generische Obstruktionsszenarien simuliert, um den Einfluss der Satellitengeometrie auf die Positionsgenauigkeit zu bewerten. Die Ergebnisse zeigen, dass die Beeinträchtigung durch die Eliminierung von Satellitensignalen als unkritisch identifiziert werden kann.

Die Ergebnisse der Dissertation zeigen, dass durch die Entwicklung von Methoden zur Bestimmung von Höhenmasken, die an die aktuelle Antennenumgebung angepasst sind, eine effektive Detektion und Exklusion von Signalen, die NLOS-Empfang oder Signalbeugung unterliegen, möglich ist. Diese Strategien sind sowohl für statische als auch für kinematische GNSS-Anwendungen anwendbar. Zudem wird die Integration von Fresnel-Zonen in die Analyse ein wichtiger Schritt zur Berücksichtigung der Ausbreitungscharakteristika elektromagnetischer Wellen. Die Untersuchung der Voraussetzungen für das Auftreten von Fernfeld-Mehrwegeeffekten zeigt, dass eine Überlappung von 50% zwischen Fresnel-Zone und reflektierender Oberfläche bereits ausreicht, um potenzielle Einflüsse zu identifizieren.

Die Dissertation leistet einen relevanten Beitrag zur ganzheitlichen Minderung von ortsspezifischen Effekten in der satellitengestützten Positionsbestimmung. Die entwickelten Methoden und Erkenntnisse ermöglichen eine signifikante Verbesserung der Positionsgenauigkeit unter schwierigen GNSS-Bedingungen. Die Arbeit zeigt auch den Trend von punktueller zu flächenbasierter Objekterfassung auf, indem sie das Potenzial der detaillierten und effizienten Erfassung der Antennenumgebung durch terrestrische Laserscanner nutzt. Diese Ansätze sind nicht nur theoretisch von Bedeutung, sondern haben auch praktische Anwendungen in der Geodäsie und verwandten Disziplinen.