Nordsee-Vernetzung

Allgemeine Daten

F&E-Vorhaben Nordsee-Vernetzung
Auftraggeber / Projektträger	BSH
Laufzeit	01.04.2020 – 30.04.2022
Forschungsschwerpunkt	Seevermessung
Projektleitung im BSH	Bernd Vahrenkamp
Auftragnehmer	Sapos, Geo++

Vorhabenbeschreibung

Für hochgenaue Anwendungen der Echtzeitpositionierung in der Nordsee werden bisher satellitengestützte Positionierungsverfahren (GNSS) verwendet, die mittels Korrekturdaten in der Qualität verbessert werden müssen, damit sie die benötigten Genauigkeiten erreichen. Bisher wurden im küstennahen Bereich die von den Landesvermessungen über den amtlichen SAPOS-Dienst zur Verfügung gestellten Korrekturdaten verwendet. Dieser Dienst verwendet ein dichtes Netz von Basisstationen um Koordinatendifferenzen als Korrektursignal an den Vermessungsempfänger abzugeben. Diese Methode wird Observation Space Representation (OSR) genannt und ist in der Qualität direkt abhängig von den Abständen zu den benutzten Referenzstationen. Daher ist dieser Dienst nur im küstennahen Bereich nutzbar.

Im Offshorebereich wird State-Space Representation (SSR) als Korrekturverfahren eingesetzt. SSR schätzt Fehlereinflüsse in den Satellitendaten und Signallaufwegen auf der Basis von Langzeitbeobachtungen und lässt diese in die Koordinatenberechnung einfließen. Dieses Verfahren hat auch über größere Gebiete das Potential, hochgenaue Positionskoordinaten zu erzeugen, benötigt aber oftmals längere Einlaufzeiten für die Initialisierung und ein verbessertes Ionosphären- und Troposphärenmodell.

Hier soll nun das Potential einer weiterentwickelten Technologie (SSR-RTK) zur hochgenauen und zuverlässigen Positionierung in nahezu Echtzeit erprobt und als Prototyp umgesetzt werden. Erforscht werden soll die Nutzung von SSR-RTK-Technologien, um in der AWZ einen Korrekturdienst aufzubauen, mit dem hohe Positionierungsgenauigkeiten und zuverlässige Höhenmessungen möglich sind.

Hiervon werden insbesondere die Seevermessung und die Offshore-Windenergie profitieren. Nebeneffekt ist die Unterstützung der Offshore-Aktivitäten durch die Bereitstellung des Korrekturdienstes als Infrastrukturmaßnahme für die AWZ. Der Positionsdienst soll als Realisierung des amtlichen deutschen Koordinatenbezugssystems bei der Zentralen Stelle SAPOS der Arbeitsgemeinschaft der deutschen Vermessungsverwaltungen (AdV) entwickelt werden. Sie betreibt für den land- und küstennahen Bereich bereits den Korrekturdienst SAPOS. Der Projektpartner Geo++ wird die notwendigen Softwareeinstellungen für die betreffenden Gebiete der AWZ durchführen und die Software GNSMART2 in dem Projekt weiterentwickeln.

Ziele

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung, der Aufbau und die Erprobung eines SSR-RTK-Korrekturdatendienstes für die hochgenaue satellitengestützte Positionierung in der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) der Nordsee. Hierzu wird aus ausgewählten Basisstationen der Nordseeanrainerstaaten eine Vernetzung aufgebaut und untersucht, wie die verschiedenen Korrekturparameter effektiv für hochgenaue Positionslösungen verwendet werden können.

Als Ergebnis steht ein präoperationeller Korrekturdatendienst mit den folgenden Eigenschaften zur Verfügung:

• Die Höhengenauigkeit der im ETRS89 verorteten Antennenposition ist besser als ein Dezimeter mit einer Sicherheitswahrscheinlichkeit von 95 Prozent. Dies entspricht einer einfachen Messgenauigkeit von ca. 5 cm.
• Die Einlaufzeiten des Signals bis zum Erreichen der geforderten Genauigkeit sind bei einer Erstinitialisierung kleiner zwei Minuten und bei einer Neupositionierung wegen Signalverlust kleiner 20 Sekunden.
• Das Format für die Korrekturdatenübertragung ist offen, lizenzfrei und dokumentiert.
• Die anschließende Einrichtung des entwickelten Korrekturdatendienstes, dessen Betrieb und Sicherstellung der Verfügbarkeit wird durch die Zentrale Stelle SAPOS gewährleistet.

Projektpartner

• Zentrale Stelle SAPOS:
  Der Zentralen Stelle SAPOS obliegt die Beratung bundesweiter SAPOS-Kunden sowie die Bereitstellung qualitätsgesicherter Daten der SAPOS-Betreiberländer an überregionale Kunden. SAPOS ist ein Gemeinschaftsprojekt der Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) und basiert auf einem flächendeckenden Netz von Referenzstationen. Die permanent gemessenen Signale der Globalen Satellitennavigationssysteme (GNSS) werden zentral ausgewertet und als Korrekturdaten bereitgestellt. SAPOS ist deutschlandweit verfügbar, nutzt internationale Standards und bietet durch seine amtliche Qualität und mehr als 20 Jahre Erfahrung eine hohe Qualitäts- und Informationssicherheit. Der Projektpartner Zentrale Stelle SAPOS ist im Projekt für den Aufbau der Netzlösung und die Bereitstellung der Korrekturdaten verantwortlich.

• Geo++ Gesellschaft für satellitengestützte geodätische und navigatorische Technologien mbH:
  Das Unternehmen blickt auf eine langjährige Erfahrung im Bereich GNSS-gestützter Positionsbestimmung für statische und kinematische Anwendungen in Geodäsie und Navigation zurück. Es ist tätig auf den Gebieten der Systemkonzeption, -entwicklung und -analyse sowohl für eigene Produkte als auch im Auftrag und in Kooperation mit namhaften Herstellern und Anbietern im Positionsbestimmungsmarkt. Der Projektpartner Geo++ wird seine Software GNSMART2 weiterentwickeln und notwendige Softwareeinstellungen für die betreffenden Gebiete der AWZ durchführen.