Präzise Positionsbestimmung mit Low-Cost-GPS und Postprocessing

Dieser Technical Report ist mit dem Ziel entstanden, mit günstigen GPS-Empfängern eine
möglichst genaue Positionsbestimmung durchzuführen. Als Test-Geräte kamen dabei zwei
jeweils etwa 500 Franken teure GPS-Empfänger zum Einsatz. Die Empfänger enthalten ein
Modul namens NEO-6P von der Firma u-blox. Die Geräte verarbeiten die Satelliten-Signale
mit einem Precise Point Positioning genannten Algorithmus, welcher Ungenauigkeiten bei
der Positionsbestimmung verringert. Die damit erhaltenen Koordinaten wichen unter optimalen
Bedingungen selten stärker als einen Meter von der „wahren“ Position ab.
Die verwendeten GPS-Empfänger sind auch in der Lage, die empfangenen Signale der Satelliten
unverarbeitet auszugeben. Das ist eine Voraussetzung, damit diese Rohdaten anschliessend
am PC durch das sogenannte Postprocessing zu genauen Koordinaten verarbeitet
werden können. Dazu sind Korrekturdaten nötig, die teilweise kostenpflichtig sind, aber
auch von freien Quellen erhältlich sind. Auf diese Weise war eine auf wenige Dezimeter genaue
Positionsbestimmung möglich, bei längerer Wartezeit von etwa einer Stunde sogar auf
wenige Zentimeter genau.
Mit den genannten Hardware und Verfahren sind also Genauigkeiten erreichbar, die weit
besser sind als jene von üblichen GPS-Empfängern dieser Preisklasse. Jedoch wurde diese
hohe Genauigkeit nur unter optimalen Bedingungen erreicht, das heisst, wenn möglichst wenige
Hindernisse das Sichtfeld zum Himmel einschränkten. Sobald Reflexionen ins Spiel
kamen, beispielsweise durch nahe stehende Gebäudefassaden, waren mit diesen Verfahren
keine Vorteile mehr erkennbar. Zudem waren diese Genauigkeiten nur im Stillstand und bei
einer mehrminütigen Wartezeit erreichbar. Sind die nötigen Voraussetzungen gegeben, können
mit günstiger Ausrüstung erstaunlich genaue Resultate erzielt werden.