Dienstag, 19. November 2019
Arbeitsgemeinschaft Landtechnik und Landwirtschaftliches Bauwesen in Bayern e.V.

Welche Korrekturdatendienste gibt es?

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen kostenlosen und kostenpflichtigen Korrekturdatendiensten. Mit zunehmender Präzision der Standortangabe steigen die laufenden Kosten für die Korrektursignale. Nachfolgend werden die wesentlichen Korrekturdatendienste beschrieben, welche für einen Verwendung in der landwirtschaftlichen Feldbewirtschaftung in Frage kommen.

EGNOS

Bei diesem europäischen Korrekturdatendienst, der zur Familie der WAAS Systeme gehört, werden die Korrektursignale auf der GPS Frequenz L1 gesendet. Es handelt sich damit um einen Einfrequenz-Korrekturdienst, der von geostationären Korrekturdatensatelliten übertragen wird. Der Empfänger benötigt daher keinen zweiten Kanal, um die Signale empfangen zu können, muss aber in der Lage sein, die entsprechenden Korrekturdaten unter den übrigen GPS Signalen zu erkennen und bei der Positionsbestimmung zu berücksichtigen. Die Korrekturdaten werden aus einem Netz an Referenz- und Bodenkontrollstationen erzeugt. Das System erreicht Spur zu Spur Genauigkeiten von etwa 30 - 50 cm, die absoluten Genauigkeiten liegt in einem Bereich von ca. 1 - 2 m. Die Korrekturdaten stehen kostenlos zur Verfügung.

OmniSTAR VBS, StarFire I und Range Point RTX

Ähnlich dem Korrekturdienst EGNOS werden auch bei Omnistar VBS, StarFire I und Range Point RTX die Korrekturdaten auf der GPS Frequenz L1 übertragen. Das Funktionsprinzip dieser Korrekturdienste kann folgendermaßen beschrieben werden: Mithilfe eines Netzes aus regionalen und lokalen Referenzstationen wird für den jeweiligen Anwendungs- oder Abrufort eine virtuelle Referenzstation aus dem Netz der bekannten Referenzstationen erzeugt, die dann die entsprechenden Korrekturdaten für den speziellen Standort errechnet. Die Spur zu Spur Genauigkeiten dieser Dienste werden mit < 20 cm angegeben. Wie bei EGNOS werden auch bei diesen Korrekturdatendiensten absolute Genauigkeiten von 1 - 2 m erreicht. Während Omnistar VBS - Signale mit Empfangssystemen unterschiedlicher Hersteller empfangen und verarbeitet werden können, ist StarFire I nur mit einem entsprechenden StarFire- Empfänger der Firma John Deere und Range Point RTX nur mit einem Empfänger der Firma Trimble nutzbar. StarFire I Korrektur - Daten werden kostenlos zur Verfügung gestellt. Omnistar VBS und Range Point RTX Daten sind kostenpflichtig.

Omnistar HP / XP, StarFire II und Center Point RTX

Im Gegensatz zu den oben genannten Korrekturdiensten werden für den Empfang von Omnistar HP / XP, StarFire II und Center Point RTX Korrekturdaten zweikanalige Empfangsgeräte benötigt, die die GPS Frequenzen L1 und L2 verarbeiten zu können. Die zweikanaligen Korrektursignale stammen zudem nicht aus einem Netz regionaler bzw. lokaler Referenzstationen, sondern werden durch das sogenannte PPP - Verfahren (Precision Point Positioning) auf Basis präziser Bahn- sowie Zeitkorrekturen (Ephemeriden) aus Hochrechnungen internationaler Referenzstationen erzeugt. Die Systeme benötigen aber je nach Typ unter Umständen eine deutlich längere Initialisierungszeit, bis sie eine relative Genauigkeit von etwa 5 - 10 cm erreichen. Besonders bei Abschattungsproblemen kann dadurch das Signal über einen längeren Zeitraum nicht verfügbar sein. Verglichen mit den einkanaligen Korrekturdaten- systemen erreichen die zweikanaligen Systeme deutlich bessere absolute Genauigkeiten von mindestens 10 - 20 cm, teilweise sogar < 10 cm. Während Omnistar HP / XP - Signale mit Empfangssystemen unterschiedlicher Hersteller empfangen und verarbeitet werden können, ist StarFire II nur mit einem entsprechenden StarFire- Empfänger der Firma John Deere und Center Point RTX nur mit einem Empfänger der Firma Trimble nutzbar. Sowohl OmniSTAR HP / XP, StarFire II als auch Center Point RTX sind gebührenpflichtig.

RTK (Fest / Mobil / Netzwerk)

Die höchste absolute und damit wiederholbare Genauigkeit erreichen RTK Korrekturdatensysteme mit 2,5 cm Abweichung von der tatsächlichen Position. Egal ob ortsfeste oder mobile RTK Station, das Funktionsprinzip der Basisstationen ist gleich. Die Referenzstationen ermitteln auf Basis ihrer bekannten Position (idealerweise vom Vermessungsamt eingemessene Punkte), für die die genauen geografischen Koordinaten vorliegen, hochgenaue Korrekturdaten für die Abweichungen der Satelliten von der prognostizierten Laufbahn, Uhrzeitfehlern sowie Verzögerungen der Signallaufzeit durch die Ionos- und Troposphäre.

Mobile RTK Referenzstation am Feldrand
Mobile RTK Referenzstation am Feldrand

Im Gegensatz zu den anderen Korrekturdatendiensten, werden die Korrektursignale mobiler und ortsfester Stationen nicht über die GPS- Frequenzen L1 und L2 übertragen, sondern per Datenfunk. Die Reichweite der Signale ist bei diesem Übertragungsweg je nach Geländebeschaffenheit auf maximal 25 Kilometer begrenzt. RTK Signale ortsfester Stationen sind in der Regel sofort verfügbar, während mobile Stationen, deren genaue Position nicht bekannt ist, erst eine gewisse Vorlaufzeit benötigen, um ihren eigenen Standort einmessen bzw. bestimmen zu können.

Für Betriebe, deren Flächen sich in einem Umkreisradius von mehr als 25 km befinden oder die Reichweite der Funksignale aufgrund der Geländebeschaffenheit nur wenige Kilometer erreicht, wurde das sogenannte RTK Netzwerk (RTK VRS) entwickelt. Dabei wird mithilfe eines speziellen Servers, der aus einem Netz ortsfester RTK Stationen mit Korrekturdaten versorgt wird, eine virtuelle RTK Station für den speziellen Anwendungsort simuliert, die dann dem Empfänger hochgenaue Korrekturdaten zur Verfügung stellt. Die Übertragung der Daten erfolgt in diesem Fall per Mobilfunk. Für eine weitgehend ausfallfreie Anwendung von RTK VRS sollte bereits vorab die Verfügbarkeit des Mobilfunknetzes für die entsprechenden Anwendungsstandorte überprüft werden. Da bei RTK VRS auf eine hofeigene Referenzstation verzichtet werden kann, stellt diese Variante die kostengünstigste und zugleich flexibelste unter den RTK Korrekturdiensten dar.

Eine Art Zwischenlösung zwischen RTK VRS und ortsfester RTK Basisstation stellt das sogenannte RTK Clue dar. Dabei werden ortsfeste Basisstationen zu einem Cluster gebündelt. Im Vergleich zu RTK VRS wird aber keine virtuelle Referenzstation für einen Empfangspunkt (Fahrzeug) generiert, sondern die Korrekturdaten von derjenigen Referenzstation an den Empfänger geliefert, die für den aktuellen Standort des Fahrzeugs / Geräts die präzisesten Werte liefert. Die Datenübertragung erfolgt wie bei RTK VRS via Mobilfunk.

Bis auf wenige Ausnahmen wie des auf Basis von SAPOS (Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung) seit Oktober 2017 in Bayern zur Verfügung gestellen "Landwirtschaftlichen Fahrzeugpositionierungsservice" (LFPS) sind RTK VRS Systeme gebührenpflichtig. Als Anbieter von RTK VRS Korrekturdaten können beispielhaft folgende Unternehmen / Institutionen genannt werden:

  • AGRAVIS: ModulRTK
  • AXIO - NET: FarmRTK
  • LFPS Bayern: SAPOS HEPS
  • MR Deutschland: Leica SmartNet
  • Trimble: VRS Now
  • Vantage: AgCelNet

Vor der Buchung eines Korrekturdatendienstes sollte in jedem Fall mit dem Händler oder Hersteller die Kompatibilität des Korrekturdatenempfängers in der Landmaschine mit dem gewünschten Korrekturdatendienst und die regionale Verfügbarkeit der Korrekturdaten abgeklärt werden. Nicht jeder Empfänger verarbeitet alle angebotenen und verfügbaren Korrekturdatendienste!

Stand: Januar 2019; UR: Streicher, ALB Bayern e.V.