Die GPS-vermessene Höhe eines Punktes auf dem Boden wird von der Position des GPS-Empfängers abgeleitet (1), die Höhe des Vermessungsmastes (3), und die Position der Antenne im GPS-Empfänger (2).
Wenn PointMan einen Erdungspunkt misst (G) die gemessene vertikale Höhe ist der Wert, der als (2) in der Abbildung unten. Wir müssen dies an den Boden anpassen, damit wir den tatsächlichen physischen Punkt auf dem Boden messen können (G).
In den meisten Fällen verwenden wir einen Wert namens Antennenhöhe in PointMan, um dies zu erreichen. Eine Standardhöhe für Vermessungsstäbe ist 2,0 m, oder 6,561 Fuß lang - dies ist die Höhe, die als (3) in Abbildung 1. Das Problem ist, dass dies nicht die richtige Höhenposition der Antenne im GPS-Empfänger ist. Bei jedem GPS-Empfänger befindet sich der tatsächliche Standort der gemessenen Höhe an dem Punkt, an dem die GPS-Signale elektrisch fokussiert werden. Dies ist ein anderer Punkt als der, an dem der Vermessungsstab an der Antenne befestigt ist. In Abbildung 1 ist dieser elektrisch fokussierte Punkt an der Oberseite des Empfängers dargestellt. Dies dient nur der Veranschaulichung, er befindet sich normalerweise irgendwo im Gehäuse des GPS-Empfängers, aber nicht unbedingt an der Oberseite, bei einigen hochpräzisen Antennen kann es sich sogar um einen virtuellen Punkt außerhalb des Gehäuses handeln.
Der Höhenunterschied zwischen der Stelle, an der der Vermessungsstab am GPS-Empfänger befestigt ist, und dem Ort des elektrisch fokussierten Punktes des Antennensignals (allgemein als Phasenzentrum bekannt) wird als Phasenmittenversatz. Dieser Wert ist spezifisch für das Antennenmodell und wird vom GPS-Hersteller geliefert. Bei PointMan müssen wir diesen Wert zum Eingabewert für die Antennenhöhe hinzufügen, um die tatsächliche Höhe der Antenne über dem Boden korrekt anzugeben.
Anhand eines Beispiels lässt sich der Sachverhalt besser veranschaulichen.
In diesem Beispiel wird die Trimble SPS986 Antenne verwendet. Trimble Access kennt dieses Antennenmodell und integriert den Phasenzentrum-Offset korrekt in seine Höhenberechnungen. Die Höhe des gemessenen Punktes auf dem Boden ist also:
709.887 Fuß – Diese Nummer ist von Trimble Access.
Von PointMan können wir unsere Beispielzahlen erhalten (die für die rot - meine Hervorhebung)
Antenne: 6.562 ft
Name des Standorts: Test
Standort Nord: 711427.870840464
Standort Ost: 1823937.51877073
Breitengrad: 39.9521359828457
Längengrad: -83.0156455460161
Höhenlage: 716.9685 ft
Elps Höhenlage: 605.965 ft
Elevation: 710.4065 ft
Höhenlage (716.9685) ist die Höhe, in der der Vermessungsstab an der Antenne befestigt ist, Antenne (6.562) ist die Länge des Vermessungsmastes - Entfernung 3 in Abbildung 1. Um die Höhe auf dem Boden zu ermitteln, müssen Sie also die Höhe des Vermessungsmastes von der gesammelten Höhe der Antenne abziehen, um die Höhe des Punktes auf dem Boden zu erhalten.
716.9685 - 6.562 = 710.4065
Und 710.4065 ist der Wert, der als Erhebungen des Punktes auf dem Boden in PointMan - so weit alles in Ordnung.
Problem: Die Stelle, an der der Vermessungsmast mit dem GPS-Empfänger verbunden ist, ist nicht der Ort, an dem die GPS-Signale fokussiert werden oder an dem sich die GPS-Antenne befindet. Wir müssen die als (4 - Phasenzentrum-Offset) angegebene Höhe hinzufügen, um die tatsächliche Höhe der Antenne über dem Boden zu ermitteln.
Diese Informationen können wir von Trimble erhalten - siehe Bildschirmfoto unten.
Auf der Trimble-Website können Sie den Antennentyp auswählen und den richtigen Phasenzentrum-Offset ermitteln:
https://trimbletools.com/cgi-bin/Antenna.ini/Antenna.ini
Diese Werte stammen von Trimble für die SPS986-Antenne. Sie zeigen die vertikalen Offset-Werte, die Sie für die korrekte Berechnung der Antennenhöhe benötigen - welche Sie verwenden, hängt davon ab, wie Sie den Vermessungsstab am GPS-Empfänger befestigt haben. Die beiden Werte, die mich interessieren, sind die Unterseite der Antennenhalterung und die Boden des Schnellverschlusses Methoden würden wir normalerweise den Wert der Unterseite der Antennenhalterung von 0.14440 m (dies wäre der Wert 4 in Abbildung 1) In diesem Fall wurde auch eine so genannte Schnellbefestigung verwendet, d. h. ein zusätzlicher Adapter an der Spitze des Vermessungsstabs, der der Methode #2 entspricht. Unterseite des Schnellverschlusses Methode. Dies ergibt einen Wert von 0.18440 m- Dies ist der Wert, den wir für die zusätzliche Höhe über dem Boden (4), in der sich die Antenne befindet, suchen.
Die korrekte Berechnung der Antennenhöhe lautet: (unter Verwendung des Phasenzentrum-Offsets von 0.18440 Meter (0,6050 Fuß)
716.9685 – (6.562 + 0.6050) = 709.8015 Fuß
Vergleichen Sie dies mit dem Höhenwert von Trimble Access: 709.887 Fuß ergibt eine Differenz von 0,086 Fuß - dies liegt im Rahmen der erwarteten Fehlergrenzen.
In PointMan wird anstelle der 2,0 m oder 6,562 Fuß Antennenhöhenstandard, müssten wir in diesem Fall auch den Phasenzentrum-Offset mit einbeziehen, 6,562 Fuß + 0,6050 Fuß = 7,167 Fuß wäre die richtige Antennenhöhe.
Wenn Sie Fragen, Korrekturen oder Kommentare haben, lassen Sie es mich bitte wissen.
Peter Srajer; P.Eng, M.Eng, CLS, PMP
Chef-GIS-Wissenschaftler
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