Ein integritätswahrendes Messsystem für kinematische Anwendungen
Moderne Messsysteme wie die zielverfolgenden Servotachymeter oder das "Global Positioning System, (GPS)" ermöglichen durch die Kombination einzelner Komponenten mit intelligenten Auswertealgorithmen viele neue Anwendungsbereiche in der modernen Ingenieurgeodasie. Der Einsatz dieser Gerate im Vermessungswesen beschränkte sich in den Anfangen zunachst auf statische, quasi-statische oder "stop-and-go" Verfahren. Heutewerden diese leistungsfähigen Messsensoren immer häufiger auch für "kinematische Messaufgaben" eingesetzt. Angaben zur Messunsicherheit setzen sich hierbei stets aus einer im Hinblick auf die Messgenauigkeit dereinzelnen Subsysteme konstanten und einer bewegungsabhängigen Größe zusammen.
Verschiedene Anwendungen zur genauen Beschreibung der Bewegungsspur und zur Optimierung der horizontalen und vertikalen Verfügbarkeit erfordern oft eine Kombination dieser separat arbeitenden Messsensoren. Inder Regel besteht bei einem zielverfolgenden Servotachymeter oder bei GPS jedoch keine Kombinationsmöglichkeit ohne Eingriff in die Hard- und Software. In der vorliegenden Arbeit wird eine Methode vorgestellt, die durcheine umfassende Betrachtung aller Stör- und Einflussgrößen eine Synchronisation unabhängiger Messsystemeohne eine gemeinsame Basis ermöglicht. Der Begriff "Integrity" (Erkennen von Fehlfunktionen) spielt bei der Fusion einzelner Messsensoren eine zentrale Rolle.
Eine Kalibrierung solcher kinematischer Messsensoren hinsichtlich der Beschreibung verschiedener Bewegungsabläufe erfordert eine Erweiterung der herkömmlichen geodätischen Prüfstrategien. Ausgehend von den statischen Eigenschaften müssen diese Sensoren mit neuen kinematischen Prüfmethoden bzgl. der Art, der Größeund des Verhaltens der Messunsicherheit bewegter Zielpunkte untersucht werden. Außerdem sind die Echtzeitfähigkeit des Messsystems und die Synchronisation der einzelnen Subsysteme zu verifizieren und ggf. durchentsprechende Eichfunktionen zu minimieren.
Als Ergebnis entsteht ein Hybridmesssystem für kinematische Anwendungen, das unabhängig von der Bewegungsart eine exakte Ableitung der Bewegungsspur aus diskreten Messpunkten im Millimeterbereich ermöglicht. Solche Hybridmesssysteme können z. B.
Auflistung I
- als hochgenaues Ortungssystem zur Navigation und Steuerung von Prozessabläufen im Straßen- und Gleisbau (Machine Guidance),
- bei Spezialanwendungen höchster Verfügbarkeits- und Genauigkeitsanforderung von Land-, Wasser-oder Luftfahrzeugen,
- als Referenzsystem zur Untersuchung der realisierbaren Genauigkeit von Ortungs- und Applikationstechniken und
- zur Untersuchung technischer Reaktionszeiten von Teil- und Gesamtsystemen im Precision Farming Bereich
angewandt werden.
Die Beschreibung einer ausgewählten Anwendung beschränkt sich in dieser Arbeit auf die Untersuchung derteilschlagspezifischen Landnutzung mit dem genormten "Landwirtschaftlichen BUS System, LBS (DIN 9684 und ISO 11783)" bzgl. der Positionsgenauigkeit, der Präzision, der Qualität und der auftretenden StÄorgrößen. Diese Erkenntnisse resultieren aus einem gemeinsamen Forschungsprojekt im Forschungsverbund Agrarökosysteme MÄunchen (FAM), das am Lehrstuhl für Geodäsie (Technische Universität München) in Kooperation mitdem Department für Biogene Rohstoffe und Technologie der Landnutzung, Fachgebiet Technik im Pflanzenbau(Technische Universität München/Weihenstephan) durchgeführt wurde.