PPK (Post-Processing Kinematic) ist eine GNSS-Datenverarbeitungsmethode, die eine hochgenaue Positionierung durch die Korrektur von Fehlern in den rohen Positionsdaten erreicht. Die Nachbearbeitung wird häufig in Anwendungen eingesetzt, die präzise Geodaten erfordern, wie z. B. Vermessung, Kartierung und UAV-Operationen.
SBG Systems hat eine eigene GNSS-Post-Processing-Lösung entwickelt, um die Leistung seiner inertialen Navigationssysteme zu verbessern.
Was ist GNSS-Postprocessing?
Die PPK-Nachbearbeitung ist ein Ansatz, bei dem das System die rohen GNSS-Datenmessungen, die auf einem GNSS-Empfänger protokolliert wurden, nach der Datenerfassung verarbeitet. Diese können mit anderen Quellen von GNSS-Messungen kombiniert werden, um die vollständigste und genaueste kinematische Trajektorie für den GNSS-Empfänger zu liefern, selbst in den anspruchsvollsten Umgebungen.
Diese anderen Quellen können lokale GNSS-Basisstationen am oder in der Nähe des Datenerfassungsprojekts sein, oder bestehende, kontinuierlich betriebene Referenzstationen (CORS), die typischerweise von Regierungsbehörden und/oder kommerziellen CORS-Netzwerkanbietern angeboten werden.
Eine Post-processing Kinematic (PPK)-Software kann frei verfügbare GNSS-Satellitenorbit- und Taktinformationen nutzen, um die Genauigkeit weiter zu verbessern. PPK ermöglicht die präzise Bestimmung des Standorts einer lokalen GNSS-Basisstation in einem absoluten globalen Koordinatenreferenzrahmen-Datum, das sie verwendet.
PPK-Software kann auch komplexe Transformationen zwischen verschiedenen Koordinatenreferenzrahmen zur Unterstützung von Ingenieurprojekten unterstützen.
Mit anderen Worten, sie ermöglicht den Zugang zu Korrekturen, verbessert die Genauigkeit des Projekts und kann sogar Datenverluste oder Fehler während der Vermessung oder Installation nach der Mission beheben.
RTK vs PPK
Real-Time Kinematic (RTK) ist eine Positionierungstechnik, die GNSS-Korrekturen nahezu in Echtzeit überträgt, typischerweise unter Verwendung eines RTCM-Format-Korrekturdatenstroms. Es kann jedoch Herausforderungen bei der Sicherstellung der GNSS-Korrekturen geben, insbesondere hinsichtlich ihrer Vollständigkeit, Verfügbarkeit, Abdeckung und Kompatibilität.
PPK bietet den großen Vorteil, die Datenverarbeitungsaktivitäten zu optimieren, einschließlich Vorwärts- und Rückwärtsverarbeitung. Im Gegensatz dazu kann die Echtzeitverarbeitung unter Unterbrechungen oder Inkompatibilitäten bei Korrekturen und deren Übertragung leiden, was zu einer geringeren Positionsgenauigkeit führt.
Ein erster wesentlicher Vorteil der GNSS-PPK-Nachverarbeitung gegenüber Echtzeit (RTK) besteht darin, dass das im Feld verwendete System keine Datenverbindung/Funkverbindung benötigt, um die RTCM-Korrekturen von den CORS in das INS/GNSS-System einzuspeisen.
Die Haupteinschränkung für die Einführung der Nachverarbeitung ist die Anforderung, dass die endgültige Anwendung auf die Umgebung reagiert. Wenn Ihre Anwendung jedoch die zusätzliche Verarbeitungszeit verkraften kann, die für die Erstellung einer optimierten Trajektorie erforderlich ist, wird die Datenqualität für alle Ihre Ergebnisse erheblich verbessert.
Wie verbessert die Vorwärts- und Rückwärtsverarbeitung die Datengenauigkeit?
Stellen wir uns vor, wir haben mitten in unserer Vermessung einen 60-sekündigen GNSS . Der Positionsfehler bei der Vorwärtsverarbeitung wächst schnell (die Geschwindigkeit hängt von den IMU und anderen Parametern ab) und erreicht am Ende des Ausfalls sein Maximum. Danach erholt er sich schnell wieder.
Bei der Nachverarbeitung tun wir so, als würde die Zeit rückwärts laufen, und führen die Verarbeitung in umgekehrter chronologischer Reihenfolge durch, da die physikalischen Gleichungen weiterhin gültig sind. Bei dieser Rückwärtsverarbeitung wäre der Fehler zu Beginn des GNSS maximal, und zwar auf sehr symmetrische Weise zur natürlichen Vorwärtsverarbeitung.
Die Zusammenführung dieser beiden Berechnungsergebnisse führt zu einem maximalen Fehler in der Mitte des Ausfalls, mit einer viel geringeren Größenordnung als die Nur-Vorwärts- oder Nur-Rückwärts-Lösungen. Dies wird insbesondere GNSS+INS-Lösungen verbessern, wie sie von SBG Systems-Produkten ermöglicht werden, aber auch die reine GNSS-Verarbeitung wird von diesem Workflow profitieren.
Wie bereits erwähnt, ist die Nachbearbeitung die einzige Möglichkeit, diese Verbesserung zu erzielen, da Sie alle Daten von Anfang bis Ende benötigen, was die Verwendung bis zum Ende der Vermessung verzögert.
Zugänglich für alle Vermessungsanwendungen
RTK wird häufig für hochgenaue GNSS-Positionierung in der Kartierung, Bauwerkskontrolle und in maritimen Anwendungen eingesetzt, die Echtzeitergebnisse erfordern. Die Nachbearbeitung von INS-Daten ist vorteilhaft für UAV- und USV-Anwendungen, bei denen die Implementierung von Funk und die Überwachung von RTCM-Korrekturströmen eine Herausforderung darstellen.
Luftbildvermesser verwenden in der Regel PPK, da Datenverbindungen zu Flugzeugen schwierig herzustellen sind, da zellulare Netzwerke in der Höhe aufgrund der Ausrichtung der bodengestützten Sendeantennen schlecht funktionieren.
Andere Anwendungen, die eine kinematische Nachbearbeitung erfordern, sind solche, bei denen Daten (z. B. Bild- oder LiDAR-Daten) in einem nachfolgenden Workflow, oft in der Cloud, verarbeitet werden und bei denen die Verarbeitung der Trajektorie mit einer GNSS-Nachbearbeitungssoftware wie Qinertia einfach hinzugefügt werden kann.
