Qinertia GNSS+INS Post-Processing-Software (PPK)

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Qinertia Desktop ist als native Anwendung für die Betriebssysteme Windows und Linux verfügbar. Sie ist für die lokale Installation konzipiert und bietet direkten Zugriff auf die Nachbearbeitungs- und Analysefunktionen von Qinertia auf der Workstation des Benutzers.

Qinertia Server ist für spezifische Konfigurationen verfügbar. Diese Version ist für zentralisierte oder automatisierte Verarbeitungsumgebungen konzipiert und wird typischerweise auf dedizierter Infrastruktur bereitgestellt. Verfügbarkeit und Konfiguration hängen vom beabsichtigten Anwendungsfall, den Leistungsanforderungen und dem Lizenzmodell ab.

Qinertia Cloud ist über eine webbasierte API zugänglich. Anstelle einer Desktop-Anwendung ermöglicht sie Benutzern, die Verarbeitungsfunktionen von Qinertia über programmierbaren Zugriff in ihre eigenen Systeme, Workflows oder Anwendungen zu integrieren. Diese Option eignet sich besonders für automatisierte Prozesse, Cloud-basierte Infrastrukturen sowie großflächige oder entfernte Einsätze.

GNSS-Post-Processing, oder auch PPK, ist ein Verfahren, bei dem die auf einem GNSS-Empfänger aufgezeichneten Rohdaten nach der Datenerfassung ausgewertet werden. Sie können mit anderen GNSS-Messdatenquellen kombiniert werden, um selbst in anspruchsvollsten Umgebungen die vollständigste und präziseste kinematische Trajektorie für diesen GNSS-Empfänger zu ermitteln.

Bei diesen anderen Quellen kann es sich um eine lokale GNSS-Basisstation am oder in der Nähe des Datenerfassungsprojekts handeln oder um bestehende Referenzstationen (CORS – Continuously Operating Reference Stations), wie sie typischerweise von Behörden und/oder kommerziellen CORS-Netzwerkanbietern bereitgestellt werden.

Eine Post-Processing Kinematic (PPK)-Software kann frei verfügbare GNSS-Satelliten-Umlaufbahn- 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 verwendet wird.

Die PPK-Software kann zudem komplexe Transformationen zwischen verschiedenen Koordinatenreferenzsystemen zur Unterstützung von Ingenieurprojekten durchführen.

Mit anderen Worten: Es ermöglicht den Zugriff auf Korrekturen, erhöht die Genauigkeit des Projekts und kann sogar Datenverluste oder Fehler, die während der Vermessung oder der Installation nach dem Einsatz entstanden sind, beheben.

Real-Time Kinematic (RTK) ist eine Positionierungstechnik, bei der GNSS-Korrekturdaten fast in Echtzeit übertragen werden, typischerweise über einen Korrekturdatenstrom im RTCM-Format. Es kann jedoch Herausforderungen geben, um die GNSS-Korrekturen hinsichtlich ihrer Vollständigkeit, Verfügbarkeit, Abdeckung und Kompatibilität sicherzustellen.

Der größte Vorteil von PPK gegenüber der RTK-Nachbearbeitung besteht darin, dass die Datenverarbeitungsschritte während der Nachbearbeitung optimiert werden können, einschließlich der Vorwärts- und Rückwärtsverarbeitung, während bei der Echtzeitverarbeitung jede Unterbrechung oder Inkompatibilität bei den Korrekturen und deren Übertragung zu einer geringeren Positionsgenauigkeit führt.

Ein erster wesentlicher Vorteil der GNSS-Nachbearbeitung (PPK) gegenüber Echtzeit (RTK) besteht darin, dass das im Feld eingesetzte System keine Datenverbindung bzw. kein Funkmodul benötigt, um die von CORS stammenden RTCM-Korrekturen in das INS/GNSS-System einzuspeisen.

Das größte Hindernis für den Einsatz der Nachbearbeitung ist die Anforderung, dass die Endanwendung auf die Umgebung einwirken muss. Kann Ihre Anwendung hingegen die zusätzliche Verarbeitungszeit verkraften, die zur Erstellung einer optimierten Flugbahn erforderlich ist, wird sich die Datenqualität all Ihrer Ergebnisse erheblich verbessern.

Stellen wir uns einen 60-sekündigen GNSS-Ausfall mitten in unserer Vermessung vor. Der Positionsfehler wächst bei der Vorwärtsverarbeitung schnell an (die Rate hängt von den IMU-Spezifikationen und anderen Parametern ab) und erreicht sein Maximum am Ende des Ausfalls. Danach erholt er sich rasch. Bei der Nachbearbeitung tun wir so, als ob die Zeit rückwärts läuft, und führen die Verarbeitung in antichronologischer Reihenfolge durch, da die physikalischen Gleichungen gültig bleiben. Bei dieser Rückwärtsverarbeitung wäre der Fehler am tatsächlichen Beginn des GNSS-Ausfalls maximal, und zwar in einer sehr symmetrischen Weise zur natürlichen Vorwärtsverarbeitung.

Durch die Zusammenführung dieser beiden Berechnungsergebnisse entsteht ein maximaler Fehler um die Mitte des Ausfalls herum, dessen Größenordnung jedoch deutlich geringer ist als bei reinen Vorwärts- oder Rückwärtslösungen. Dies verbessert insbesondere die von SBG Systems-Produkten unterstützten GNSS+INS-Lösungen, aber auch rein GNSS-basierte Auswertungen profitieren von diesem Workflow.

Wie bereits erwähnt, kann diese Verbesserung nur im Rahmen der Nachbearbeitung vorgenommen werden, da alle Daten vom Anfang bis zum Ende verfügbar sein müssen, weshalb ihre Verwendung erst am Ende der Umfrage erfolgen kann.

Unter Georeferenzierung versteht man den Vorgang, bei dem geografische Daten (wie Karten, Satellitenbilder oder Luftbilder) an ein bekanntes Koordinatensystem angepasst werden, damit sie präzise auf der Erdoberfläche verortet werden können.

Dadurch lassen sich die Daten mit anderen räumlichen Informationen verknüpfen, was präzise standortbezogene Analysen und Kartierungen ermöglicht.

Im Vermessungswesen ist die Georeferenzierung unerlässlich, um sicherzustellen, dass die mit Geräten wie LiDAR, Kameras oder Sensoren an Drohnen erfassten Daten genau auf Koordinaten in der realen Welt abgebildet werden.

Durch die Zuordnung von Breiten- und Längengrad sowie Höhe zu jedem Datenpunkt stellt die Georeferenzierung sicher, dass die erfassten Daten den genauen Standort und die Ausrichtung auf der Erde widerspiegeln, was für Anwendungen wie georäumliche Kartierung, Umweltüberwachung und Bauplanung von entscheidender Bedeutung ist.

Die Georeferenzierung umfasst typischerweise die Verwendung von Passpunkten mit bekannten Koordinaten, die häufig durch GNSS oder terrestrische Vermessung ermittelt werden, um die erfassten Daten an das Koordinatensystem anzupassen.

Dieser Prozess ist für die Erstellung präziser, zuverlässiger und nutzbarer räumlicher Datensätze von entscheidender Bedeutung.