Phasenmehrwegedetektierung in GNSS-Referenzstationsnetzen mit WaPNet+MUL

Die Qualität von GNSS-Referenzstationsbeobachtungen hängt in starkem Maße vom Auftreten von Phasenmehrwegeeinflüssen ab. Ihre Stärke wird entscheidend von den Reflexionseigenschaften der näheren Empfangsantennenumgebung bestimmt. Da viele Referenzstationen aus Sicherheitsgründen auf Hausdächern installiert werden, auf denen sich bekanntermaßen häufig viele stark reflektierende Oberflächen befinden, ist die Wahl eines mehrwegearmen Standpunktes wichtig. Dies gelingt in aller Regel nicht durch die optische Beurteilung der Antennenumgebung, sondern macht eine detaillierte Analyse der GNSS-Beobachtungen notwendig. 

Die Detektierung, Lokalisierung und Quantifizierung von Phasenmehrwegeeinflüssen gelingt, wenn die Beobachtungen eines Netzes von Referenzstationen gemeinsam betrachtet werden. Man erhält für jede Station eine Darstellung der Stärke von Phasenmehrwegefehlern in Abhängigkeit vom Einfallswinkel des direkten Satellitensignals. 

Signalbeugungseinflüsse an Objekten in der Antennenumgebung können größere Fehler erzeugen als Mehrwegeeffekte. Sie treten aber auf Referenzstationen kaum auf, da hier besonders auf Horizontfreiheit geachtet wird. Das hier angewendete Detektierungsverfahren erfasst auch Signalbeugungsfehler. 

Beispiel für eine teilweise gestörte Station (STA4), Ergebnisse aus GPS- bzw. GLONASS-Beobachtungen:

Beipiel für Phasenmehrwegedetektierung
Die Symbole sind wie folgt zu lesen:
ohne Symbol - keine Beobachtungsdaten
Punkte - keine Phasenmehrwegeeinflüsse detektiert
kleine Quadrate -  geringe Phasenmehrwegeeinflüsse
flächenhaft farbig -  starke Phasenmehrwegeeinflüsse

Interpretation: 

Phasenmehrwegeeinflüsse treten für Satellitensignale auf, die aus östlichen Richtungen und im Elevationsbereich von 10 bis über 30 Grad empfangen werden. Sie sind stark ausgeprägt. Signale aus anderen Richtungen sind im wesentlichen ungestört. Die Ergebnisse aus GPS- bzw. GLONASS-Beobachtungen weisen große Ähnlichkeit auf und bestätigen sich damit gegenseitig.

Von den bisher untersuchten einigen 100 Referenzstationen weisen etwa 20 % starke Phasenmehrwegeeinflüsse auf. Vielfach kann die Datenqualität der Stationen schon durch einfache Umbauten, wie z.B. die Verlagerung der Antenne auf einen anderen Teil desselben Daches, verbessert werden.


WaSoft.de, 31.10.16