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 Ingenieurgeodäsie. Der Einsatz dieser Geräte im Vermessungswesen beschränkte sich in den Anfängen zunächst auf statische, quasi-statische oder „stop-and-go“ Verfahren. Heute werden diese leistungsfähigen Messsensoren immer häufiger auch für „kinematische Messaufgaben“ eingesetzt. Angaben zur Messunsicherheit setzen sich hierbei stets aus einer im Hinblick auf die Messgenauigkeit der einzelnen 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. In der 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 durch eine umfassende Betrachtung aller Stör- und Einflussgrößen eine Synchronisation unabhängiger Messsysteme ohne 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 Größe und des Verhaltens der Messunsicherheit bewegter Zielpunkte untersucht werden. Außerdem sind die Echtzeitfähigkeit des Messsystems und die Synchronisation der einzelnen Subsysteme zu verifizieren und ggf. durch entsprechende 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. 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 der teilschlagspezifischen Landnutzung mit dem genormten „Landwirtschaftlichen BUS System, LBS (DIN 9684 und ISO 11783)“ bzgl. der Positionsgenauigkeit, der Präzision, der Qualität und der auftretenden Störgrößen. Diese Erkenntnisse resultieren aus einem gemeinsamen Forschungsprojekt im Forschungsverbund Agrarökosysteme München (FAM), das am Lehrstuhl für Geodäsie (Technische Universität München) in Kooperation mit dem Department für Biogene Rohstoffe und Technologie der Landnutzung, Fachgebiet Technik im Pflanzenbau (Technische Universität München/Weihenstephan) durchgeführt wurde.     «

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 Ingenieurgeodäsie. Der Einsatz dieser Geräte im Vermessungswesen beschränkte sich in den Anfängen zunächst auf statische, quasi-statische oder „stop-and-go“ Verfahren. Heute werden diese leistungsfähigen Messsensoren immer häufiger auch für „kinematische...     »

By combining individual components with intelligent analytical algorithms, modern measuring systems such as robot tacheometer or the “Global Positioning System, (GPS)” allow many new areas of application in modern engineering surveying. Use of this equipment is initially limited to static, quasi-static or stop-and-go techniques. Today, these efficient measuring sensors are used increasingly for kinematic measuring tasks. Different applications for the precise description of the movement track and for optimizing the horizontal and vertical availability require a combination of these measuring sensors, which operate separately. Normally both these measuring instruments cannot be combined without changing hardware or software (firmware) This thesis presents a method that allows a synchronization of independent measuring systems without a common basis through a comprehensive observation of all factors of disturbance and influence. Calibration of terrestrial and global measuring sensors for kinematic applications is also discussed in detail. With respect to the description of dynamic movement processes, a calibration of this kind of kinematic measuring sensors requires an expansion of conventional geodetic strategies. Based on static characteristics, these sensors must be tested using kinematic testing methods relating to the type, size and behaviour of target points affected by measuring uncertainty. In addition, the real time capability of the measuring system and the synchronization of individual subsystems must be verified and, if required, minimized by corresponding calibration functions. The result is a hybrid measuring system for kinematic applications that, independent of the type of movement, allows a precise derivation of the movement path based on discrete measuring points on a millimeter scale. For example, these hybrid measuring systems can be employed for the following: as a high precision positioning system for navigation and control of process flows in road and railways track construction (machine guidance), for special applications involving maximum availability and accuracy requirements for land and water vehicles or aircraft, as a reference system to verify the feasible accuracy of positioning and application techniques, and to analyze technical reaction times of partial and overall systems in the precision farming sector. The descriptions of selected applications in this thesis are limited to testing of section specific land use with the “Landwirtschaftlichen BUS System LBS, (DIN 9684 and ISO 11783)” with respect to position accuracy, precision, quality, and size of disturbances occurring. Investigations have been partly funded by a joint research project within the “Forschungsverbund Agrarökosysteme München, (FAM)” research alliance, which took place at the Chair for Geodesy in cooperation with the Department for Bio Resources and Land Use Technology, Crop Production Engineering (both at the Technical University of Munich).     «

By combining individual components with intelligent analytical algorithms, modern measuring systems such as robot tacheometer or the “Global Positioning System, (GPS)” allow many new areas of application in modern engineering surveying. Use of this equipment is initially limited to static, quasi-static or stop-and-go techniques. Today, these efficient measuring sensors are used increasingly for kinematic measuring tasks. Different applications for the precise description of the movement track an...     »