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GPS-gestützte Seegangskorrektur hydrographischer Messungen aus Einzelempfänger-Daten

Dieser Beitrag ist in der zfv 3/2002 erschienen.

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Zusammenfassung: 

Seegangsinduzierte Höhenvariationen werden in der Hydrographie häufig durch den Einsatz von Heave-Roll-Pitch-Sensoren, die Hub-Bewegungen aus Beschleunigungs- und Drehratenmessungen ableiten, korrigiert. Diese Variationen können allerdings auch aus Messungen mitgeführter, hochgenauer GPS-Empfänger bestimmt werden. Besonders für Gebiete mit schlechter Abdeckung durch vorhandene Referenzstationen eignet sich dabei die Bestimmung der Höhenänderung aus zeitlichen Phasendifferenzen eines einzelnen Empfängers. Die daraus berechneten Höhenänderungen zwischen aufeinanderfolgenden Epochen sind bei kurzen Zeitabständen der Epochen kaum durch Störeffekte beeinflusst. Erst bei einer Kumulation dieser Höhenänderungen über längere Zeiträume zeigen die Effekte systematische Wirkungen, die jedoch durch eine geeignete Filterung reduziert oder eliminiert werden können. Das Verfahren wurde bei verschiedenen Testmessungen angewendet und zeigte eine gute Qualität der daraus bestimmten Seegangskorrekturen.

Summary: 

Wave induced height variations in hydrographical measurements are frequently corrected by using heave-roll-pitch sensors, which compute heave from acceleration and angular rate data. Height variations can also be determined using precise on-board GPS-receivers. This paper introduces a method of determining short-term changes in height from epoch-to-epoch phase differences of a single receiver. This technique is therefore particularly suitable for areas with paar reference station coverage. Given a sufficiently high measurement frequency the computed height changes between successive epochs are hardly affected by perturbations. Cumulating these height changes over time makes noise und perturbations become apparent as long-term variations which, however, can be reduced or eliminated by appropriate filtering. The method has been applied to several test measurements. A good quality of the resulting wave corrections is demonstrated.