10.1 Erste Sitzung
Allgemeine Bemerkungen zu GPS-Geräten
In der ersten Sitzung werden die Grundlagen im technischen Umgang mit (Hand-)GPS-Geräten und Loggern vermittelt. Beispielhaft werden einige unterschiedliche Geräte im historischen Kontex für den m
obilen Einsatz vorgestellt:
Historisch: Sony PYXIS IPS-360
Das PYXIS (Abb. 1.1) stellt aus historischer Sicht ein Hand-GPS der ersten Generation dar (1992) und wurde im zivilen Bereich nur in der Navigation ohne PC-Interface verwendet. Es handelte sich um einen 8-Kanal-Empfänger, der bereits über alle notwendigen Programminhalte (Wegpunkte, Routen …) verfügte. Eine abnehmbare Antenne, die über Kabelverbindung auch mechanisch getrennt vom Empfänger betrieben werden konnte (z.B. Mast, Autodach...) ermöglichte zusätzlich den Innenraumbetrieb. Aufgrund der fehlenden PC-Schnittstelle war das Gerät als 'stand alone'-Lösung in den Geowisschaften nur bedingt einsetzbar.
Abb. 1.1: Der Sony PYXIS IPS-360 GPS-Handempfänger (1992) mit großer, rotier- und abnehmbarer Tellerantenne
Historisch: GARMIN GPS 12, 45 XL
Das Garmin GPS 12 und 45 XL (Abb. 1.2) stellten bereits Ende der 1990'iger Jahre vergleichsweise modernere Varianten von Hand-GPS-Empfängern dar, die bis in modifizierter Form tw. noch heute im zivilen Bereich eine gewisse Verbreitung besitzen. Da sie ein PC-Interface (seriell) aufweisen und als erste Handgeräte bereits DGPS-fähig sind/waren, können sie für viele Anwendungen in den Geowissenschaften nach wie vor herangezogen werden. Es handelt sich bereits um 12-Kanal-Empfänger, die über eine interne, update-fähige Navigations-Software (Vers. 4.5x bzw. 3.x) mit graphischen Display zur Beschreibung und Wegpunkte, Routen etc. verfügen. Je nach Typ ist die Antenne abnehmbar (z.B. 45 XL), um über eine Kabelverbindung auch örtlich getrennt vom Empfänger betrieben werden zu können (z.B. Mast, Autodach...). Das GPS 12 hatte aufgrund seines hervorragenden Preis/Leistungsverhältnisses eine große Breitenanwendung in den Geowisschaften gefunden und wurde bis ca. 2007 auch in den Übungen verwendet (s.u.). BeideTypen werden bei Bedarf über eine serielle Schnittstelle mit dem PC verbunden und mittels Software der Firma Garmin konfiguriert/ausgewertet. Somit standen erstmalig die GPS-Codes und Messungen in Geoinformationssystemen (GIS) zur Verfügung.
Abb. 1.2: Die DGPS-fähigen GARMIN 12 (seit 1999) und 45 XL GPS-Handempfänger (1998-2002) mit PC-Interface
Historisch: GARMIN GPS 60
Das Garmin GPS 60 stellt die Weiterentwicklung (ab 2005 bis 2009) des klassischen Garmin GPS 12 Handgerätes dar (Abb. 1.2a) und basiert im Wesentlichen auf den technischen Vorgaben des bewährten Vorgängers. Es ist allerdings zusätzlich EGNOS/WAAS-fähig, schneller und hat eine leicht modifizierte, update-fähige breitere Navigationssoftware. Es wird direkt über USB-Schnittstelle an den PC angeschlossen.
Abb. 1.2a: Das DGPS-, EGNOS- und WAAS-fähige GARMIN 60 (seit 2005) mit USB-PC-Interface
GARMIN GPS 60 csx maps
Das Garmin GPS 60 csx maps stellt die Weiterentwicklung (ab 2008) des Garmin GPS 60 Handgerätes dar (Abb. 1.2b) und basiert im Wesentlichen auf den technischen Vorgaben des bewährten GPS 60. Es ist allerdings bereits durch den neuartige SiRF-Chip unter schlechten Empfangsbedingungen lagegenauer, schneller und hat eine breite Navigationssoftware mit SD-Kartenerweiterung (Kartenmaterial) sowie barometrischem Höhenmesser und elektronischem Kompass. Genau wie das ältere GPS 60 wird es direkt über USB-Schnittstelle an den PC angeschlossen. Das aktuelle (ab 2012) GPS der Garmin 60 Reihe ist das Garmin GPS map 62st. Die CSX-Reihe ist nicht mehr DGPS-fähig (keine Schnittstelle zu RCTM-Modems mehr vorhanden).
Abb. 1.2b: Das EGNOS- und WAAS-fähige GARMIN 60 csx map (seit 2007/08) mit SiRF-Technik
PDA / Trimble DGPS-Kit
Das PDA / Trimble DGPS -Kit (Abb. 1.3) stellt eine flexible DGPS-Anlage zur Unterstüzung der Mobilen Datenerfassung (MDE) in Verbindung mit einem Geländecomputer (Fieldpad) oder PDA dar (z.B. Trimble Rover). Es basiert auf einem internen Korrekturdatenmodem (RTCM), einem PDA oder Smartphone mit DGPS-fähigem GPS-Empfänger und mobiler mapping software (z.B. ArcPad). In der statischen Messung und Aufnahme können so Geodaten mit einer Genauigkeit bis zu 10 cm aufgenommen werden.
Abb. 1.3: Das Trimble-DGPS-Kit (Rover) in Verbindung mit einem PDA
Technische Einführung in das GARMIN GPS 60 csx maps/Dakota 20
In der Übung kommt das Garmin GPS 60 csx maps bzw. Dakota 20 in Verbindung mit oben genannter Software zum Einsatz. Es ist deshalb notwendig, die Grundhandhabung der Geräte zu beherrschen! Im folgenden werden die wichtigsten Grundfunktionen der GPS-eigenen Betriebsoftware erläutert (Achtung: Bedienung von älterem 60 und 60 csx sind weitgehend identisch. Handbücher auf der Exchange-Platte!).
Abb. 1.4: Garmin Dakota 20 mit SIRF Chip und Touch Screen
Technische Einführung in die Bluetooth GPS Mouse Bluemax (o.ä.)
Weiterhin kommen auch Bluetooth GPS Mäsue des Typs Bluemax (mit PDA), GPS-Logger des Typs HOLUX bzw. NAVILOCK zum Einsatz. Die 12 bzw. 20 Kanal Mäuse und Logger besitzen kein eigenes weiterführendes Steuerungsmenue (plug 'n play), können aber über secundäre Software z.B. SIRF-Tech, vgl. 9. Sitzung) angesprochen und modifiziert werden. Die leichten GPS-Mäuse eignen sich z.B. für den Einsatz von GPS auf mobilen, experimentellen Rovern oder UAV's (z.b. einfache Flug-Dronen). Es ist deshalb notwendig, die Grundhandhabung der Bluetooth-Mäuse sowie Logger zu beherrschen!
Abb. 1.5: Bluetooth 12/20 Kanal GPS-Mouse Bluemax
Abb. 1.6: GPS-Logger des Typs Holux und NAVILOCK
Die Hauptseiten des GPS 60
Aufgabe
Machen Sie sich mit dem Inhalt der Garmin GPS Hauptseiten vertraut und kopieren Sie sich das Quick-Starter GPS 60 csx bzw. Dakota 20 Handbuch (PDF-File auf Server!). Studieren Sie auch das Handbuch bis Markieren/Editieren einer Position (Waypoint). Weiterhin sind die Logger-Anleitungen durchzuarbeiten.