DE19635591A1 - GPS verwendendes Vermessungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein GPS (Global Positioning System verwendendes Vermessungssystem.

Herkömmliche Vermessungsvorrichtungen sind in den veröffentlichten japanischen Patentanmeldungen H 04-151509 und H 04-151510 beschrieben.

Aus Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Vermessungsvorrichtung ersichtlich. Die gezeigte herkömmliche Vermessungsvorrichtung weist Bauteile wie eine Referenz-Station 210 und eine Meß-Station 220, einen Personal Computer (PC) 230 und eine Hauptvermessungs-Station 200 auf. Die Referenz-Station 210 und die Meß-Station 220 weisen jeweils GPS-Empfänger auf, die Teil eines Gesamt-GPS sind.

Der PC 230 wird mit GPS-Daten, die sowohl von der Referenz- Station 210 als auch von der Meß-Station 220 gemessen werden, und ferner mit von der Hauptvermessungs-Station 200 gemessenen Daten gespeist. Dann wandelt der PC 230 die Daten unter Verwendung eines Koordinatenumwandlungsprogramms in Daten eines einzigen Koordinatensystems um.

Die dargestellte herkömmliche Vermessungsvorrichtung weist einige Nachteile auf. Der PC 230 ist typischerweise in einem Büro aufgestellt, und daher kann die Qualität der Vermessungsergebnisse nicht am Ort der Vermessung überprüft werden. Falls z. B. nach der Rückkehr ins Büro festgestellt wird, daß die Qualität der Vermessungsergebnisse schlecht ist, muß der Vermesser zum Ort der Vermessung zurückkehren und eine neue Vermessung durchführen.

Außerdem ist der Vermesser, falls ein kompakter tragbarer PC 230 an den Ort der Vermessung gebracht wird, immer noch mit dem Tragen von zusätzlicher Ausrüstung belastet. Und selbst wenn der tragbare PC 230 zum Ort der Vermessung gebracht wird, müssen die GPS-Daten und die Daten von der Referenz-Station in den PC 230 eingegeben werden, um die Qualität der Vermessung zu überprüfen. Außerdem müssen Referenzkoordinatendaten und ein absoluter Richtungswinkel in den Computer eingegeben werden.

Deshalb ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Vermessungssystem bereitzustellen, bei dem die Vermessungsergebnisse am Ort der Vermessung sofort bestimmt, geprüft und verwendet werden.

Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt darin, am Ort der Vermessung beim Eingeben von Daten Zeit zu sparen, ohne die Anzahl der Vorrichtungen zu vergrößern, die zum Ort der Vermessung gebracht werden müssen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein System bereitzustellen, von dem die Vermessungsergebnisse der GPS-Vermessungsvorrichtung für die Eingabe eines Referenzkoordinatenwertes und des absoluten Richtungswinkels der Referenz-Station durch Verbinden der Referenz-Station mit der GPS-Vermessungsvorrichtung verwendet werden kann.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine GPS-Vermessungsvorrichtung bereitzustellen, die unabhängig von der Referenz-Station verwendet werden und von ihr entfernt werden kann.

Eine andere Aufgabe der Erfindung liegt darin, die Referenz- Station kompakt zu gestalten und die Kosten durch Erstellung einer Basislinie in der GPS-Vermessungsvorrichtung zu reduzieren.

Um eine oder mehrere der oben genannten Aufgaben zu lösen, wird eine Hauptvermessungs-Station bereitgestellt, die eine Eingabe- /Ausgabeeinheit (I/O), einen Koordinatenzusammensetzer und eine Ausgabevorrichtung aufweist. Die Eingabe-/Ausgabeeinheit empfängt GPS-Eingabedaten von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station und von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station. Die GPS-Daten können GPS-Werte aufweisen, die von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station und von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station gemessen werden, und diese GPS-Daten können mit Hilfe der Basislinie weiterverarbeitet werden, um einen GPS-Koordinatenwert eines WGS-84 (World Geodetic System, 1984) zu erzeugen. Der Koordinatenzusammensetzer setzt aus dem GPS-Eingabekoordinatenwert von der Eingabe-/Ausgabeeinheit und den von der Hauptvermessungs-Station gemessenen Daten einen Koordinatenwert eines einzigen Koordinatensystems zusammen. Die Ausgabevorrichtung gibt die Koordinatenwerte aus, die von dem Koordinatenzusammensetzer zusammengesetzt werden. Die Ausgabevorrichtung kann eine Ausgabeeinheit aufweisen, die z. B. eine Anzeige, wie eine Flüssigkristallanzeige, und einen externen Anschluß für eine externe Ausgabe von Daten aufweist.

Die Hauptvermessungs-Station ist mit der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station oder der der Meß-Station lösbar verbunden. Die GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station kann einen Basislinienprozessor aufweisen. Dieser Basislinienprozessor wandelt die entsprechenden GPS-Werte, die von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz- Station und von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station gemessen werden, in einen GPS-Koordinatenwert in Übereinstimmung mit dem WGS-84 um.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung können die Hauptvermessungs-Station und die GPS-Vermessungsvorrichtungen der Referenz-Station bzw. der Meß-Station getrennt voneinander Daten sammeln. Die gesammelten GPS-Daten werden an die Eingabe- /Ausgabeeinheit der Hauptvermessungs-Station übertragen. Dann setzt der Koordinatenzusammensetzer aus den Daten von der Hauptvermessungs-Station und den über die Eingabe- /Ausgabeeinheit eingegebenen GPS-Eingabedaten einen Koordinatenwert in Übereinstimmung mit einem einzigen Koordinatensystem zusammen. Die Hauptvermessungs-Station gibt dann den zusammengesetzten Koordinatenwert über die Ausgabeeinheit aus.

Die GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenzstation bzw. die GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station können jeweils über einen Verbinder mit der Hauptvermessungs-Station verbunden sein. Nachdem die GPS-Vermessungsvorrichtungen alle ihre Daten einschließlich entsprechender GPS-Daten gemessen haben, wird der GPS-Wert von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station an die GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station übertragen. Der GPS-Koordinatenwert wird dann unter Verwendung des GPS-Wertes, der sowohl von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station als auch von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station ermittelt wurde, durch einen in der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station angeordneten Basislinienprozessor bestimmt. Dann wird der GPS-Koordinatenwert von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station zur Eingabe-/Ausgabeeinheit der Hauptvermessungs-Station gesendet.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung weist die GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station einen Basislinienprozessor und einen GPS-Koordinatenumwandler auf. Der Basislinienprozessor wandelt GPS-Werte, die sowohl von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station als auch von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station gemessen werden, in einen GPS-Koordinatenwert entsprechend dem WGS-84 um. Der GPS-Koordinatenumwandler wandelt den GPS-Koordinatenwert in einen GPS-Vermessungskoordinatenwert um. Der GPS-Koordinatenwert des WGS-84 wird in einen GPS-Vermessungskoordinatenwert eines anderen Systems, z. B. eines geodätischen Systems, eines Bessel-Systems oder eines lokalen Systems umgewandelt.

Der GPS-Koordinatenwert, der vom Basislinienprozessor umgewandelt wurde, kann ferner von dem GPS-Koordinatenumwandler der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station in einen GPS-Vermessungskoordinatenwert umgewandelt und dann zur Eingabe-/Ausgabeeinheit der Hauptvermessungs-Station übertragen werden.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung kann eine Hauptvermessungs-Station (HS) vorgesehen sein, die eine Meßeinheit, eine digitale Prozessoreinheit und einen HS-Koordinatenumwandler aufweist. Die GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station weist einen Empfänger, eine Eingabeeinheit, einen Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler, eine Ausgabeeinheit und eine Stromversorgung auf. Gemäß diesem Gesichtspunkt der Erfindung werden der von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station gemessene GPS-Wert, der von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station gemessene GPS-Wert und die Ausgabedaten von der Hauptvermessungs-Station von der Eingabeeinheit der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station verwendet.

Nachfolgend erstellt der Basislinienprozessor der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station seinen eigenen GPS-Wert, der von der Eingabeeinheit zusammen mit dem von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station ermittelten GPS-Wert eingegeben wurde, wobei der Basislinienprozessor als Teil der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station vorgesehen ist. Die GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station gibt den GPS-Koordinatenwert in Übereinstimmung mit dem WGS-84 aus. Danach setzt der Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler, der einen Teil der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station bildet, den Wert eines einzigen Koordinatensystems, wie eines geodätischen Systems, unter Verwendung des vom Basislinienprozessor ausgegebenen GPS-Koordinatenwertes und der über die Eingabeeinheit eingegebenen Eingabedaten von der Hauptvermessungs-Station zusammen.

Der von der Hauptstation gemessene Hauptstationswert wird in den HS-Koordinatenumwandler der Hauptvermessungs-Station eingegeben und in einen Koordinatenwert eines geodätischen Systems umgewandelt. Der Koordinatenwert der Hauptvermessungs- Station wird an die Eingabeeinheit der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station gesendet.

Die oben genannten sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm der Vermessungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Vermessungsvorrichtung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm der Hardware einer Vorrichtung zur Koordinatenumwandlung,

Fig. 4 ein schematisches Diagramm einer Anlage, die eine Hauptvermessungs-Station und eine GPS-Vermessungsvorrichtung einer Referenz-Station aufweist,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Vermessungsstabes zusammen mit einer GPS-Vermessungsvorrichtung einer Meß-Station,

Fig. 6 eine Außenansicht einer Hauptvermessungs-Station,

Fig. 7 ein Blockdiagramm einer GPS-Vermessungsvorrichtung einer Referenz-Station und einer Hauptvermessungs-Station zusammen mit einem lösbaren Verbinder,

Fig. 8 ein Flußdiagramm des gesamten Signalablaufs,

Fig. 9 ein detailliertes Flußdiagramm eines Unterprogramms zum Orten von Satellitensignalen und zum Ermitteln von Ortungsinformationen,

Fig. 10 ein ausführliches Flußdiagramm eines Unterprogramms zum Identifizieren eines erfaßten Satelliten,

Fig. 11 ein ausführliches Flußdiagramm eines Unterprogramms zum Ermitteln von Phasendaten bestimmter Satellitensignale von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station,

Fig. 12 ein detailliertes Flußdiagramm eines Unterprogramms zum Ermitteln von Phasendaten bestimmter Satellitensignale von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station,

Fig. 13 ein ausführliches Flußdiagramm eines Unterprogramms zum Durchführen eines Basislinienprozesses,

Fig. 14 ein Blockdiagramm eines Vermessungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 15 ein Blockdiagramm eines Vermessungssystems gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 16 ein Blockdiagramm eines Vermessungssystems gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

1. Erste Ausführungsform 1. 1 Vermessungssystem

Aus Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform eines Vermessungssystems ersichtlich, das insgesamt mit der Bezugsnummer 10 versehen ist. Das Vermessungssystem 10 weist eine Hauptvermessungs-Station und eine Mehrzahl von GPS-Vermessungsvorrichtungen auf, die als Teil eines Gesamt-GPS verwendbar sind. Die GPS-Vermessungsvorrichtungen weisen eine GPS-Vermessungsvorrichtung 40 einer Referenz-Station und eine GPS-Vermessungsvorrichtung 50 einer Meß-Station auf. Als alternative Ausführungsform können mehrere GPS-Vermessungsvorrichtungen vorgesehen sein, die als GPS-Vermessungsvorrichtungen einer Meß-Station dienen, und ebenso können mehrere GPS-Vermessungsvorrichtungen vorgesehen sein, die als GPS-Vermessungsvorrichtungen einer Referenz-Station dienen. Das Vermessungssystem weist eine Hauptvermessungs- Station 20 und einen Stab (in Fig. 2 nicht gezeigt) auf.

1.2. Hauptvermessungs-Station

In der Hauptvermessungs-Station 20 ist eine Meßvorrichtung 70 vorgesehen, die mit der Eingangsseite eines Koordinaten- Zusammensetzer/Umwandlers 60 über eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 80 verbunden ist. Die Meßvorrichtung 70 weist einen elektrischen Abstandsmesser 71 (EDM, Electric Distance Meter), einen Kodierer 72 und einen Neigungssensor 73 auf. Die Eingabe- /Ausgabeeinheit 80 gibt die GPS-Daten über eine digitale Datenverbindung ein. Die digitale Datenübertragung kann entweder, wie in Fig. 1 gezeigt, direkt mittels eines Kabels oder mittels einer kabellosen Datenübertragung wie z. B. in Fig. 24 gezeigt, erfolgen. Ein Leiter oder ein Lichtleitkabel 90, wie z. B. ein faseroptischer Leiter, können als Übertragungskabel verwendet werden. Eine kabellose Übertragung kann durch eine RF-Übertragung, eine Infrarot-Übertragung oder eine andere herkömmliche kabellose Übertragungstechnik erreicht werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Koordinaten- Zusammensetzer/Umwandler 60 einen HS-Koordinatenumwandler 61, einen GPS-Koordinatenumwandler 62 und einen Koordinatenzusammensetzer 63 als funktionelle Bauteile auf. Der HS-Koordinatenumwandler 61 wandelt von der Meßvorrichtung 70 gemessene Werte in HS-Koordinatenwerte (Längswinkel Φ, Breitenwinkel Ψ, Höhe h) eines geodätischen Systems, eines Bessel-Systems oder eines lokalen Systems um. Der GPS-Koordinatenumwandler 62 wandelt die von der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station gesendeten GPS-Koordinatenwerte, die dreidimensionale, rechtwinklige Koordinaten (dx, dy, dz) und eine Varianz λ des WGS-84 aufweisen, in das Koordinatensystem des HS-Koordinatenwertes um. Der Koordinatenzusammensetzer 63 setzt die GPS-Vermessungskoordinatenwerte des geodätischen Systems, eines Bessel-Systems oder eines lokalen Systems aus dem von dem HS-Koordinatenumwandler 61 übertragenen HS-Koordinatenwert und den vom GPS-Koordinatenumwandler 62 übertragenen GPS-Vermessungsvorrichtungskoordinatenwerten zusammen.

Fig. 3 zeigt die Hardwarestruktur eines Koordinaten- Zusammensetzers/Umwandlers 60. Eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) 312 ist vorgesehen, die einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 316 als Datenspeicher verwendet und im Betrieb gemäß einem Programm, das in einem Festspeicher (ROM) 314 gespeichert ist (und/oder gemäß einem Programm, das im Direktzugriffsspeicher 316 gespeichert ist), als Koordinaten- Zusammensetzer/Umwandler 60 dient. Der Koordinaten- Zusammensetzer/Umwandler 60 weist eine Eingabe- /Ausgabeschnittstelle 318, eine Anzeigenschnittstelle 320, und eine externe Übertragungsschnittstelle 323 auf, die als Schnittstellen für die Eingabe-/Ausgabeeinheit 80, die Anzeige 101 bzw. die externe Übertragungseinheit 102 dienen.

Eine Ausgabeeinheit 100 ist mit der Ausgabeseite des Koordinaten-Zusammensetzers/Umwandlers 60 verbunden. Diese Ausgabeeinheit 100 gibt den vom Koordinaten- Zusammensetzer/Umwandler 60 zusammengesetzten Koordinatenwert aus. Die Ausgabeeinheit 100 weist eine Anzeigeeinheit 101, die z. B. eine Flüssigkristallanzeige oder eine siebensegmentige LED-Anzeige aufweist, sowie eine externe Übertragungseinheit 102 auf. Ein Aufnahmemedium, wie eine IC-Karte oder eine Diskette (FD: Floppy Disc, MD: Magnetic Disc) kann als externe Übertragungseinheit 102 verwendet werden. Die externe Übertragungseinheit 102 kann auch eine Schnittstelle aufweisen, um eine Verbindung zu einer Periphervorrichtung zu ermöglichen oder um eine kabellose Verbindung mit anderen Vorrichtungen zu erleichtern.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, kann die Hauptvermessungs-Station 20 ferner mit einer Stromquelle 110, wie einer Batterie, versehen sein, von welcher auch die GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station versorgt wird. Eine Mehrzahl von Batterien kann vorgesehen sein, wobei eine von diesen selektiv so geschaltet ist, daß sie als Stromquelle dient. Herkömmlich haben die Hauptvermessungs-Station und die GPS-Vermessungsvorrichtungen getrennte Stromquellen. Alternativ dazu kann die Stromquelle leicht untergebracht und geladen werden, falls ihre Kapazität und ihre Abmessung standardisiert sind. Da die Hauptvermessungs-Station und die GPS-Vermessungsvorrichtungen jedoch unterschiedliche Abmessungen und unterschiedlichen Stromverbrauch haben, bedarf es einer neuen Konstruktion, um die Stromquellen zu standardisieren. In dieser Ausführungsform kann die Stromquelle ohne eine neue Konstruktion leicht untergebracht und geladen werden, weil die Stromquelle gemeinsam als Versorgungsquelle für beide Seiten verwendet wird.

1.3. GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann die GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station mit einem GPS-Empfänger 41 und einer GPS-Antenne 42 versehen sein. Die Antenne 42 ist mit dem GPS-Empfänger 41 über ein Antennenkabel 411 und eine Antennenschnittstelle 408 verbunden. Der GPS-Empfänger 41 weist ein Eingangsteil 43, eine digitale Verarbeitungseinheit 44, einen Basislinienprozessor 45, einen Speicher 49 und eine Datenfunkeinheit 46 auf. Das Eingangsteil 43 weist eine Radiofrequenzeinheit 47 und eine Mittelfrequenzeinheit 48 auf und empfängt Daten von der GPS-Antenne 42. Die digitale Verarbeitungseinheit 44 empfängt die Daten von der Mittelfrequenzeinheit 48 des Eingangsteils 43 und wandelt die Daten von einer analogen in eine digitale Form um.

Die GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station 40 weist ferner einen Verbinder 120, der an einen Ausgang des Basislinienprozessors 45 angeschlossen ist, und eine Antenne 402 auf, die über eine Antennenschnittstelle 410 an die Datenfunkeinheit 46 angeschlossen ist.

Der von der Referenz-Station ermittelte GPS-Wert wird von der digitalen Verarbeitungseinheit 44 in den Basislinienprozessor 45 eingegeben. Ein anderer in der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station ermittelte Wert wird über die Antenne 402, die Antennenschnittstelle 410 und die Datenfunkeinheit 41 zum Basislinienprozessor 45 über Funk übertragen. Der Basislinienprozessor 45 verarbeitet die ermittelten GPS-Werte mittels des Basislinienprozesses und erstellt einen umgewandelten GPS-Koordinatenwert gemäß dem WGS-84. Der umgewandelte GPS-Koordinatenwert wird durch das Lichtleitkabel 90 auf die Eingangs-/Ausgangseinheit 80 der Hauptvermessungs- Station 20 ausgegeben.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist der GPS-Empfänger 41 mit der Hauptvermessungs-Station 20 unter Verwendung eines Verbinders 120 lösbar verbunden, um sowohl die kombinierte als auch die selbständige Benutzung der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station zu erleichtern. Die GPS-Antenne 42 ist ebenfalls lösbar auf der Oberseite der Hauptvermessungs-Station 20 angebracht, um sowohl die kombinierte als auch die unabhängige Verwendung der GPS-Antenne 42 zu erleichtern. In einer alternativen Ausführungsform können der GPS-Empfänger 41 und die GPS-Antenne 42 jeweils fest mit der Hauptvermessungs- Station 20 verbunden sein.

Aus Fig. 4 ist eine Position der GPS-Antenne 42 bezüglich eines Meßpunktes A ersichtlich, an dem die Hauptvermessungs- Station 20 aufgestellt ist. Die Positionen der Mittelpunkte der Hauptvermessungs-Station 20 und der GPS-Antenne 42 relativ zum Meßpunkt A sind vorbestimmt. Bei dieser Ausführungsform sind die jeweilige Position der Hauptvermessungs-Station und die der GPS-Antenne 42 bezüglich der horizontalen x- und y-Achsen gleich, wobei sie bezüglich der vertikalen z-Achse zueinander versetzt sind.

Weil die Position des Mittelpunktes der Hauptvermessungs- Station 20 und die Position des Mittelpunktes der GPS-Antenne 42 relativ zum Meßpunkt A vorbestimmt sind, wäre der Versetzungswert auch im Falle einer Versetzung in allen drei Raumrichtungen x, y und z bekannt. Die Höhe h1 (als Hauptvermessungs-Stationshöhe bezeichnet) ist die Länge vom Meßpunkt A zum Mittelpunkt der Hauptvermessungsstation 20 und entspricht dem Wert der Versetzung entlang der z-Achse. Die Höhe h2 (als Antennenhöhe bezeichnet) ist die Länge vom Meßpunkt A bis zur Standardkoordinatenposition, an der die GPS-Antenne 42 aufgestellt ist. Die Koordinate des Punktes A, die Höhe h1 und die Höhe h2 sind z. B. im RAM 316 für eine nachfolgende Verwendung für den Basislinienprozeß und die Koordinatenumwandlung gespeichert.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, senden sowohl die GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station als auch die Hauptvermessungs-Station 20 digitale Signale, wie den umgewandelten GPS-Koordinatenwert, über den Verbinder 120. Die Hauptvermessungs-Station 20 weist unter anderem eine elektrische Stromsteuervorrichtung 130 auf, die elektrischen Strom von der Stromquelle 110 der Hauptvermessungs-Station 20 zum GPS-Empfänger 41 über den Verbinder 120 liefert.

1.4. GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station einen GPS-Empfänger 51 und eine GPS-Antenne 52 auf, die mit dem GPS-Empfänger 51 über ein Antennenkabel 412 und eine Antennenschnittstelle 404 verbunden ist. Der GPS-Empfänger 51 weist ein Eingangsteil 53, eine digitale Verarbeitungseinheit 54, eine Eingabetastatur 55 und eine Datenfunkeinheit 56 auf. Das Eingangsteil 53 weist eine Radiofrequenzeinheit 57 und eine Mittelfrequenzeinheit 58 auf und empfängt Daten von der GPS-Antenne 52. Die digitale Verarbeitungseinheit 54 wandelt die Ausgabedaten von der Mittelfrequenzeinheit 58 von einer analogen in eine digitale Form um und leitet die digitalen Informationen zur Datenfunkeinheit 56 weiter. Die Datenfunkeinheit 56 sendet mittels einer kabellose Übertragung über die Antennenschnittstelle 406 und die Antenne 400 Meß-Stationsinformationen (die weiter unten definiert werden) zum GPS-Empfänger 41 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist der GPS-Empfänger 51 auf einem Stab 31 in einer Position mittlerer Höhe lösbar angebracht, um sowohl eine kombinierte als auch eine selbständige Verwendung zu erleichtern. Ferner ist der GPS-Empfänger 51 drehbar auf dem Stab 31 angebracht. Dementsprechend kann der GPS-Empfänger 41, falls erforderlich, in eine Position gedreht werden, in der er einfach eingesehen und gesteuert werden kann. Ferner kann die GPS-Antenne 52 am oberen Ende des Stabes 31 lösbar angebracht sein, um eine selbständige Verwendung zu erleichtern. Alternativ jedoch können sowohl die GPS-Antenne 52 als auch der GPS-Empfänger 51 jeder fest am Stab 31 angebracht werden, so daß sie von diesem nicht entfernt werden können.

Aus Fig. 5 ist insgesamt eine Vermessungsstabeinrichtung 30 ersichtlich, die einen Stab 31 und eine Zielplatte 32 aufweist. Die Zielplatte 32 ist in ihrer Mitte an den Stab 31 angebracht, und ein Entfernungsprisma 33 ist ebenfalls im Mittelpunkt der Zielplatte 32 angeordnet. Ein Vermessungsziel 34 ist radial vom Prisma 33 entfernt und am Rand der Platte 32 angeordnet. Der Stab 31 weist ferner ein Stabende 35 auf. Der Stab 31 hat ungefähr eine Höhe von 2 m. Um das Tragen des Stabes zu erleichtern, kann der Stab aus einer Mehrzahl kürzerer Stäbe zusammengesetzt, einziehbar oder zusammenklappbar sein. Als eine andere Ausführungsform kann die Zielplatte 32 an einer bestimmten Position am Stab 31 befestigt oder entlang des Stabes 31 bewegbar sein.

Die Position der GPS-Antenne 52 relativ zu einem Meßpunkt B, an dem das Stabende 35 des Stabes 31 aufgestellt wird, ist vorbestimmt. Bei dieser Ausführungsform werden die Position des Entfernungsmeßprismas 33 und die Position der GPS-Antenne 52 so bestimmt, daß sie B bezüglich der horizontalen x- und y-Achsen dem Meßpunkt B entsprechen, jedoch bezüglich der vertikalen z-Achse vom Meßpunkt B versetzt sind. Bei einer anderen Ausführungsform jedoch können diese Bauteile vom Meßpunkt B bezüglich aller drei Achsen x, y und z versetzt sein. Eine Höhe h3 (als Prismenhöhe bezeichnet) vom Meßpunkt B zum Prisma 33 und eine Höhe h4 (als Antennenhöhe bezeichnet) vom Meßpunkt B zur Standardkoordinatenposition der GPS-Antenne 52 sind jeweils im voraus in einen Speicher, wie in das RAM 316, eingespeichert. Die Relativposition des Prismas 33 und die Relativposition der GPS-Antenne 52 zum Meßpunkt B sind in den Speicher, z. B. in das RAM 316, im voraus eingespeichert, und werden nachfolgend für den Basislinienprozeß oder die Koordinatenumwandlung verwendet. Eine Prismen-Konstante des Prismas 33 wird ebenfalls im voraus gespeichert.

Die Höhe h3 des Prismas 33, die Höhe h4 der Antenne 52 und die Prismenkonstante werden jeweils über die Eingabetastatur 55 eingegeben. Die Meß-Stationsinformationen, die über der Datenfunkeinheit 56, wie oben beschrieben, gesendet werden, weisen den von der digitalen Verarbeitungseinheit umgewandelten GPS-Wert, die Höhe h3, die Höhe h4 und eine Prismenkonstante auf.

Die Höhe h3 des Prismas 33, die Höhe h4 der Antenne 52 und die Prismenkonstante, die über die Eingabetastatur 55 eingegeben werden, werden vom GPS-Empfänger 41 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station an die Hauptvermessungs-Station 20 über ein Lichtleitkabel 90 übertragen und für die Koordinatenzusammensetzung verwendet. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, weist der Stab 31 eine Versorgungseinheit 140 auf, die den GPS-Empfänger 51 mit elektrischem Strom versorgt. In dieser Ausführungsform sind die GPS-Vermessungsvorrichtungen 40 bzw. 50 der Referenz-Station bzw. der Meß-Station unterschiedlich ausgebildet. Sie können jedoch auch gleich ausgebildet sein, so daß sie jeweils als GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station bzw. der Meß-Station oder umgekehrt verwendet werden können.

1.5. Flußdiagramm der Koordinatenumwandlung

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm einer GPS-Messung mit der GPS-Meßvorrichtung. In dieser Ausführungsform wird eine kinematische Ortungsmethode verwendet, um eine relative Ortung durchzuführen. In einem ersten Schritt S10 werden Satellitensignale geortet und Ortungsmeldungen empfangen. Dann wird in einem Schritt S20 bestimmt, welcher Satellit erfaßt werden soll. In Schritt S30 werden von dem Signal des erfaßten Satelliten Phasendaten von der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station ermittelt. Die ermittelten Phasendaten werden im Speicher 49 in der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station gespeichert. Dann werden in Schritt S40 die Phasendaten der Satellitensignale von der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station ermittelt. Die Phasendaten werden mittels drahtloser Übertragung vom GPS-Empfänger 51 der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 an den GPS-Empfänger 41 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 übertragen und im Speicher 49 des GPS-Empfängers 41 gespeichert. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, werden die Schritte S30 und S40 sequentiell ausgeführt. Die GPS-Vermessungsvorrichtungen 40 bzw. 50 der Referenz-Station bzw. der Meß-Station können die Phasendaten des Satellitensignals jedoch auch gleichzeitig ermitteln.

Als nächstes führt in Schritt S50 der Basislinienprozessor 45 (siehe Fig. 1) in der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 den Basislinienprozeß durch. In diesem Schritt berechnet der Basislinienprozessor 45 den GPS-Koordinatenwert (dx, dy und dz) und die Varianz λ des WGS-84 basierend auf den Phasendaten von den GPS-Vermessungsvorrichtungen 40 bzw. 50, den Koordinaten des bekannten Meßpunktes (die im voraus eingestellt werden) und der Ortungsmeldung der GPS-Vermessungsvorrichtung 40.

Im Schritt S60 wird das Ergebnis (dx, dy, dz und λ), das vom dem Basislinienprozessor ermittelt wurde, im Speicher 49 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station gespeichert. Dann wird im Schritt S70 bestimmt, ob die Varianz λ kleiner als ein vorbestimmter Wert ist. Falls λ kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird festgestellt, daß fortgefahren werden soll, und der Ablauf geht mit Schritt S80 weiter, in dem eine Koordinatenumwandlung für das Ergebnis (dx, dy, dz und λ) durchgeführt wird. Die Koordinatenumwandlung des Ergebnisses wird mit dem GPS-Koordinatenumwandler 62 des Koordinaten- Zusammensetzers/Umwandlers 60 durchgeführt. Der GPS-Koordinatenwert (dx, dy und dz) des WGS-84 wird vom Basislinienprozessor 45 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 zum GPS-Koordinatenumwandler 62 über das Lichtleitkabel 90 und die Eingabe-/Ausgabeeinheit 80 übertragen.

Falls in Schritt S70 bestimmt wird, daß die Varianz λ größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, kehrt der Ablauf zu Schritt S30 zurück, um erneut Phasendaten für die GPS-Vermessungsvorrichtungen 40 bzw. 50 zu ermitteln.

1.6. Orten des Satellitensignals und Empfang der Ortungsmeldung

Aus Fig. 9 ist ausführlich ein Verfahren zum Orten eines Satellitensignals und zum Empfang von Ortungsmeldungen ersichtlich, das dem Schritt S10 des in Fig. 8 dargestellten Ablaufs entspricht. Der GPS-Koordinatenumwandler 62 wandelt die GPS-Koordinatenwerte (dx, dy und dz) in das gleiche System wie die HS-Koordinatenwerte, wie z. B. in das WGS-84, in Vermessungskoordinatenwerte eines geodätischen Systems (Längswinkel Φ, Breitenwinkel Ψ, Höhe h), in ein Bessel-System oder in ein lokales System um. Der umgewandelte GPS-Vermessungskoordinatenwert wird im Schritt S90 des in Fig. 8 gezeigten Ablaufs vom GPS-Koordinatenumwandler 62 an den Koordinatenzusammensetzer 63 ausgegeben. In einem ersten Schritt S11 wird ein Höhenwinkel zum Satelliten berechnet. Dann wird in Schritt S12 der Satellit ausgewählt und ihm ein Signal, das aus einem künstlichen Rauschen (PN, Pseudo Noise Code) besteht, zugeordnet. Im Schritt S13 wird die Dopplerverschiebung berechnet und damit eine Abstimmungsfrequenz (Lock-Frequenz) bestimmt. Als nächstes wird im Schritt S14 festgestellt, ob der Prozeß den gewünschten Satelliten erfaßt hat (d. h. ob die Frequenz auf diesen abgestimmt ist). Wenn der Satellit erfaßt wurde, geht der Ablauf weiter zu Schritt S15, in dem die Ortungsmeldung (einschließlich Informationen, die die Position des Satelliten angeben, sowie Zeitinformationen) empfangen wird. Falls der Satellit nicht erfaßt wurde, geht der Ablauf von Schritt S14 zu Schritt S11 zurück. Der Ablauf wird wiederholt, bis der Satellit erfaßt wurde.

1.7. Identifizierung des erfaßten Satelliten

Aus Fig. 10 ist der Ablauf von Schritt S20, der auch in Fig. 8 dargestellt ist, genauer ersichtlich, wobei dabei die erfaßten Satelliten identifiziert werden. In einem ersten Schritt S21 wird der Höhenwinkel der Satelliten berechnet. Als nächstes wird in Schritt S22 die Anzahl der empfangbaren Satelliten (MAX) ausgewählt. In dieser Ausführungsform wird MAX gleich 12 gesetzt (MAX = 12), da ein 12-Kanal Empfänger verwendet wird. In Schritt S23 wird die Dopplerverschiebung berechnet. Dann wird in Schritt S24 der erste Satellit (n = 1) unter den empfangbaren Satelliten ausgewählt, und in Schritt S25 wird für den dem ausgewählten Satelliten entsprechenden Kanal N eine Abstimmungsfrequenz eingestellt. Als nächstes wird in Schritt S26 bestimmt, ob die Frequenz auf den gegenwärtig ausgewählten n-ten Satelliten abgestimmt ist. Falls die Frequenz auf den Satelliten abgestimmt ist, geht der Ablauf weiter zu Schritt S27. In Schritt S27 wird bestimmt, ob alle der MAX empfangbaren Satelliten ausgewählt wurden, d. h. ob n gleich MAX ist (n = MAX).

Falls in Schritt S27 festgestellt wird, daß nicht alle der MAX empfangbaren Satelliten ausgewählt wurden, geht der Ablauf weiter zu Schritt S28 und die Anzahl n wird um 1 erhöht (n = n+1). Der Ablauf kehrt dann zu Schritt S25 zurück. Der Wert n wird im Schritt S28 so lange erhöht, bis alle der 12 empfangbaren Satelliten ausgewählt sind, d. h. bis n gleich MAX wird. Dementsprechend wird, falls in Schritt S27 n = MAX festgestellt wird, dieser Ablauf beendet.

Falls in Schritt S26 festgestellt wird, daß der augenblickliche Satellit noch nicht erfaßt wurde, geht der Ablauf von Schritt S26 zu Schritt S29 weiter, in dem bestimmt wird, ob eine bestimmte Zeit verstrichen ist. Falls diese bestimmte Zeit noch nicht verstrichen ist, kehrt der Ablauf zu Schritt S26 zurück. Falls die bestimmte Zeit verstrichen ist, geht der Ablauf direkt von Schritt S29 zu Schritt S28, in dem die Zahl n erhöht wird, um einen nächsten erfaßbaren Satelliten zu identifizieren.

Schritt S29 ist vorgesehen, da unter allen empfangbaren MAX-Satelliten (MAX = 12 in dieser Ausführungsform) einige Satelliten aus unterschiedlichen Gründen, z. B. aufgrund von Bäumen oder Gebäuden, nicht erfaßbar sind. Aus diesem Grund ist die Anzahl der Satelliten max, die wirklich erfaßt werden kann, kleiner als MAX.

1.8. Bestimmung von Phasendaten des Satellitensignals in der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station

Aus Fig. 11 ist der Ablauf, der dem Schritt S30 im in Fig. 8 gezeigten Ablauf entspricht, genauer ersichtlich, wobei in diesem Schritt Phasendaten des Satellitensignals in der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station ermittelt werden. In einem ersten Schritt S31 wartet der Ablauf auf eine Zeitkreisunterbrechung. Dabei wird auf die Phasendaten gewartet, die in einem Zähler angesammelt werden. Zum Beispiel kann der Ablauf 0,5 Sekunden warten. Dann werden in Schritt S32 die Werte des ersten bis zum max-ten Zähler festgehalten. Die Variable max ist die Anzahl der erfaßbaren Satelliten, die in der Ausführungsform gleich 8 gesetzt wird.

Als nächstes wird in Schritt S33 der dem ersten Satelliten entsprechende Zähler ausgewählt (n = 1). Der GPS-Empfänger 41 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station ist mit mindestens max (8 in der gezeigten Ausführungsform), in den Empfänger eingebauten Zählern versehen. Dementsprechend wird in Schritt S34 ein dem augenblicklich ausgewählten Satelliten entsprechender Zählerwert aus dem Zähler gelesen. In Schritt S35 wird der gelesene Zählerwert n im Speicher 49 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station gespeichert. Nach dem Speichern des Wertes im Speicher wird in Schritt S36 bestimmt, ob alle der max Satelliten ausgewählt wurden, d. h. ob n = max ist. Falls nicht alle der max-Satelliten ausgewählt wurden, geht der Ablauf zu Schritt S37, in dem n um 1 erhöht wird. Der Ablauf kehrt dann zu Schritt S34 zurück und wiederholt sich, bis alle der max-Satelliten ausgewählt wurden, d. h. bis n = max wird. Falls in Schritt S36 bestimmt wird, daß n = max, wird dieser Ablauf beendet.

1.9. Bestimmung von Phasendaten des Satellitensignals in der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station

Aus Fig. 12 ist der Ablauf, der dem in Fig. 8 gezeigten Schritt S40 entspricht, ersichtlich. Genauer zeigt das Flußdiagramm aus Fig. 12 den Ablauf zur Bestimmung von Phasendaten in der Meß-Station und die Übertragung dieser Daten zur Referenz-Station. Dieser dargestellte Ablauf wird durchgeführt, nachdem die Phasendaten des Satellitensignals von der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station ermittelt wurden. Die GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station ermittelt die Phasendaten des Satellitensignals auf die gleiche Art, wie solche Phasendaten von der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station ermittelt werden, wie im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben wurde. In Schritt S41 wartet die GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station auf eine Unterbrechung der Verbindung mit der Datenfunkeinheit 46 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station. In Schritt S42 werden die ermittelten GPS-Phasendaten von der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station gesendet und von der Datenfunkeinheit 46 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station empfangen. In Schritt S43 wird der GPS-Wert, der von der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station ermittelte Phasendaten aufweist, im Speicher 49 gespeichert. Nach Schritt S43 wird dieser Ablauf dann beendet.

1. 10. Basislinienprozeß

Aus Fig. 13 ist ein Flußdiagramm eines Basislinienprozesses ersichtlich, der dem Schritt S50 im in Fig. 8 gezeigten Flußdiagramm entspricht. Der Basislinienprozeß aus Fig. 13 wird vom Basislinienprozessor 45 durchgeführt, der ein Teil des GPS-Empfängers 41 der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station bildet, die in Fig. 1 gezeigt ist. In einem ersten Schritt S51 werden die im Speicher 49 gespeicherten Phasendaten von der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz- Station in den lokalen Arbeitsbereich des GPS-Empfängers 41 gelesen, d. h. sie werden für die Benutzung geladen. Als nächstes werden in Schritt S52 die ebenfalls im Speicher 49 gespeicherten Phasendaten von der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station geladen. In Schritt S53 wird die Ortungsmeldung (die in dem Schritt S50 im in Fig. 9 gezeigten Ablauf empfangen wurde) geladen. In Schritt S54 werden die dem Meßpunkt A entsprechenden Koordinaten geladen. Die Schritte S51 bis S54 können in jeder beliebigen Reihenfolge ablaufen.

In Schritt S55 werden die Beobachtungsdauer und die Empfangsposition in Übereinstimmung mit einer Pseudoentfernung korrigiert. Dann wird in Schritt S56 eine Taktverzögerung eingestellt. Danach wird in Schritt S57 ein Basislinienvektor mit einer doppelten Differenz abgeschätzt, und die dreidimensionalen rechtwinkligen Koordinatenwerte (dx, dy und dz) und eine Abweichung (λ) ermittelt. Der Basislinienvektor wird dann in Schritt S58 im Speicher 49 gespeichert. Nach Schritt S58 wird der Basislinienprozeß beendet.

1.11. Datensammel-Prozeß

Nun wird ein Datensammel-Prozeß beschrieben. Zuerst wird eine Referenz-Station an einem bestimmten Aufstellungsort aufgestellt. Falls die Koordinaten des Aufstellungsortes der Referenz-Station nicht bekannt sind, wird die GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station als bekannter Meßpunkt B eingestellt. Die GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station ist mit der Hauptvermessungs-Station 20 über einen Verbinder 120 verbunden.

Unter Verwendung der beiden GPS-Vermessungsvorrichtungen, einschließlich der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz- Station und der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station, und der dem bekannten Meßpunkt B entsprechenden Koordinaten werden die der Hauptvermessungs-Station 20 entsprechenden Koordinaten des Aufstellungsortes bestimmt. In der gezeigten Ausführungsform wird ein mit dem GPS-Koordinatenumwandler 62 umgewandelter GPS-Vermessungskoordinatenwert für die ursprünglichen dem Einstellungspunkt der Hauptvermessungs- Station 20 entsprechenden Koordinaten verwendet.

Falls andererseits die dem Aufstellungsort der Hauptvermessungs-Station 20 entsprechenden Koordinaten bekannt sind, werden die bekannten Koordinaten in die Hauptvermessungs- Station 20 eingegeben. Die GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station ist mit der Hauptvermessungs-Station 20, wie aus Fig. 4 ersichtlich, mit einem Verbinder 120 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Koordinaten des der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station entsprechenden Meßpunktes basierend auf (1.) der Höhe h2 der Antenne 52, wobei dieser Wert im voraus eingegeben wurde, und (2.) den Koordinaten des der Hauptvermessungs-Station 20 entsprechenden Aufstellungsortes, der ebenfalls im voraus eingegeben wurde, bestimmt. Ein Koordinatenwert des Meßpunktes der GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station kann unabhängig von der Hauptvermessungs-Station 20 eingegeben werden.

Aus Fig. 5 ist eine GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station ersichtlich, die mit einem Vermessungsstab 30 verbunden ist. Der Vermessungsstab 30 wird an einem unbekannten Meßpunkt B aufgestellt. Ein absoluter Richtungswinkel der Hauptvermessungsstation wird unter der Verwendung der GPS-Vermessungsvorrichtung der Referenz-Station als auch der der Meß-Station bestimmt. In dieser Ausführungsform wird der absolute Richtungswinkel der Hauptvermessungs-Station 20 basierend auf dem GPS-Vermessungskoordinatenwert bestimmt, der von dem GPS-Koordinatenumwandler 62 in der Hauptvermessungs- Station 20 umgewandelt wurde.

Bei der Durchführung einer eigentlichen Vermessung können die Hauptvermessungs-Station 20 und beide oder eine der beiden GPS-Vermessungsvorrichtungen 40 bzw. 50 zur Durchführung der Vermessung abhängig von der Umgebung des Vermessungsortes verwendet werden. Wenn die GPS-Antennen 42 bzw. 52 der GPS-Vermessungsvorrichtungen 40 bzw. 50 von Bäumen oder Gebäuden verdeckt sind, und wenn die Bedingungen für den Empfang des Satellitensignals nicht gut sind, kann die Vermessung mit der Hauptvermessungs-Station 20 und dem Vermessungsstab 30 durchgeführt werden. Wenn die Hauptvermessungs-Station 20 und beide GPS-Vermessungsvorrichtungen 40 und 50 verwendet werden, wird die Genauigkeit erhöht. Durch die Einführung des genauesten Koordinatenwertes unter all den bestimmten Koordinatenwerten wird die Vermessung genauer und verläßlicher.

Beide der GPS-Vermessungsvorrichtungen 40 und 50 können unabhängig voneinander verwendet werden. Das heißt, daß die GPS-Vermessungsvorrichtung 40 der Referenz-Station von der Hauptvermessungs-Station 20 und ebenso die GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station vom Vermessungsstab 30 entfernt werden kann.

2. Zweite Ausführungsform

Aus Fig. 14 ist ein Blockdiagramm eines Vermessungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Für Teile, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, werden entsprechende Bezugszeichen verwendet. Das Vermessungssystem 10a weist insgesamt eine Hauptvermessungs- Station 20a, eine GPS-Vermessungsvorrichtung 40a einer Referenz-Station und eine GPS-Vermessungsstation 50a einer Meß-Station auf.

Die Hauptvermessungs-Station 20a ist in ihrem Aufbau der aus Fig. 1 ersichtlichen Hauptvermessungs-Station 20 ähnlich. Im einzelnen weist sie eine Meßvorrichtung 70a auf, die mit einem Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60a über ein Ausgangsteil 88 verbunden ist. Der Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60a ist mit einer Ausgabevorrichtung 100a verbunden. Die Hauptvermessungsstation 20a weist ferner eine Stromquelle 110a, einen Verbinder 120a und eine Antenne 415a auf, die mit dem Eingangsteil 88 über eine Antennenschnittstelle 414a verbunden ist. Das Eingangsteil 88 weist sowohl eine Eingabe- /Ausgabeeinheit 80a als auch eine Datenfunkeinheit 160 auf.

Die Meßvorrichtung 70a des Vermessungssystems 10a nach Fig. 14 ist im wesentlichen gleich der aus Fig. 1 ersichtlichen Meßvorrichtung 70 und weist einen elektronischen Abstandsmesser (EDM, Electric Distance Meter) 71a, einen Kodierer 72a und einen Neigungssensor 73a auf. Der Koordinaten- Zusammensetzer/Umwandler 60a aus Fig. 14 ähnelt dem Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60 aus Fig. 1, da der Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60a einen HS-Koordinatenumwandler 61a, einen GPS-Koordinatenumwandler 62a und einen Koordinatenzusammensetzer 63a aufweist. Jedoch ist der Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60a ferner mit einem Basislinienprozessor 150 ausgerüstet.

Die Ausgabevorrichtung 100a ist im wesentlichen gleich der Ausgabevorrichtung 100 der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Sie weist eine Anzeige 101a und eine externe Übertragungseinheit 102a auf.

Die Signalverbindung zwischen dem Verbinder 120a und der Eingabe-/Ausgabeeinheit 80a ist ähnlich der Verbindung zwischen dem Verbinder 120 und der Eingabe-/Ausgabeeinheit 80 der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Jedoch ist ferner eine Datenfunkeinheit 160 mit der Eingabe-/Ausgabeeinheit 80a der Hauptvermessungs-Station 20a verbunden. Die Datenfunkeinheit 160 bildet zusammen mit der Eingabe-/Ausgabeeinheit 80a das Eingabeteil 88. Die Antenne 415a und die Antennenschnittstelle 414a sind beide mit der Datenfunkeinheit 160 verbunden und vorgesehen, um die Datenübertragung zwischen der GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station und der Hauptvermessungs-Station 20 zu ermöglichen.

Da die Hauptvermessungs-Station 20a einen Basislinienprozessor 150 als Teil des Koordinaten-Zusammensetzers/Umwandlers 60a aufweist, ist es nicht erforderlich, einen Basislinienprozessor als Teil der GPS-Vermessungsvorrichtung 40a der Referenz- Station bereitzustellen. Die GPS-Vermessungsvorrichtung 40a der Referenz-Station weist einen GPS-Empfänger 41a, eine Antenne 42a, eine Antennenschnittstelle 408a und einen Verbinder 120a auf. Der Verbinder 120a der GPS-Vermessungsvorrichtung 40a der Referenz-Station ist mit dem Verbinder 120a der Hauptvermessungs-Station 20a über ein Lichtleitkabel 90a verbunden.

Der GPS-Empfänger 41a weist ein Eingangsteil 43a und eine digitale Verarbeitungseinheit 44a auf, die beide jeweils im wesentlichen identisch mit dem Eingangsteil 43 bzw. der digitalen Verarbeitungseinheit 44 sind, die als Teile des in Fig. 1 gezeigten GPS-Empfängers 41 vorgesehen sind. Das Eingangsteil 43a weist eine Radiofrequenzeinheit 47a und eine Mittelfrequenzeinheit 48a auf. Die digitale Verarbeitungseinheit 44a ist direkt mit dem Verbinder 120a verbunden. Der GPS-Empfänger 41a weist ferner einen Speicher 49a auf, der im wesentlichen für die gleichen Funktionen dient, wie der oben beschriebene Speicher 49 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform. Ein Basislinienprozessor ist nicht als Teil des GPS-Empfängers 41a vorgesehen, da ein Basislinienprozessor in der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform nicht erforderlich ist.

Die GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station ist ebenfalls der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station in der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform ähnlich, abgesehen davon, daß die GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station nicht mit einer Eingabetastatur 55 versehen ist. Vielmehr weist sie eine Anzeige 170 auf. Im einzelnen weist die GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station einen GPS-Empfänger 51a und eine GPS-Antenne 52a auf, die mit dem GPS-Empfänger 51a über ein Antennenkabel 412a und eine Antennenschnittstelle 404a verbunden ist. Eine zusätzliche Antenne 400a ist ebenfalls mit dem GPS-Empfänger 51a über eine Antennenschnittstelle 406a verbunden. Der GPS-Empfänger 51a weist ein Eingangsteil 53a, eine digitale Verarbeitungseinheit 54a, eine Datenfunkeinheit 56a und eine Anzeige 170 auf. Das Eingangsteil 53a weist eine Radiofrequenzeinheit 57a und eine Mittelfrequenzeinheit 58a auf und empfängt Daten von der GPS-Antenne 52a. Die digitale Verarbeitungseinheit 54a wandelt Ausgabedaten von der Mittelfrequenzeinheit 58a von analoger in digitale Form um und leitet die digitalen Informationen zur Datenfunkeinheit 56a weiter. Die Datenfunkeinheit 56a sendet Informationen von der Meß-Station (die oben unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform genauer definiert sind) mittels drahtloser Übertragung über die Antennenschnittstelle 406a und der Antenne 400 zu der Hauptvermessungs-Station 20a.

Durch die Bereitstellung des Basislinienprozessors 150 als Teil der Hauptvermessungs-Station 20a, was bedeutet, daß in der GPS-Vermessungsvorrichtung 40a der Referenz-Station kein Basislinienprozessor erforderlich ist, wird die GPS-Vermessungsvorrichtung 40a der Referenz-Station bedeutend vereinfacht. Dementsprechend können ihre Größe, ihr Gewicht und ihre Kosten reduziert werden.

Die Anzeige 170 ist als Teil der GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station vorgesehen. Die Datenfunkeinheit 56a steht mit der Datenfunkeinheit 160 der Hauptvermessungs-Station 20 in Verbindung. Die durch den Koordinatenzusammensetzer 63a zusammengesetzten Koordinatenwerte können mit der GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station über die Datenfunkeinheit übertragen werden, und die Ergebnisse solcher Daten können von der Anzeige 170 angezeigt werden. Die Anzeige 170 kann z. B. eine Flüssigkristallanzeige oder eine siebensegmentige LED-Anzeige aufweisen. Zwischen der GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station und der Hauptvermessungs-Station 20a ist eine Direktverbindung vorgesehen und die Anzeige 170 bildet einen Teil der GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station. Deshalb können GPS-Verarbeitungen unter Verwendung der Hauptvermessungs- Station 20a aufgrund von Daten durchgeführt werden, die teilweise von der GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station vorgesehen sind, um die genauen Koordinaten der GPS-Vermessungsvorrichtung 50a der Meß-Station zu bestimmen. Diese Koordinaten können dann in Echtzeit auf der Anzeige 170 am Vermessungsort angezeigt werden.

3. Dritte Ausführungsform

Aus Fig. 15 ist ein Blockdiagramm eines Vermessungssystems 10b gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Für Teile, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, werden entsprechende Bezugszeichen verwendet. Das Vermessungssystem 10b weist insgesamt eine Hauptvermessungs- Station 20b, eine GPS-Vermessungsvorrichtung 40b einer Referenz-Station und eine GPS-Vermessungsvorrichtung 50b einer Meß-Station auf.

Die Hauptvermessungs-Station 20b ist bezüglich ihres Aufbaus ähnlich zur Hauptvermessungs-Station 20, die aus Fig. 1 ersichtlich ist. Im einzelnen weist sie eine Meßvorrichtung 70b auf, die mit einem Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60b über eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung 80b verbunden ist. Der Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60b ist mit einer Ausgabevorrichtung 100b verbunden. Die Hauptvermessungs-Station 20b weist ferner eine Stromversorgung 110b und einen Verbinder 120b auf.

Die Meßvorrichtung 70b des gezeigten Vermessungssystems 10b aus Fig. 15 ist im wesentlichen identisch mit der Meßvorrichtung 70, die aus Fig. 1 ersichtlich ist, und weist einen elektronischen Abstandsmesser (EDM, Electric Distance Meter) 71b, einen Kodierer 72b und einen Neigungssensor 73b auf. Der Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60b aus Fig. 14 ist ähnlich zum Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60, der aus Fig. 1 ersichtlich ist, da er einen HS-Koordinatenumwandler 61b aufweist, der mit einem Koordinatenzusammensetzer 63b verbunden ist. Allerdings fehlt dem Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60b ein GPS-Koordinatenzusammensetzer, wie er in der Ausführungsform, die aus Fig. 1 ersichtlich ist, vorgesehen ist.

Die Ausgabevorrichtung 100b ist im wesentlichen mit der Ausgabevorrichtung 100 der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform identisch und weist eine Anzeige 101b und eine externen Übertragungseinheit 102b auf.

Die Signalverbindung zwischen dem Verbinder 120b und der Eingabe-/Ausgabevorrichtung 80b ist gleich der Verbindung zwischen dem Verbinder 120 und der Eingabe-/Ausgabeeinheit 80 der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform. Im einzelnen ist der Verbinder 120b direkt mit der Eingabe-/Ausgabeeinheit 80b verbunden.

Es ist kein GPS-Koordinatenumwandler als Teil des Koordinaten- Zusammensetzers/Umwandlers 60b vorgesehen, da ein GPS-Koordinatenumwandler 180 als Teil der GPS-Vermessungsvorrichtung 40b der Referenz-Station vorgesehen ist. Die GPS-Vermessungsvorrichtung 40b der Referenz-Station weist einen GPS-Empfänger 41b, eine Antenne 42b, eine Antennenschnittstelle 408b und einen Verbinder 120b auf. Der Verbinder 120b der GPS-Vermessungsvorrichtung 40b der Referenz- Station ist mit einem Verbinder 120b der Hauptvermessungs- Station 120b über ein Lichtleitkabel 90b verbunden.

Der GPS-Empfänger 41b weist ein Eingangsteil 43b, eine digitale Verarbeitungseinheit 44b und einen Basislinienprozessor 45b auf, die jeweils im wesentlichen mit dem Eingangsteil 43, der digitalen Verarbeitungseinheit 44 bzw. dem Basislinienprozessor 45 identisch sind, die als Teile des aus Fig. 1 ersichtlichen GPS-Empfängers 41 vorgesehen sind. Das Eingangsteil 43b weist eine Radiofrequenzeinheit 47b und eine Mittelfrequenzeinheit 48b auf. Eine digitale Verarbeitungseinheit 44b ist mit dem Basislinienprozessor 45b verbunden. Der GPS-Empfänger 41b weist ferner eine Datenfunkeinheit 46b, einen Speicher 49b, eine Antennenschnittstelle 410b und eine Antenne 402b auf, wobei diese Teile im wesentlichen mit den entsprechenden Teilen identisch sind, die als Teile des aus Fig. 1 ersichtlichen GPS-Empfängers 41 vorgesehen sind.

Der GPS-Empfänger 41b weist ferner einen GPS-Koordinatenumwandler 180 auf, der zwischen dem Basislinienprozessor 45b und dem Verbinder 120b angebracht ist. Über die Antenne 402b, die Antennenschnittstelle 410b und die Datenfunkeinheit 46b von der GPS-Vermessungsvorrichtung 40b der Referenz-Station bzw. von der GPS-Vermessungsvorrichtung 51b der Meß-Station ermittelte GPS-Werte, werden von dem Basislinienprozessor 45b und dem GPS-Koordinatenumwandler 180 bearbeitet. Der Basislinienprozessor 45b wandelt die von der jeweiligen GPS-Vermessungsvorrichtung ermittelten GPS-Werten in GPS-Koordinaten in Übereinstimmung mit dem WGS-84 um, und diese umgewandelten Werte werden dann weiter mit Hilfe des GPS-Koordinatenumwandlers 180 umgewandelt, um GPS-Vermessungskoordinaten in Übereinstimmung mit anderen Systemen, wie einem geodätischen System, einem Bessel-System, oder einem lokalen System zu ermitteln.

Die GPS-Vermessungsvorrichtung 50b der Meß-Station ist im wesentlichen mit der GPS-Vermessungsstation 50 der Meß-Station der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform identisch. Im einzelnen weist die GPS-Vermessungsvorrichtung 50b der Meß-Station einen GPS-Empfänger 51b und eine GPS-Antenne 52b auf, die mit dem GPS-Empfänger 51b über ein Antennenkabel 412b und eine Antennenschnittstelle 404b verbunden ist. Eine zusätzliche Antenne 400b ist ebenfalls mit dem GPS-Empfänger 51b über eine Antennenschnittstelle 406b verbunden. Der GPS-Empfänger 51b weist ein Eingangsteil 53b, eine digitale Verarbeitungseinheit 54b, eine Datenfunkeinheit 56b und eine Eingabetastatur 55b auf.

Das Eingangsteil 53b weist eine Radiofrequenzeinheit 57b und eine Mittelfrequenzeinheit 58b auf und empfängt Daten von der GPS-Antenne 52b. Die digitale Verarbeitungseinheit 54b wandelt die von der Mittelfrequenzeinheit 58b ausgegebenen Daten von analoger in digitale Form um und leitet diese digitalen Informationen zur Datenfunkeinheit 56b weiter. Die Datenfunkeinheit 56b sendet Informationen von der Meß-Station (die oben unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform genauer definiert sind) zur Hauptvermessungs-Station 20b, indem die Informationen von der Meß-Station zuerst mit Hilfe drahtloser Verbindung zur GPS-Vermessungsstation 40b der Referenz-Station und nachfolgend zur Hauptvermessungs-Station 20b unter Verwendung eines Lichtleitkabels 90b übertragen werden.

In der aus Fig. 15 ersichtlichen Ausführungsform ist die Hauptvermessungs-Station 20b durch die Bereitstellung eines GPS-Koordinatenumwandlers 180 als Teil der GPS-Vermessungsvorrichtung 40b der Referenz-Station und durch Weglassen dieses Teils von der Hauptvermessungs-Station 20b wesentlich vereinfacht. Dementsprechend können die Größe, das Gewicht und die Kosten der Hauptvermessungs-Station 20b reduziert werden.

4. Vierte Ausführungsform

Aus Fig. 16 ist ein Blockdiagramm einer Vermessungsvorrichtung 10c gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Für Teile, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, werden entsprechende Bezugszeichen verwendet. Das Vermessungssystem 10c weist insgesamt eine Hauptvermessungs- Station 20c, eine GPS-Vermessungsvorrichtung 40c einer Referenz-Station und eine GPS-Vermessungsvorrichtung 50c einer Meß-Station auf.

Die Hauptvermessungs-Station 20c ist im Vergleich mit der aus Fig. 1 ersichtlichen Hauptvermessungs-Station 20 wesentlich vereinfacht. Im einzelnen weist sie eine Meßvorrichtung 21 auf, die mit einer digitalen Verarbeitungseinheit 22 und einem HS-Koordinatenumwandler 23 verbunden ist. Der HS-Koordinatenumwandler 23 wandelt Daten in einen Koordinatenwert (als HS-Koordinatenwert bezeichnet) um. Die Meßvorrichtung 21 weist einen elektronischen Abstandsmesser (EDM, Electric Distance Meter) 24, einen Kodierer 25 und einen Neigungssensor 26 auf. Die digitale Verarbeitungseinheit 22 wandelt vom elektronischen Abstandsmesser 24, vom Kodierer 25 und vom Neigungssensor 26 ausgegebene Daten von analoger in digitale Form um.

Der HS-Koordinatenumwandler 23 wandelt von der digitalen Verarbeitungseinheit 22 ausgegebene digitale Werte in HS-Koordinatenparameter (Längswinkel Φ, Breitenwinkel Ψ, Höhe h) eines geodätischen Systems, eines Bessel-Systems oder eines lokalen Systems um. Der HS-Koordinatenparameter wird zur GPS-Vermessungsvorrichtung 40c der Referenz-Station über ein Lichtleitkabel 90c gesendet. Alternativ kann ein Kupferkabel oder ein Kabel eines anderen leitenden Typs, eine drahtlose Übertragung oder jede andere geeignete Form der Übertragung verwendet werden, um die Informationen zu übertragen.

Die GPS-Vermessungsvorrichtung 40c der Referenz-Station weist insgesamt einen GPS-Empfänger 41c, eine erste Antennenanordnung, eine zweite Antennenanordnung und einen Verbinder 120c auf. Die erste Antennenanordnung weist eine GPS-Antenne 417c und eine Antennenschnittstelle 416c auf. Die zweite Antennenanordnung weist eine Antenne 419c und eine Antennenschnittstelle 418c auf.

Der GPS-Empfänger 41c weist ein Eingangsteil 43c, ein Eingabeteil 89, einen Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60c, eine Ausgabeeinheit 100c und eine Stromquelle 110c auf. Das Eingangsteil 43c ist zwischen der erste Antennenanordnung und dem Eingabeteil 89 angeordnet. Das Eingabeteil 89 dient als eine Schnittstelle zum Übertragen von Daten in und aus der GPS-Vermessungsvorrichtung 40c der Referenz-Station, einschließlich der Eingabe von von der Hauptvermessungs-Station 20c empfangenen Hauptvermessungs-Stationsdaten und der Übertragung von von der GPS-Vermessungsvorrichtung 40c bzw. 50c der Referenz-Station bzw. der Meß-Station ermittelten GPS-Daten.

Das Eingangsteil 43c weist eine Radiofrequenzeinheit 47c und eine Mittelfrequenzeinheit 48c auf. Das Eingabeteil 89 weist eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 80c und eine Datenfunkeinheit 160 auf.

Der Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60c weist einen Basislinienprozessor 150c, einen GPS-Koordinatenumwandler 62c und einen Koordinatenzusammensetzer 63c auf.

Die Ausgabevorrichtung 100c ist im wesentlichen identisch mit der Ausgabevorrichtung 100, die in der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform vorgesehen ist, und weist eine Anzeige 101c und eine externe Übertragungseinheit 102c auf.

Die GPS-Vermessungsvorrichtung 50c der Meß-Station ist gleich der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station in der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform abgesehen davon, daß die GPS-Vermessungsvorrichtung 50c der Meß-Station ferner eine Anzeige 170c aufweist. Die Anzeige 170c ist im wesentlichen identisch mit der Anzeige 170, die in der aus Fig. 14 ersichtlichen Ausführungsform vorgesehen ist. Im einzelnen weist die GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station 50c insgesamt einen GPS-Empfänger 51c und eine GPS-Antenne 52c auf, die mit dem GPS-Empfänger 51c mit Hilfe eines Antennenkabels 412c und einer Antennenschnittstelle 404c verbunden ist. Eine zusätzliche Antenne 400c ist ebenfalls mit dem GPS-Empfänger 51c über eine Antennenschnittstelle 406c verbunden. Der GPS-Empfänger 51c weist ein Eingangsteil 53c, eine digitale Verarbeitungseinheit 54c, eine Datenfunkeinheit 56c, eine Eingabetastatur 55c und die Anzeige 170c auf.

Das Eingangsteil 53c weist eine Radiofrequenzeinheit 57c und eine Mittelfrequenzeinheit 58c auf und empfängt Daten von der GPS-Antenne 52c. Die digitale Verarbeitungseinheit 54c wandelt die von der Mittelfrequenzeinheit 58c ausgegebenen Daten von analoger in digitale Form um und leitet die digitalen Informationen zur Datenfunkeinheit 56c weiter. Die Datenfunkeinheit 56c sendet Informationen von der Meß-Station (die oben unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform genauer definiert sind) unter Verwendung der Datenfunkeinheit 56c, der Antennenschnittstelle 406c und der Antenne 400c mittels drahtloser Übertragung zur GPS-Vermessungsvorrichtung 40c der Referenz-Station. Wie bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform kann eine einzige Stromquelle 110c vorgesehen sein, die sowohl von der Gesamtvermessungsstation 20c als auch von der GPS-Vermessungsvorrichtung 40c der Referenz-Station gemeinsam verwendet wird, mit dem Unterschied, daß nach der Ausführungsform gemäß Fig. 16 die Stromquelle 110c als Teil der GPS-Vermessungsvorrichtung 40c der Referenz-Station vorgesehen ist. Der Strom kann von der GPS-Vermessungsvorrichtung 40c der Referenz-Station über den Verbinder 120c und das Kabel 90c in einer Art übertragen werden, die gleich der ist, die aus Fig. 7 in Verbindung mit der ersten Ausführungsform ersichtlich ist.

Der Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60c verarbeitet die GPS-Werte, die vom Eingangsteil 43c empfangen werden, und die GPS-Werte, die von der GPS-Vermessungsvorrichtung 50 der Meß-Station drahtloser Übertragung über die Antenne 419c weitergeleitet werden, indem ein Basislinienprozeß im Basislinienprozessor 150c durchgeführt wird. Der GPS-Koordinatenumwandler 62c wandelt dann die vom Basislinienprozessor 150c erzeugten Daten in GPS-Koordinatenwerte um. Der Koordinatenzusammensetzer 63c setzt dann die GPS-Koordinatenwerte und die HS-Koordinatenwerte (die von der Hauptvermessungs-Station 20c über das Kabel 90c übertragen werden) zusammen, um einen Parameter gemäß eines einzigen Koordinatensystems zu erstellen, d. h. einen zusammengesetzten Koordinatenwert eines einzigen Koordinatensystems, das einen Koordinaten-Wert (Längswinkel Φ, Breitenwinkel Ψ, Höhe h) eines geodätischen Systems, eines Bessel-Systems oder eines lokalen Systems aufweisen kann.

Der endgültige zusammengesetzte, von der GPS-Vermessungsvorrichtung 40c der Referenz-Station erzeugte Koordinatenwert wird zur GPS-Vermessungsvorrichtung 50c der Meß-Station übertragen und auf der Anzeige 170c angezeigt. Demgemäß kann ein Vermesser, wenn er einen Vermessungsstab in den Boden treibt, über die Koordinate sofort in Echtzeit informiert werden. Wie bei der zweiten, aus Fig. 14 ersichtlichen Ausführungsform, kann die Anzeige 170c z. B. eine Flüssigkristallanzeige oder eine siebensegmentige LED-Anzeige aufweisen.

5. Fünfte Ausführungsform

Gemäß mit einer fünften Ausführungsform der Erfindung kann das aus Fig. 16 ersichtliche Vermessungssystem 10c ferner durch die Versetzung des HS-Koordinatenumwandlers 23 in den Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler 60c modifiziert sein, d. h. durch die Anordnung des HS-Koordinatenumwandlers 23 zwischen der Eingabe-/Ausgabeeinheit 80c und dem unteren Eingang des Koordinatenzusammensetzers 63c. Demgemäß kann der Aufbau der Hauptvermessungs-Station 20c weiter vereinfacht sein, da die Hauptvermessungs-Station 20c dann keinen HS-Koordinatenumwandler 23 mehr aufweist. Deshalb können die Größe, das Gewicht und die Kosten der Hauptvermessungs-Station 20c weiter verringert werden.

In Übereinstimmung mit dem oben Ausgeführten können Vermessungsergebnisse ermittelt und sofort zur Verwendung angezeigt werden. Zusätzlich können die Anzahl der Vorrichtungen, die zum Vermessungsort gebracht werden müssen, und die Zeit zur Eingabe der Daten des Vermessungsortes und anderer Daten minimiert werden. Zusätzlich können, wenn die Hauptvermessungs-Station mit der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station verbunden ist, die von der GPS-Vermessungsvorrichtung gemessene Daten bei der Eingabe eines Referenzkoordinatenwertes und der absoluten Richtung der Hauptvermessungs-Station 20 verwendet werden.

Zusätzlich kann ein Basislinienprozeß mit dem in der GPS-Vermessungsvorrichtung vorgesehenen Basislinienprozessor durchgeführt werden. Durch dieses Merkmal kann die Hauptvermessungs-Station durch Verringerung ihrer Größe, ihres Gewichtes und ihrer Kosten weiter vereinfacht sein. Andererseits kann die GPS-Vermessungsvorrichtung durch das Weglassen des Basislinienprozessors von der GPS-Vermessungsvorrichtung und der Anordnung desselben in der Hauptvermessungs-Station weiter vereinfacht sein, wodurch die GPS-Vermessungsvorrichtung kleiner, leichter und kostengünstiger ist. Ferner können andere Komponenten, die normalerweise in der Hauptvermessungs-Station angeordnet sind, in der GPS-Vermessungsvorrichtung angeordnet sein, so daß die Hauptvermessungs-Station vereinfacht ist.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist die Bereitstellung einer digitalen Datenverbindung zwischen der Hauptvermessungs-Station und jeder der GPS-Vermessungsvorrichtungen. Dies erlaubt es, wichtige Daten in Echtzeit zu übertragen und zu verwenden (z. B. einem Vermesser anzuzeigen). Bei der Verwendung eines Lichtleitkabels (d. h. eines faseroptischen Kabels) für die digitale Datenübertragung zwischen der Hauptvermessungs-Station und einer GPS-Vermessungsvorrichtung, kann eine schnelle Übertragung erreicht und Signal-Interferenzen können vermieden werden.

GPS-Vermessungsvorrichtungen sind typischerweise auf den Empfang schwacher Signale von einem Satelliten angewiesen und sind deshalb rauschempfindlich. Durch die Bereitstellung eines Lichtleitkabels kann solches Rauschen vermindert und Signal- Interferenzen können vermieden werden. Bei einer drahtlosen Übertragung zwischen den GPS-Vermessungsvorrichtungen und der Hauptvermessungs-Station kann die Anzahl der Komponenten, die zum Vermessungsort getragen werden müssen, weiter verringert werden, da keine Kabel getragen werden müssen. Das Beseitigen von Kabeln beseitigt auch andere Probleme, die mit Kabeln verbunden sind, wie ein mögliches Kabelgewirr und die Behinderung des Meßvorgangs.

Ein anderes hilfreiches Merkmal liegt in der gemeinsamen Anwendung der Stromquelle, die Strom sowohl für die Hauptvermessungs-Station als auch für eine oder mehrere GPS-Vermessungsvorrichtungen liefert. Dies erlaubt eine Verringerung der Größe und des Gewichtes jeder dieser Komponenten des Vermessungssystems und erlaubt zusätzlich eine Verminderung der Kosten für die Bereitstellung der Stromquelle.

In bestimmten Ausführungsformen ist in der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station eine Anzeige vorgesehen. Dies erlaubt es dem Vermesser, Koordinateninformationen zu erhalten, während er sich am Ort der Vermessung befindet, und erlaubt es dem Vermesser so, den genauen Ort zu kennen, an dem der Stab der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station steht.

Claims (21)

1. GPS (Global Positioning System) verwendendes Vermessungssystem mit
einer Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) und
einer Mehrzahl von GPS-Vermessungsvorrichtungen (40; 40a; 40b; 40c; 50; 50a; 50b; 50c),
einschließlich wenigstens einer GPS-Vermessungsvorrichtung einer Referenz-Station und wenigstens einer GPS-Vermessungsvorrichtung einer Meß-Station, die jeweils GPS-Daten ermitteln,
wobei die Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) Eingänge, über welche die von jeder GPS-Vermessungsvorrichtung ermittelten GPS-Daten eingebbar sind,
einen Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler (60; 60a; 60b; 60c), von dem ein zusammengesetzter Koordinatenwert eines einzigen Koordinatensystems aus den über die Eingänge eingegebenen GPS-Daten und den von der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) gemessenen Daten erstellbar ist und
Ausgänge aufweist, über über welche der von dem Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler (60; 60a; 60b; 60c) zusammengesetzte Koordinatenwert ausgebbar ist.

2. Vermessungssystem nach Anspruch 1, das einen Verbinder (120; 120a; 120b; 120c) zwischen der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) und einer der GPS-Vermessungsvorrichtungen (40; 40a; 40b; 40c; 50; 50a; 50b; 50c) aufweist, wobei über den Verbinder (120; 120a; 120b; 120c) eine lösbare Verbindung zwischen der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) und einer der GPS-Vermessungsvorrichtungen (40; 40a; 40b; 40c; 50; 50a; 50b; 50c) herstellbar ist.

3. Vermessungssystem nach Anspruch 1, wobei die Referenz- Station einen Basislinienprozessor (45) aufweist, von dem ein von der Referenz-Station und von der Meß-Station gemessener GPS-Wert in einen GPS-Koordinatenwert umwandelbar ist, und die von dem Basislinienprozessor (45) umgewandelten GPS-Koordinatenwerte über die Eingänge der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) in diese eingegebbar sind.

4. Vermessungssystem nach Anspruch 1, wobei ein von der Referenz-Station und der Meß-Station gemessener GPS-Wert über die Eingänge der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) in diese eingegebbar ist.

5. Vermessungssystem nach Anspruch 1, wobei die Referenz- Station
einen Basislinienprozessor (45), von dem der von der Referenz-Station und der Meß-Station gemessenen GPS-Wert in einen GPS-Koordinatenwerte umwandelbar ist, und
einen GPS-Koordinatenumwandler (62; 62a; 62b; 62c) aufweist, von dem die von dem Basislinienprozessor (45) in einen GPS-Vermessungskoordinatenwert des Vermessungssystems umgewandelten GPS-Koordinaten umwandelbar sind,
wobei der von dem GPS-Koordinatenumwandler (62; 62a; 62b; 62c) umgewandelte GPS-Vermessungskoordinatenwert über die Eingänge der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) in diese eingegebbar ist.

6. Vermessungssystem nach Anspruch 1, wobei die GPS-Daten mittels digitaler Datenübertragung über die Eingänge der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) in diese eingebbar sind.

7. Vermessungssystem nach Anspruch 6, das ein Lichtleitkabel (90) für die digitale Datenübertragung aufweist.

8. Vermessungssystem nach Anspruch 6, das drahtlose Übertragungsmittel für die digitale Datenübertragung aufweist.

9. Vermessungssystem nach Anspruch 1, das eine von der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) und der Referenz- Station gemeinsam benutzbare Stromquelle (110) aufweist.

10. Vermessungssystem nach Anspruch 1, wobei die Meß-Station eine Anzeige (170) aufweist, die den zusammengesetzten Koordinatenwert anzeigt, der über den Ausgang der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) ausgegeben wird.

11. GPS (Global Positioning System) verwendendes Vermessungssystem mit
einer Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) und
einer Mehrzahl von GPS-Vermessungsvorrichtungen (40; 40a; 40b; 40c; 50; 50a; 50b; 50c),
einschließlich wenigstens einer GPS-Vermessungsvorrichtung einer Referenz-Station und wenigstens einer GPS-Vermessungsvorrichtung einer Meß-Station, die jeweils GPS-Daten ermitteln,
wobei die Referenz-Station im wesentlichen am gleichen Ort wie die Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) angeordnet ist und
Eingänge, über die die von der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) ermittelten Daten und ein von der Referenz- Station und der Meß-Station gemessener GPS-Wert eingegebbar sind,
einen Basislinienprozessor (45), von dem mittels des Basislinienprozesses den von der Meß-Station und von der Referenz-Station gemessenen und über die Eingänge eingegebenen GPS-Wert bearbeitbar sind und von dem die Ergebnisdaten als GPS-Koordinatenwerte ausgebbar sind,
einen Koordinaten-Zusammensetzer/Umwandler (60; 60a; 60b; 60c), von dem ein Koordinatenwert eines einzigen Koordinatensystems aus dem von dem Basislinienprozessor (45) ausgegebenen GPS-Koordinatenwert und den über die Eingänge eingegebenen Hauptvermessungs-Stationsdaten zusammensetzbar ist, und
Ausgänge aufweist, über die die von dem Koordinaten- Zusammensetzer/Umwandler (60; 60a; 60b; 60c) umgewandelten Koordinatenwerte ausgegebbar sind.

12. Vermessungssystem nach Anspruch 11, das einen Verbinder (120; 120a; 120b; 120c) zwischen der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) und der Referenz-Station aufweist, wobei über den Verbinder eine lösbare Verbindung zwischen der Referenz-Station und der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) herstellbar ist.

13. Vermessungssystem nach Anspruch 11, wobei die Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) einen Hauptvermessungs-Stations-Koordinatenumwandler (61) aufweist, von dem der von der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) gemessene Hauptvermessungs-Stationswert in einen Hauptvermessungs-Stations-Koordinatenwert umwandelbar ist, und die von dem Hauptvermessungs-Stations-Koordinatenumwandler (61) umgewandelten Hauptvermessungs-Stations-Koordinatenwerte über die Eingänge der Referenz-Station in diese eingebbar sind.

14. Vermessungssystem nach Anspruch 11, wobei ein von der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) gemessener Hauptvermessungs-Stationswert über die Eingänge der Referenz- Station in diese eingebbar ist.

15. Vermessungssystem nach Anspruch 11, wobei die von der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) über digitale Datenübertragung ausgegebenen Daten von der Hauptvermessungs- Station (20; 20a; 20b; 20c) über die Eingänge der Referenz- Station in diese eingebbar sind.

16. Vermessungssystem nach Anspruch 15, das ein Lichtleitkabel (90) für die digitale Datenübertragung aufweist.

17. Vermessungssystem nach Anspruch 15, das ein drahtloses Übertragungsmittel für die digitale Datenübertragung aufweist.

18. Vermessungssystem nach Anspruch 11, das eine von der Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) und der Referenz- Station gemeinsam benutzbare Stromquelle aufweist.

19. Vermessungssystem nach Anspruch 11, wobei die Meß-Station eine Anzeige (170) aufweist, mittels der der über die Ausgänge der Referenz-Station aus gegebene zusammengesetzte Koordinaten- Wert anzeigbar ist.

20. GPS (Global Positioning System) verwendendes Vermessungssystem mit
einer Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c), die einen Hauptteil und einen ein Entfernungsmessungsprisma (33) aufweisenden Stab (31) aufweist, und
einer Mehrzahl von GPS-Vermessungsvorrichtungen (40; 40a; 40b; 40c; 50; 50a; 50b; 50c) aufweist, einschließlich wenigstens einer GPS-Vermessungsvorrichtung einer Referenz- Station und wenigstens einer GPS-Vermessungsvorrichtung einer Meß-Station, wobei
der Stab (31) mit der Meß-Station verbunden ist,
die Hauptvermessungs-Station (20; 20a; 20b; 20c) einen ersten Speicher aufweist,
die Mehrzahl von GPS-Vermessungsvorrichtungen (40; 40a; 40b; 40c; 50; 50a; 50b; 50c) einen zweiten Speicher aufweisen, und von einem der Speicher eine Höhe und ein relativer Ort des Entfernungsmessungsprismas (33) bis zum Boden des Stabes speicherbar sind, und
die Höhe und der relative Ort als Offset in einem der Speicher vor der Messung einstellbar sind.

21. Vermessungssystem nach Anspruch 20, wobei die Meß-Station
eine Eingabtastatur (55), über die am Meßpunkt eine Höhe des Entfernungsprismas (33) vom Boden des Stabes bis zum Entfernungsmessungsprisma (33), die Antennenhöhe vom Boden des Stabes bis zu der Antenne (52) der GPS-Vermessungsvorrichtung der Meß-Station und eine Prismenkonstante des Entfernungsmessungsprismas (33) eingegebbar sind, und
eine Einheit für die drahtlose Datenübertragung aufweist, über die die die Prismenhöhe, die Antennenhöhe und die Prismenkonstante, die über die Eingabetastatur (55) eingegeben werden, entweder zu der Hauptvermessungs-Station oder der Meß-Station übertragbar sind.