Lückenlose Positionsbestimmung zur Georeferenzierung von hydrographischen Messdaten

Um genaue Informationen über die Form eines Gewässeruntergrunds bereitstellen zu können, muss dieser regelmäßig mit hydrographischen Methoden erfasst werden. Hierzu kommen im Allgemeinen Peilschiffe zu Einsatz. Die mittels Echolot erfassten bathymetrischen Daten müssen dabei georeferenziert werden. Heutzutage sind auf Peilschiffen zu diesem Zweck GNSS-Empfänger bzw. gekoppelte GNSS/inertial messende Systeme installiert, die auf Bundeswasserstraßen kinematisch die Positionskoordinaten bereitstellen (RTK-Lösung). Diese Systeme eignen sich jedoch nur begrenzt für Gewässerabschnitte, in denen es aufgrund von Hindernissen am Ufer (Bauwerke, Vegetation etc.) oder Brücken zu einer (Teil-) Abschattung von GNSS-Signalen kommt. Auch in Mobilfunklöchern können die Koordinaten nicht mit ausreichender Genauigkeit zur Verfügung gestellt werden. Aus diesem Grund wird ein integriertes hydro-graphisches Ortungssystem (HydrOs) als Positionierungs-Multi-Sensor-System durch verschiedene Instrumente und Sensoren erweitert, sodass auch in Bereichen ohne vorhandene RTK-Positionslösung eine Georeferenzierung der bathymetrischen Daten möglich ist. Dazu werden verschiedene Auswertungs-ansätze innerhalb eines Kalman-Filter-basierten Auswertungsalgorithmus getestet. In diesem Beitrag wird exemplarisch die Integration von zusätzlichen Informationen vorgestellt. Dabei handelt es sich zum einen um zusätzliche Beobachtungsgrößen (Parameter der äußeren Orientierung aus Bilddaten), um Stellgrößen (Größen des Schiffsantriebs und Strömungsinformationen) sowie um die modellierte Wasserspiegellage aus einem flusshydrologischen Modell als Pseudo-Beobachtung. Insbesondere die Integration Letzterer führt im Postprocessing auch bei Lücken im GNSS-Empfang von bis zu 60 s zu einer Höhenabweichung von unter 1 dm.