Was ist eine statische GNSS-Vermessung? Wie funktioniert sie und wann wird sie eingesetzt?
Die statische GNSS-Vermessung ist ein Positionierungsverfahren, bei dem ein Empfänger über einen längeren Beobachtungszeitraum – typischerweise 20 Minuten bis mehrere Stunden – an einem Punkt stationär bleibt und Rohdaten vom Satelliten erfasst. Diese werden anschließend mit einer Bürosoftware verarbeitet, um die genauen Koordinaten des Punktes zu bestimmen. Statisches GNSS erreicht eine Genauigkeit im Millimeter- bis Subzentimeterbereich (±3–10 mm) – besser als RTK –, die Ergebnisse sind jedoch nicht in Echtzeit verfügbar. Es ist das Standardverfahren zur Einrichtung hochpräziser Kontrollnetze, geodätischer Festpunkte und Überwachungspunkte, wenn die Echtzeitfähigkeit von RTK nicht erforderlich ist und maximale Genauigkeit Priorität hat.
In diesem Leitfaden
- Was ist eine statische GNSS-Vermessung?
- Wie statisches GNSS funktioniert
- Genauigkeit von statischem GNSS: Was Sie erwarten können
- Statisches GNSS vs. RTK: Vollständiger Vergleich
- Wann man statisches GNSS verwenden sollte (und wann nicht)
- Statisches GNSS-Feldverfahren
- Verarbeitung statischer GNSS-Daten
- Häufig gestellte Fragen
1. Was ist eine statische GNSS-Vermessung?
Die statische GNSS-Vermessung ist ein Differenzialpositionierungsverfahren, bei dem zwei oder mehr GNSS-Empfänger gleichzeitig dieselben Satelliten von verschiedenen bekannten und unbekannten Standorten aus über einen längeren Zeitraum beobachten. Im Gegensatz zu RTK, bei dem sich ein Rover kontinuierlich bewegt und Korrekturen in Echtzeit empfängt, bleibt bei der statischen Vermessung jeder Empfänger während der gesamten Beobachtungssitzung absolut still.
Das Schlüsselprinzip
Durch die gleichzeitige Aufzeichnung von Trägerphasenbeobachtungen über einen langen Zeitraum von mehreren Empfängern kann die Nachbearbeitungssoftware Mehrdeutigkeiten in ganzzahligen Werten deutlich zuverlässiger auflösen als Echtzeit-RTK. Mehr Beobachtungen, mehr Änderungen der Satellitengeometrie und mehr Zeit für die Verarbeitungsalgorithmen, die korrekte ganzzahlige Lösung zu finden, führen insgesamt zu Basislinienvektoren im Millimeterbereich zwischen den belegten Punkten.
Was wird aufgezeichnet?
Jeder Empfänger protokolliert während der gesamten Sitzung in einem festgelegten Aufzeichnungsintervall (typischerweise 1–15 Sekunden) Rohdaten der GNSS-Beobachtungen – Trägerphasenmessungen, Pseudostrecken, Satellitenephemeriden und Signalqualitätsdaten. Diese Dateien werden im RINEX-Format (Receiver Independent Exchange Format) zur Weiterverarbeitung in Bürosoftware gespeichert.
Das Ergebnis
Nach der Nachbearbeitung werden die Koordinaten unbekannter Punkte relativ zu bekannten Kontrollpunkten mit einer typischen Genauigkeit von ±3–10 mm horizontal und ±5–15 mm vertikal bestimmt – besser als die meisten RTK-Ergebnisse.
2. Funktionsweise von statischem GNSS
Statisches GNSS-Verfahren – 5 Schritte
Platzieren Sie Empfänger an bekannten und unbekannten Punkten.
Es werden mindestens zwei Empfänger benötigt: einer an einem Punkt mit bekannten Koordinaten (Referenzpunkt) und einer am zu bestimmenden Punkt (Zielpunkt). Bei Netzwerkvermessungen werden mehrere Empfänger gleichzeitig an mehreren Punkten positioniert. Alle Empfänger müssen exakt über ihren Markierungen zentriert sein und die Antennenhöhen korrekt gemessen haben.
Gleichzeitig dieselben Satelliten beobachten
Alle Empfänger erfassen gleichzeitig Daten und verfolgen dieselben Satelliten. Die Dauer der Beobachtungssitzung hängt von der Basislänge und der erforderlichen Genauigkeit ab: 20–30 Minuten für Basislängen unter 20 km, 1–4 Stunden für Basislängen bis zu 100 km und mehrere Stunden bis Tage für sehr lange Basislängen oder die Einrichtung geodätischer Kontrollpunkte.
Protokoll Rohdaten des GNSS-Systems
Jeder Empfänger speichert während der gesamten Messung alle Trägerphasen- und Pseudostreckenmessungen in seinem internen Speicher. Die Daten werden im nativen Format des Empfängers aufgezeichnet und später zur Weiterverarbeitung in RINEX konvertiert. Das Aufzeichnungsintervall beträgt typischerweise 5–30 Sekunden für Standard-Kontrollmessungen.
Daten herunterladen und für die Verarbeitung vorbereiten
Nach der Feldmessung werden die RINEX-Dateien von allen Empfängern heruntergeladen. Die bekannten Referenzstationskoordinaten, Antennenhöhen und Beobachtungszeiträume werden bestätigt und in die Verarbeitungssoftware eingegeben.
Nachbearbeitung in Office-Software
Die Auswertungssoftware (z. B. Leica Infinity, Trimble Business Center, RTKLIB oder ähnliche) berechnet die Basislinien zwischen allen belegten Punkten, löst Mehrdeutigkeiten bei ganzzahligen Werten auf und gibt die endgültigen Koordinaten mit Qualitätsstatistiken aus. Zu den Ergebnissen gehören Koordinatenwerte, Basisliniengenauigkeit und Varianz-Kovarianz-Matrizen für die Netzausgleichung.
3. Genauigkeit des statischen GNSS: Was ist zu erwarten?
Statisches GNSS erzielt typischerweise eine höhere Genauigkeit als RTK, da die Verarbeitung weit mehr Beobachtungen über einen längeren Zeitraum nutzt, was eine zuverlässigere Auflösung von Ganzzahligkeitsmehrdeutigkeiten und eine bessere statistische Mittelung atmosphärischer Fehler ermöglicht.
Typische Genauigkeitswerte
Kurze Basislinien (unter 20 km), gute Bedingungen:
- Horizontal: ±3–5 mm
- Vertikal: ±5–10 mm
Mittlere Basislinien (20–100 km):
- Horizontal: ±5–10 mm
- Vertikal: ±10–20 mm
Lange Basislinien (100+ km) oder ausgedehnte geodätische Messungen:
- Horizontal: ±3–10 mm abhängig von der Sitzungsdauer und der Anzahl der Referenzstationen
Faktoren, die die statische Genauigkeit beeinflussen
- Sitzungsdauer: Länger = bessere Auflösung von Mehrdeutigkeiten
- Basislänge: kürzer = bessere atmosphärische Korrelation
- Anzahl der Satelliten: Mehr ist mehr = bessere Geometrie
- Mehrwegeausbreitung an der Antenne: Die Standortwahl ist von entscheidender Bedeutung.
- Antennenhöhenmessung: Fehler werden direkt weitergegeben
- Qualität der Referenzstation: Nutzen Sie nach Möglichkeit IGS- oder nationale CORS-Referenzstationen.
Vergleich mit RTK
RTK in fester Lösung erreicht unter normalen Bedingungen eine Genauigkeit von ±8–15 mm. Statisches GNSS erreicht unter guten Bedingungen ±3–5 mm. Für den Aufbau eines Kontrollnetzes rechtfertigt diese zusätzliche Präzision den Zeitaufwand.
4. Statisches GNSS vs. RTK: Vollständiger Vergleich
Statische und RTK-Verfahren ergänzen sich. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Unterschiede in der Anwendung zusammen.
| Parameter | Statisches GNSS | RTK GNSS |
|---|---|---|
| Verfügbare Ergebnisse | Nach der Bearbeitung durch das Büro | Sofort im Einsatz |
| Typische horizontale Genauigkeit | ±3–10 mm | ±8–15 mm |
| Beobachtungszeit pro Punkt | 20 Minuten bis mehrere Stunden | 10–30 Sekunden |
| Bewegung des Bedieners | Stationär – der Empfänger bleibt fixiert. | Bewegung – der Bediener geht zu jedem Punkt |
| Anzahl der benötigten Empfänger | Mindestens 2 (gleichzeitig) | 1 Rover + Korrekturquelle |
| Echtzeit-Observation | Nicht möglich | Ja – primärer Anwendungsfall |
| Am besten geeignet für | Steuerungsnetzwerke, Benchmarks, Überwachung | Topografische Vermessung, Absteckung, Kartierung |
| Erfordert Bearbeitung im Büro | Ja – obligatorisch | Nein – optional |
| Funktioniert auch ohne Internetverbindung | Ja – protokolliert Daten zur späteren Verarbeitung | Benötigt CORS oder eine lokale Basis für Korrekturen |
| Änderungen der Satellitengeometrie | Vorteile aus Geometrieänderungen im Laufe der Zeit | Feste Geometrie zum Zeitpunkt der Beobachtung |
Statische Vermessung und RTK ergänzen sich, sie konkurrieren nicht. Die meisten professionellen Vermessungsunternehmen nutzen statische Verfahren zur Einrichtung des Kontrollnetzes und RTK zur Detailerfassung und Absteckung innerhalb dieses Rahmens.
5. Wann man statisches GNSS verwenden sollte (und wann nicht)
Verwenden Sie statisches GNSS, wenn
1. Einrichtung von Kontrollnetzwerken — Wenn Sie präzise koordinierte Punkte benötigen, auf die sich andere Vermessungen im gesamten Projekt beziehen, liefert statisches GNSS die genauesten Koordinaten für Kontrollpunkte, Festpunkte und Polygonzugstationen.
2. Geodätische und katastertechnische Kontrolle — Nationale Kartierungsbehörden, Universitäten und Großprojekte im Ingenieurwesen nutzen statische GNSS-Systeme, um Kontrollsysteme zu etablieren oder zu erweitern, die an das nationale geodätische Datum gebunden sind.
3. Überwachung von Bodensenkungen und Verformungen Die Überwachung von Bergbausenken, Dammabsenkungen und Erdrutschen erfordert wiederholte, hochpräzise Messungen an denselben Punkten über einen längeren Zeitraum. Die Genauigkeit von ±3 mm des statischen GNSS erfasst Bewegungen, die RTK im Rauschen übersehen würde.
4. Untertage-Bergwerksuntersuchung — Die durch statische Vermessung an den Minenportalen und Schachtmündungen ermittelten GNSS-Oberflächenkontrollpunkte liefern die Startkoordinaten für die unterirdischen Totalstations-Traversen.
5. Verbindung zum nationalen Datum — Wenn Ihr Projekt eine präzise Anbindung an das nationale geodätische Bezugssystem erfordert – und nicht nur eine annähernde Anbindung an WGS84 –, dann bieten statische GNSS-Sitzungen, die anhand nationaler CORS-Referenzstationen verarbeitet werden, die erforderliche strenge Datumsverbindung.
Verwenden Sie kein statisches GNSS, wenn
Sie benötigen Ergebnisse in Echtzeit, stecken Entwurfskoordinaten ab oder führen eine umfangreiche topografische Datenerfassung durch? RTK ist für all diese Aufgaben schneller und ausreichend.
6. Statisches GNSS-Feldverfahren
Die Feldprozedur für statisches GNSS ist unkompliziert, erfordert aber die strikte Beachtung einiger Details, die sich direkt auf die Genauigkeit auswirken.
- Standortwahl: Wählen Sie Standorte mit freier Sicht zum Himmel über 15° Elevationswinkel in alle Richtungen. Vermeiden Sie reflektierende Oberflächen im Umkreis von 5–10 Metern um die Antenne – Mehrwegeempfang ist die größte Fehlerquelle für statische GNSS-Systeme. Für die Messpunkte eignen sich stabile Fels- oder tiefe Betonfundamente.
- Zentrieren und Nivellieren: Richten Sie Stativ und Dreifuß mithilfe des optischen oder Laserlots präzise über der Markierung aus. Die Zentriertoleranz sollte innerhalb von 1 mm liegen. Nivellieren Sie den Dreifuß sorgfältig.
- Antennenhöhenmessung: Messen Sie die vertikale Höhe vom Bodenmarkierungspunkt bis zum Antennenreferenzpunkt (ARP) präzise. Messen Sie zweimal, von beiden Seiten. Notieren Sie den Wert auf den nächsten Millimeter genau. Dies ist die häufigste Fehlerquelle bei statischen Messungen.
- Protokollierung starten: Konfigurieren Sie den Empfänger so, dass er in einem geeigneten Intervall (5–30 Sekunden) Daten aufzeichnet. Notieren Sie sich die Startzeit und vergewissern Sie sich, dass Daten aufgezeichnet werden.
- Mindestbeobachtungszeiten:
- Basislinien unter 20 km: Mindestens 20–30 Minuten
- Basisstrecken 20–100 km: 1–4 Stunden
- Basislinien über 100 km oder geodätische Arbeiten: 4+ Stunden
- Bitte nicht stören: Sobald die Aufzeichnung beginnt, dürfen Empfänger und Stativ nicht bewegt oder angestoßen werden. Jede Bewegung während der Aufzeichnung führt zu einem Zyklusfehler – einer Unterbrechung der Trägerphasendaten, die die Genauigkeit der Aufzeichnung beeinträchtigt oder zerstört.
7. Verarbeitung statischer GNSS-Daten
Die statische GNSS-Datenverarbeitung wandelt rohe Empfängerprotokolle in präzise Koordinaten um. Der Verarbeitungsablauf:
Schritt 1 – RINEX-Umwandlung
Laden Sie die Rohdatendateien aller Empfänger herunter und konvertieren Sie sie in das RINEX-Format. Die meisten GNSS-Empfänger exportieren RINEX direkt oder enthalten eine Konvertierungssoftware. RINEX ist das universelle Austauschformat, das von allen Verarbeitungsprogrammen akzeptiert wird.
Schritt 2 – Basisverarbeitung
Die Verarbeitungssoftware berechnet den Basislinienvektor zwischen jedem Paar gleichzeitig belegter Punkte. Mehrdeutigkeiten bei ganzzahligen Werten werden mithilfe des langen Beobachtungsfensters aufgelöst. Die Software gibt für jede Basislinie die Basislinienlänge, den Azimut und Qualitätsstatistiken (RMS, Verhältnis-Test) aus.
Schritt 3 – Netzwerkanpassung
Bei Vermessungen mit mehreren Punkten kombiniert eine Ausgleichungsrechnung nach der Methode der kleinsten Quadrate alle Basislinien zu einer konsistenten Lösung. Bekannte Kontrollpunkte fixieren das Netz im erforderlichen Bezugssystem und Maßstab. Die Ausgleichung liefert die endgültigen Koordinaten und deren Standardabweichungen.
Kostenlose Verarbeitungssoftware
RTKLIB ist ein weit verbreitetes Open-Source-Toolkit für die statische GNSS-Datenverarbeitung. Kommerzielle Alternativen sind beispielsweise Leica Infinity, Trimble Business Center und Topcon Magnet Tools. APEKS-Empfänger erzeugen standardmäßige RINEX-Dateien, die mit allen Verarbeitungsplattformen kompatibel sind.
8. Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Wie lange muss eine statische GNSS-Sitzung dauern?
Die Mindestbeobachtungszeit hängt von der Basislänge ab. Bei Basislängen unter 20 km sind 20–30 Minuten in der Regel für eine Genauigkeit im Zentimeterbereich ausreichend. Für Basislängen von 20–100 km sollten Sie 1–4 Stunden einplanen. Für geodätische Kontrollarbeiten oder Basislängen über 100 km sind Beobachtungszeiten von mehr als 4 Stunden üblich. Längere Beobachtungszeiten verbessern die Zuverlässigkeit der Mehrdeutigkeitsauflösung und reduzieren den Einfluss atmosphärischer Fehler.
Kann ich statisches GNSS mit einem einzigen Empfänger betreiben?
Nicht im herkömmlichen Sinne. Statisches GNSS benötigt simultane Messungen von mindestens zwei Empfängern zur Berechnung einer Basislinie. Archiviert jedoch ein nationales CORS-Netzwerk seine kontinuierlichen Messungen, können Sie Ihren unbekannten Punkt mit einem Empfänger belegen und anschließend die CORS-Referenzdaten für dasselbe Zeitfenster herunterladen – Sie nutzen die CORS-Station also effektiv als zweiten Empfänger, ohne einen eigenen besitzen zu müssen.
Worin besteht der Unterschied zwischen statischer und schnell statischer Kühlung?
Schnelles statisches GNSS (auch Schnellstatik genannt) nutzt dieselbe Grundtechnik wie statisches GNSS, jedoch mit kürzeren Beobachtungszeiten – typischerweise 5–20 Minuten pro Punkt. Es erreicht eine ähnliche Genauigkeit wie Standardstatik für kurze Basislinien unter 10–15 km durch den Einsatz moderner Multikonstellationsempfänger mit guter Satellitengeometrie. Schnelles statisches GNSS ist besonders effizient für Kontrollvermessungen, bei denen viele Punkte an einem Tag erfasst werden müssen.
Können APEKS-Empfänger Rohdaten zur statischen Verarbeitung protokollieren?
Ja. Alle professionellen APEKS-Empfänger – einschließlich AP80 Pro, AP40 Laser+, AP10, AP20 und MAX5 – unterstützen die Rohdatenaufzeichnung von GNSS im RINEX-Format. Der Empfänger speichert während einer statischen Messung Trägerphasenbeobachtungen, Pseudostrecken und Satellitendaten im internen Speicher. Die Dateien werden nach der Messung heruntergeladen und mit gängiger Bürosoftware verarbeitet. Dadurch kann dieselbe APEKS-Hardware sowohl für Echtzeit-RTK-Vermessungen im Gelände als auch für die Einrichtung statischer Kontrollpunkte verwendet werden.
Wird statisches GNSS zur Überwachung verwendet?
Ja – die Überwachung von Bodenverformungen und -senkungen ist eine der wichtigsten Anwendungen von statischem GNSS. Durch wiederholtes Vermessen derselben Punkte über Wochen, Monate oder Jahre und die Auswertung jeder Messung anhand stabiler Referenzstationen können Vermesser Bodenbewegungen von nur wenigen Millimetern erfassen. Anwendungsgebiete sind die Überwachung von Damm- und Bergsenkungsablagerungen, die Frühwarnung vor Erdrutschen und die Überwachung des baulichen Zustands von Gebäuden. Die Genauigkeit von ±3–5 mm bei statischem GNSS ist für die Erfassung kleiner Bewegungen unerlässlich – das Rauschen von ±8–15 mm bei RTK würde das Signal überdecken.
RTK IM FELD. STATISCH IM BÜRO. EIN EMPFÄNGER.
Alle professionellen APEKS-Empfänger protokollieren RINEX-Rohdaten für die statische Nachbearbeitung und liefern RTK-Fixed-Lösungen in Echtzeit direkt vor Ort – auf derselben 1408-Kanal-Hardware. Richten Sie Ihr Kontrollnetzwerk statisch ein und vermessen Sie anschließend Ihre Anlage mit RTK. Es sind keine Geräteänderungen erforderlich.
APEKS GNSS-Empfänger anzeigen →Literaturhinweise und weiterführende Literatur
- ISO 17123-8:2015 — Feldverfahren für GNSS RTK
- RTCM-Standard 10403.3 — Differenzielle GNSS-Dienste
- RTKLIB – Open-Source-GNSS-Verarbeitungssoftware
- IGS – Internationaler GNSS-Dienst: igs.org
- APEKS AP40 Laser+ Technisches Datenblatt, 2026
- APEKS MAX5 Basisstations-Datenblatt, 2026
- ApekSurv Feldsoftware – Benutzerhandbuch, 2026