Kurzfassung
Immer häufiger werden heute low-cost GNSS-Empfänger für viele Navigations- und Vermessungsanwendungen im Wald verwendet. Typische Anwendungen sind die Navigation von Traktoren und anderen Forstmaschinen, Katasteraufgaben, sowie die Bestimmung von förderungswürdigen Flächen für Förderungsprogramme der EU. Sehr oft werden hier High-Sensitivity GPS (HS-GPS) Empfänger verwendet, da sie auch unter schlechten Empfangsbedingungen eine hohe Verfügbarkeit aufweisen und Positionslösungen berechnen können. Diese Studie untersucht die Möglichkeiten der Verwendung und die erreichbaren Genauigkeiten eines HS-GPS Empfängers im Wald. Um die Einflüsse von Art, Alter und Höhe zu untersuchen, wurden mehrere Testgebiete in Nadel-, Laub- und Jungwald bestimmt. Im Winter, Sommer und Herbst wurden Messungen über mindestens zwei Tage an zehn vorher bestimmten Messpunkten durchgeführt. Dadurch konnten in den Auswertungen der Einfluss der vorherrschenden Baumart, Baumhöhe und der saisonal bedingten Änderungen des Blätterdaches bestimmt werden. In dieser Testreihe funktionierte der HS-GPS Empfänger zufriedenstellend und auch die statische Positionsbestimmung erwies sich als einsetzbar für die betrachteten Anwendungen. Statische Codemessungen zeigten eine mittlere Lageabweichung von wenigen dm bis zu 2 m mit einer Standardabweichung von rund 8 m abhängig von der Jahreszeit und Beobachtungslänge. Werden Trägerphasenlösungen im Zuge einer Basislinienmessung zu einer Referenzstation bestimmt, ist eine deutliche Verschlechterung der Signalqualität festzustellen. Durch robuste Schätzverfahren kann der Einfluss grober Fehler effektiv reduziert werden. Relative Einfrequenzmessungen mit robusten Fehlerdetektion führt zu einem Median von unter 10 cm mit einem Quartilabstand von rund 3 m.

Abstract
For many precise navigation and surveying applications in forests, such as the navigation of tractors, harvesters and forest machines, as well as static cadastral surveys or the determination of the size of agricultural land for European Union funding, the use of low-cost GNSS receivers has become increasingly popular. High Sensitivity GPS (HS-GPS) receivers are frequently employed for these tasks because they provide higher availability and good performance even under unfavourable satellite visibility conditions. This study investigates the practicability of the usage and the achievable quality of a certain low-cost HS-GPS receiver under forest canopy in such types of applications. Different test areas in deciduous, coniferous and young forests representing variations of kind, age and form of trees were selected. Long-term observations in summer, winter and autumn over at least two days at ten selected test points were carried out. Hence, several tests under varying states of foliation could be evaluated which clearly show the influence of the type of forest, tree height and foliage moisture as a matter of the season. It was found that the performance of a HS-GPS receiver is acceptable and static single point positioning generally performs well for the above mentioned applications. For static code measurements the mean horizontal deviations range from few dm up to 2 m with a standard deviation of around 8 m depending on season and length of the observation time. In the case of carrier phase solutions from baseline observations to a virtual reference station, however, a significant reduction of signal quality is seen. Using robust estimation, the influence of outliers could be efficiently reduced. Single frequency relative positioning with robust estimation then yielded a median deviation of less than 10 cm with an interquartile range (IQR) of around 3 m.

Kurzfassung
Alle Signale von Satellitennavigationssystemen erfahren durch die Atmosphäre eine Laufzeitverzögerung. Von den verschiedenen Einflüssen ist jener der Ionosphäre am stärksten. Als dispersives Medium verzögert sie die Signale frequenzabhängig. Deswegen können Empfänger mit zwei oder mehr Frequenzen durch Bildung von Linearkombinationen die Verzögerung großteils eliminieren. Allerdings besteht der überwiegende Teil der Empfänger aus solchen, die nur die GPS-Frequenz L1 nutzen, weil die Empfängerkosten wesentlich geringer sind. Im Fall von Einfrequenzempfängern kann durch die Verwendung von Ionosphärenmodellen eine Verbesserung der Positionierung erzielt werden. Die Modelle reichen von statischen globalen bis zu lokalen, die nahezu in Echtzeit berechnet werden. Durch die Übermittlung von Korrekturdaten via EGNOS kann die Genauigkeit der Empfänger von L1-Code von mehreren Metern bis zu einem Meter oder gar darunter gesteigert werden. Auf Grund der derzeit schwachen Sonnenaktivität ist der Fehlereinfluss durch die Ionosphäre eher gering. Deshalb wurden Daten von GPS-Permanentstationen während eines extremen Events des letzten Sonnenzyklus analysiert. Als Testgebiet wurde eine Region mittlerer Breite in Österreich gewählt, weil dort die Stationen eine relativ lange Zeitreihe besitzen. Es kann gezeigt werden, dass während hoher Sonnenaktivität die regionalen Modelle eine Verbesserung in der Positionierung gegenüber einem globalen Modell erzielen.

Abstract
GNSS signals experience significant delays when travelling through the atmosphere. The major source of the delay is due to the ionosphere which is a dispersive medium. Receivers with two or in future more frequencies can eliminate most of this influence by computing an ionosphere-free combination of frequencies. The major part of navigation receivers, however, uses only L1-signals and thus needs external corrections to improve the positions degraded by the ionosphere. This article will give an overview to which extent positions determined by means of L1-signals can be improved if different ionosphere models, ranging from global to local ones, are applied. The corrections can be transmitted in near real-time by e.g. an EGNOS server which provides those data in order to reduce the standard error of several meters to a sub-meter level for L1 code receivers. The reduction of ionospheric delay becomes especially important during the maximum of a solar cycle. For this reason, the models have been applied to data gathered from permanent stations during extreme events of the last solar maximum. The mid-latitude region of Central Austria was chosen as a regional testbed with permanent stations providing a long time series. It can be shown that with increasing solar activity, regional models improve positions slightly better compared to a global model.

Kurzfassung
Der neue Gotthard-Basistunnel als Teil des AlpTransit-Projektes ist mit 57 km der derzeitig längste Eisenbahntunnel, der sich im Bau befindet. Die Fertigstellung ist für 2017 geplant. Dieses Bauwerk hat damit Vorbild- und Pionierfunktion für weitere alpenquerende Tunnel, die zurzeit in Planung sind. Die technischen Herausforderungen bestanden dabei nicht nur in Bauverfahren unter speziell schwierigen geologischen Bedingungen, sondern auch in der Lösung der ingenieurgeodätischen Vermessungsaufgaben. Toleranzen im Dezimeterbereich, die Risiken und Baukosten reduzieren sollen, erforderten ebenso neue Wege in der geodätischen Messtechnik. Insbesondere die hochgenaue Richtungsübertragung in dem 800 m tiefen Vertikalschacht von Sedrun stellte eine spezielle messtechnische Herausforderung dar, da vom Schachtfuss aus der Tunnel nach beiden Seiten mehrere Kilometer vorgetrieben wird. Da sich im Bereich des Tunnels mehrere Staumauern befinden, wurden grossräumige Überwachungskonzepte realisiert, die auch auf andere Tunnelprojekte übertragen werden können.

Abstract
At the moment the new 57 km Gotthard base-tunnel is the longest railway tunnel of the world, which is under construction. It represents the kernel of the AlpTransit project which will be completed in 2017, approximately. This projects acts as template and pioneer for future alp-crossings. The challenges result not only in construction technologies under risky geological conditions but also in finding solutions for high precision geodetic tasks. Decimeter tolerances at 57 km which had to reduce risks and costs asked for new approaches in geodetic metrology. Especially the high precision direction transfer in a 800 m vertical shaft of the intermediate attack at Sedrun required sophisticated technologies, as this direction transfer gives the direction to both sides at the bottom of the shaft. As there are three concrete dams located above the tunnel large area monitoring concepts had to be established which can conceptually be transferred to other tunneling projects in alpine regions.

Kurzfassung
Im Rahmen des Austrian Space Applications Programme (ASAP), Phase3, gefördert durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft m.b.H. (FFG), wurde eine Neuberechnung des österreichischen Geoids (Projekt GEOnAUT) realisiert. Dieses Projekt wurde gemeinsam von den Instituten für Navigation und Satellitengeodäsie (Projektleitung) und für Numerische Mathematik der TU Graz durchgeführt. Das Bundesamt für Eich-undVermessungswesen (BEV) wirkte als beratenderPartner mit und stellte Daten zurVerfügung. Hauptziel von GEOnAUT war die Berechnung einer Geoidlösung für Österreich als Kombination einerseits aus terrestrischen lokalen Schwerefeldbeobachtungen (Schwereanomalien, Lotabweichungen, "direkten" Geoidbeobachtungen als Differenz zwischen mittels GPS gemessenen geometrischen Höhen und aus dem Präzisionsnivellement erhaltenen orthometrischen Höhen in identischen Punkten) und andererseits aus einem globalen Schwerefeldmodell basierend auf der Satellitenschwerefeldmission GRACE. Das globale Schwerefeldmodell trägt primär die langwellige Schwerefeldinformation und ermöglicht die Lagerung der lokalenLösungin einem globalen Bezugsrahmen. Im Rahmen des Projektes wurde die Datenbank der lokalen Schwerefelddaten erweitert, validiert, homogenisiert und durch Neumessung von ca. 15 Lotabweichungspunkten ergänzt. Letztlich wurden ca. 14000 Schwereanomalien, 672 Lotabweichungspaare und 161 GPS/Nivellementpunkteverwendet. Hinsichtlich der globalenKomponente wurde das GRACE-Schwerefeldmodell EIGEN-GL04Sverwendet.Weiters wurdeein digitales Geländemodellfür Zentraleuropa als Kombination der hochauflösenden Geländemodelle von Österreich und der Schweiz (DHM25), sowie einem Geländeoberflächenmodell, abgeleitet aus Daten der Space-Shuttle-Topografiemission SRTM, in den Nachbarländern erstellt. Methodologisch wurden alternative Berechnungsansätze zur optimalen Kombination dieser unterschiedlichen Datentypen, wie z.B. Reihenentwicklungen basierend auf harmonischen Basisfunktionen, Multi-Resolution Analysis unter Verwendung sphärischerWavelets und schnelle Randelementmethoden (Multipolmethode, ACA, H-Matrizen) untersucht, sowie das funktionale Konzept der Standardmethode der Kollokation (Least Squares Collocation, LSC) erweitert. Zur Berechnung der finalen Geoidlösung wurde letztlich die LSC-Methodeverwendet. BesonderesAugenmerk wurde dabei auf die optimale relative Gewichtung der einzelnen Datentypen gelegt. Die Geoidlösung sowie die zugehörige geschätzte Genauigkeitsinformation wurden durch das Bundesamt für Eich-und Vermessungswesen evaluiert. Die (externe) Genauigkeit dieserLösung beträgt 2–3 cm.Verglichen mit dem bisherigen offiziellen österreichischen Geoid, stellt dies eine signifikante Verbesserung dar. Dies ist hauptsächlich auf die wesentlich bessere Qualität der Eingangsdaten, sowohl hinsichtlich der Schweredatenbank und des digitalen Höhenmodells, aber auch auf die genauere Repräsentation der langwelligen Komponente aufgrund des globalen GRACE-Modells zurückzuführen. ZukünftigesVerbesserungspotential bestehtvor allemin den Grenzregionen,da die verfügbare Datenquantität und -qualität in manchen Nachbarländern unzureichend ist. Aus wissenschaftlicher Sicht stellen die theoretischen Weiterentwicklungen von Methoden zur optimalen Kombination von lokaler und globaler Schwerefeldinformation sowie deren praktische Umsetzung ein interessantesFeldfür zukünftigeForschungsaufgaben dar.

Abstract
In the framework of the project "The Austrian Geoid 2007" (GEOnAUT), funded by the Austrian Research Promotion Agency(Forschungsförderungsgesellschaft –FFG), a new Austrian geoid solution has been computed. Compared to the official Austrian geoid model, the accuracy could be significantly improved mainly due to the substantially enhanced quality of the input data. A new digital terrain model (DTM) has been assembled asa combinationof highly accurate regional DTMs of Austria and Switzerland, complemented by data of the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)in the neighbouring countries.In addition to a thoroughly validated data base of gravity anomalies and deflections of the vertical, new measurements of deflections of the vertical in the South-East of Austria as well as GPS/levelling information have been incorporated. Finally, these terrestrial data have been combined with global gravity field information representedbya recent GRACE gravity field model, leading to a significantly improved representation of the long to medium wavelengths of the solution. Several strategies for the optimum combination of different (global and local) data types, including optimum weighting issues, have been investigated.For the final geoid solution, the Least Squares Collocation (LSC) technique, representing the most frequently used approach, has been selected. The new geoid solution, including covariance information, has been thoroughly validated both internally and externally.

Kurzfassung
Der Wunsch, einen Mobiltelefonbenutzer automatisch zu lokalisieren, wenn er eine Notrufnummer wählt, sowie die steigende Nachfrage nach ortsbezogenen Diensten hat die Entwicklung von sogenten high-sensitivity (HS) GPS Empfängern angetrieben. Sie ermöglichen die Positionsbestimmung im Wald, in Straßenschluchten und selbst in Innenräumen. Während sich solche Empfänger bereits in Mobiltelefonen, einfachen Navigationsgeräten und anderen Massenmarkt-Artikeln finden, konnten sie sich in technischen Bereichen mit hohen Genauigkeitsanforderungen noch nicht etablieren. Woran liegt das? Haben die Anwender das Potential noch nicht erkannt? Ist die Entwicklung noch nicht weit genug vorangeschritten? Dieser Beitrag gibt einen Einblick in die Grundlagen von HS-GPS. Es wird diskutiert, warum GPS Positionsbestimmung in abgeschatteten Bereichen überhaupt möglich ist, wie die Empfindlichkeit eines GPS Empfängers gesteigert werden kann, und welche zukünftigen Entwicklungen absehbar sind. Es zeigt sich, dass die Steigerung der Empfindlichkeit unweigerlich eine Reduktion der Genauigkeit bewirkt. Auch zukünftig wird HS-GPS in erster Linie für Anwendungen interessant sein, wo die Verfügbarkeit von Positionslösungen im Vordergrund steht, nicht die Genauigkeit.

Abstract
The development of high-sensitivity (HS) GPS receivers has been driven by the US mandate on location of cell phone users who place an emergency call, and by the increasing interest in location based services. HS-GPS receivers increase the availability of position solutions in environments with limited line-of-sight satellite visibility and may allow positioning even indoors. They are now commonly used within the latest cell phones, car navigation systems and other consumer products but have not entered technical areas with stringent accuracy requirements. The paper highlights the reasons. The basic concept of HS-GPS is reviewed, examples of applications are given, and the limitations are discussed. It is shown that HS-GPS is primarily useful for applications which require position availability rather than accuracy.