Case study

Koordinatentransformation mit dem RTK-Modul und der PPK-Funktion in LixelStudio

Warum eine Koordinatentransformation?

Punktwolken werden von Scannern zunächst immer in einem lokalen Koordinatensystem erzeugt, das vom Scanner selbst definiert wird (z. B. über SLAM). Für viele Anwendungen, insbesondere im Ingenieurwesen, Bauwesen oder in der Vermessung, ist es jedoch erforderlich, diese Punktwolken in ein globales oder projektbezogenes Referenzsystem zu überführen. Nur so können die Scandaten mit anderen georeferenzierten Informationen, CAD-Modellen oder bestehenden Vermessungsplänen kombiniert werden. Eine Koordinatentransformation ermöglicht es, die lokal erfassten Punkte präzise in das gewünschte Referenzsystem zu übertragen und somit die Punktwolke für weitere Analysen oder Planungen nutzbar zu machen.

Benötigte Soll- und Ist- Daten

Für eine PPK-Vermessung werden grundsätzlich Referenzdaten (Soll) und Messdaten (Ist) benötigt. Zu den Soll-Daten zählen die bekannten Koordinaten einer Referenzstation sowie das gewünschte Koordinatensystem (z. B. ETRS89/UTM). Diese Referenzdaten liegen üblicherweise im RINEX-Format vor und umfassen eine Beobachtungsdatei (.obs) sowie eine Navigationsdatei (.nav).

Die Ist-Daten entstehen während des Scans mit dem RTK-Modul und umfassen die aufgezeichneten Roh-GNSS-Daten des Scanners (Rover) sowie – falls vorhanden – einer eigenen Basisstation, zusätzlich zur erfassten Trajektorie und Punktwolke. Im Nachgang werden diese Daten kombiniert, sodass die zunächst lokal berechnete Punktwolke präzise in ein globales Koordinatensystem überführt wird.

Workflow für die Koordinatenktransformation mit der PPK-Funktion

Vorbereitung des Scanners in der LixelGO App

Nachdem der Scanner mit dem Smartphone verbunden wurde, wechseln Sie in die Satelliteneinstellungen. Unter „Advanced Settings“ stellen Sie den „GNSS Mode“ von RTK auf PPK um und bestätigen dies mit „SET“. Der Scanner befindet sich nun im PPK-Modus und benötigt während der Aufnahme keine aktive Internetverbindung.  

Aufnahme der Scan- und PPK-Daten mit den Scannern Lixel K1 und Lixel L2 Pro

Vor Beginn der Aufnahme sollte sichergestellt werden, dass die Statusanzeige des RTK-Moduls aktiv ist (z. B. blaue LED). Sobald dies der Fall ist, kann die Datenerfassung gestartet werden. Während des Scans werden parallel zur Punktwolke kontinuierlich GNSS-Rohdaten aufgezeichnet, die später für die PPK-Berechnung verwendet werden. 

Referanzdaten beschaffen

In diesem Beispiel wurden die Referenzdaten über den Dienst SAPOS (GPPS) im RINEX-Format heruntergeladen. Wichtig ist, dass die Daten zeitlich zur Messung passen und möglichst von einer nahegelegenen Referenzstation stammen.

Für die Verarbeitung werden folgende Dateien benötigt:

  • Observation File (.obs) – enthält die GNSS-Beobachtungsdaten 
  • Navigation File (.nav) – enthält die Satellitenbahndaten 

Empfohlen wird die Verwendung aktueller RINEX-Versionen (z. B. ≥ 3.x). Nach dem Download stehen damit alle notwendigen Referenzdaten für die PPK-Prozessierung zur Verfügung. 

PPK-Koordinatentransformation in Lixel Studio

Nach dem Anlegen eines neuen Projekts in Lixel Studio wechseln Sie in den Bereich „Processing“ und fügen Ihr aufgenommenes Projekt hinzu. Unter „Coordinate Transformation“ wählen Sie die Option „GNSS“, wobei das „PPK Module“ in der Regel bereits vorausgewählt ist.

Über „PPK Settings“ können Sie nun die zuvor heruntergeladenen RINEX-Daten in die Felder „Observation File“ und „Navigation File“ laden. Anschließend starten Sie die Berechnung über „Calculate“.

Im nächsten Schritt definieren Sie das gewünschte Zielkoordinatensystem und starten die vollständige Prozessierung inklusive Koordinatentransformation über „Apply“. Dabei wird die Trajektorie nachträglich korrigiert und die Punktwolke in das globale Referenzsystem überführt.

Nach Abschluss der Berechnung kann die finale Punktwolke in Lixel Studio visualisiert, weiterbearbeitet (z. B. Cropping) oder in verschiedene Formate exportiert werden. 

Fazit der Koordinatentransformation mit PPK

Die Verwendung der PPK-Funktion zur Koordinatentransformation in LixelStudio ermöglicht eine präzise Überführung von lokal erfassten Punktwolken in ein globales Referenzsystem – und das mit dem RTK-Modul ganz ohne Internetverbindung während der Aufnahme.

Die Methode stellt sicher, dass die Punktwolken sowohl in Bezug auf Position als auch auf Orientierung und Maßstab zuverlässig mit bestehenden georeferenzierten Daten übereinstimmen. Gleichzeitig bietet PPK eine hohe Flexibilität im Feld, da keine Echtzeitkorrekturen erforderlich sind und die Genauigkeit erst im Nachgang optimiert wird.