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EPOSA®, ein Produkt von Energie Burgenland,
ÖBB-Infrastruktur AG und Wiener Netze GmbH
Weltweit verfügbare Satellitensysteme zur Positionsbestimmung
Höhe der Bahnen: zwischen ca. 20.200 km und 29.900 km
System Betreiber Bahnebenen Satelliten Start fertig
GPS USA 6 31 1977 ja
GLONASS Russland 3 24 1982 ja
GALILEO EU 3 6 2001 2020
Beidou China 3 15 2000 2020
21.01.2014 Seite 2www.eposa.at
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
21.01.2014 Seite 3www.eposa.at
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
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EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
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EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
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EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Bodensegment
Raumsegment
Nutzersegment
Seite 7
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Positionsbestimmung (1)
Summe von Entfernungsmessungen
zu den Satelliten.
Distanz = Geschwindigkeit Signal x Zeit
Satellit sendet das Signal kugelförmig aus.
Ein Satellit ergibt einen Kreis auf der Erdkugel
Zwei Satelliten ergeben zwei Kreise mit
zwei Schnittpunkten.
Drei Satelliten ergeben geometrisch eine
Lösung an der Erdoberfläche.
21.01.2014 www.eposa.at
Seite 8
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Positionsbestimmung (2)
Zu lösen sind 4 Unbekannte: Y, X, Höhe und Zeit =>
Vier oder mehr Satelliten ergeben absolute Position im Raum
Für DGNSS mit guter Performance mindestens 6 Satelliten nötig!
=> 3D-Position = fixierte Position
Kurzform: fixed
Berechnung der Geschwindigkeit
und Bewegungsrichtung sind
damit möglich
21.01.2014 www.eposa.at
Seite 9
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Genauigkeiten der Positionierung
Sternennavigation aus den Anfängen: 3-4stelliger Meterbereich
Navigation mit Sextanten: 300 - 400 Meter
Genauigkeit des ursprünglichen GPS-Systems mit aktivierter SA: ± 100 Meter
Positionsgenauigkeit heute mit GPS: ± 10 Meter
Differential-GNSS (DGNSS)-Genauigkeit ohne Korrektursignal: ± 1 - 3 Meter
Differential-GNSS (DGNSS)-Genauigkeit mit Korrektursignal (L1): ± 20 - 100 cm
Differential-GNSS (DGNSS)-Genauigkeit mit Korrektursignal (L1+L2): ± 1 - 5 cm
Mittlerer Fehler:
nur 68% innerhalb der Genauigkeitsangabe!!
95% innerhalb der doppelten Genauigkeitsangabe!
99% innerhalb der dreifachen Genauigkeitsangabe!
21.01.2014 www.eposa.at
Seite 10
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
DGNSS - differentielle Satellitennavigation
Position der Referenzstation ist genau bekannt
Zentrale errechnet und versendet das Korrektursignal
Mobiler Empfänger bekommt Satellitensignal und Korrektursignal (RTCM)
und errechnet daraus die genauere Position
Datenformat ist RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services)
21.01.2014 www.eposa.at
Seite 11
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Reichweite von nicht vernetzten Referenzstationen
~10km
21.01.2014 www.eposa.at
Genauigkeit, Zuverlässigkeit
Gut Schlecht
Seite 12
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Reichweite von vernetzten Referenzstationen
max. 70km
21.01.2014 www.eposa.at
Gut Schlecht
Homogene Genauigkeit gewährleistet
Genauigkeit, Zuverlässigkeit
Seite 13
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
39 Referenzstationen + 9 von externen Anbietern
Serielle- und IP-Verbindungen (redundant )
2 Server als Daten-Zentralen (Wiener Netze und ÖBB)
21.01.2014 www.eposa.at
Seite 14
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Kooperationspartner:
Die Energie Burgenland ist Energieversorger im Burgenland und sie
waren die ersten Betreiber eines Referenzstationsnetzes in Österreich.
Das größte Transportunternehmen in Österreich, die ÖBB-Infra-
struktur AG, hat in ganz Österreich Datenleitungen und Bahnhöfe in
ihrem Eigentum und bildet somit die Basis für die Infrastruktur.
Wiener Netze GmbH hat, als der größte Energieversorger Österreichs
immer darauf geachtet, dass kostengünstig und effizient gearbeitet
wird, und hat das Leadership bei dieser Marke übernommen.
Die Technische Universität Wien für die Qualitätskontrolle und
Weiterentwicklungen im technischen Bereich durch.
21.01.2014 www.eposa.at
Seite 15
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Zentrale:
Berechung
DGNSS-Signal
Referenzstationen
Antenne (GPS+GLONASS)
+ Empfänger
GPS/GLONASS-
Antenne
Empfänger
GSM/GPRS
DGNSS - Signal
per GSM
GSM-Router
Signallaufzeit 1-1,5 Sekunden !
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NTRIP-Server
NTRIP = Networked Transport of RTCM via Internet Protocol
Internet
Seite 16
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Bauvermessung
Ingenieurvermessung
Geodaten-
erfassung
Ortung,
Navigation
0,001 0,01 0,1 1,0 10,0 Genauig-
keit [m]
Code-
messungen GNSS
Relative
Code-
messungen
DGNSS
Relative
Trägerphasen-
messungen
PDGNSS
RTK
Postpro-
cessing
Meßverfahren
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L1
L1
L1
+
L2
Seite 17
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Bahnfehler
Berechneter Orbit
Wahrer Orbit
54° 32‘ 43‘‘
12° 10‘ 11‘
Ausbreitungsfehler
Ionosphäre
50 -1000 km
Troposphäre
0 - 50 km
Troposphäre
0 - 50 km 54° 32‘ 43‘‘
12° 10‘ 11‘
Fehlereinflüsse auf die Einzelposition
Mehrwegausbreitung
54° 32‘ 43‘‘
12° 10‘ 11‘
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Seite 18
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Transformationsparameter
ZWGS
XWGS YWGS84
Räumliche
Ähnlichkeits-
transformation
Übergang vom Satellitenkoordinatensystem (WGS84) auf
österrreichisches Landeskoordinatensystem MGI (Gauß-Krüger M34)
21.01.2014 www.eposa.at
2 Varianten für Koordinatentransformation:
1. Messen von Passpunkten mit meinem GNNS-Rover in
beiden Koordinatensystemen
2. Nutzung des EPOSA Korrektursignals mit Transformation
Ergebnis ist bereits bestmöglich ins Festpunktfeld von
Österreich transformiert sowohl horizontal als auch vertikal
21.01.2014 Seite 19www.eposa.at
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Seite 20
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Darstellung des aktuellen Rasters (1)
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Seite 21
Transformations-Parameter-Satz
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
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Ein einziger Parameter-Satz für ganz Österreich !
Seite 22
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Lösungsansatz – „virtuelle KTs“!
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Extrapolation der Residuentripel auf
virtuelle Punkte außerhalb Österreichs
„virtuelle KTs“
Anordnung der „virtuellen KTs“ rund um
die einzelnen Problemgebiete
Extrapolation mittels „multiquadratischer
Inter(Extra)polation“ (Hardy)
mit
Seite 23
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Aktuell verwendete Rasterlösung
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Beispiel Höhenkomponente:
!!!
Flächendeckend für
Österreich
!!!
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Abgabe-Formate in RTCM :
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GSM
• 0190190 669
DGNSS Korrekturdaten RTCM2.3
+ Rasterinformation
• 0190190 672
RTK (GPS) Korrekturdaten RTCM2.3
• 0190190 673
RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM2.3
• 0190190 674
RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM2.3
+ Rasterinformation
NTRIP
• Mountpoint: DGNSS
DGNSS Korrekturdaten RTCM2.3
• Mountpoint: DGNSS-TR
DGNSS Korrekturdaten RTCM2.3
+ Rasterinformation
• Mountpoint: RTK-2.3
RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM2.3
• Mountpoint: RTK-2.3-TR
RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM2.3
+ Rasterinformation
• Mountpoint: RTK-3
RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM3.1
• Mountpoint: RTK-3-TR-Mxx (28, 31, 34)
RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM3.1
+ Rasterinformation
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EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Seite 26
EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
RINEX-Daten Server:
Aufzeichnung der Messdaten ohne Korrekturdaten und
nachträgliche Berechnung im Büro.
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http://www.eposa.at
Wer nutzt DGNSS?
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EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
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EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Wer nutzt DGNSS?
Baufirmen (Absteckungen, Flächen-, Massenermittlungen)
Baggerschiffe auf der Donau
Vermessungsbüros (Kataster, Naturbestand, )
Verkehrsunternehmen (Spezialfahrzeuge, ÖBB, Wiener Linien)
Mülldeponien (Massenermittlung)
Abfallverbände (Müllfahrzeuge, Standorterfassung)
Gemeinden (Bauamt, Tourismus)
Landwirtschaft (Traktorsteuerung)
Deformationsmessung (Hangrutschungen)
Laserscanner- und Bildflüge mit Hubschrauber oder Flugzeug
Leitungsdokumentation (Gas, Wasser, Strom, Fernwärme, )
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EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
Wer nutzt DGNSS?
Weitere Dienste:
● Training und Einschulung
● Support (am Telefon und vor Ort)
● Gerätetests
● Support für Forschung und Entwicklung
● Kooperationen bei Forschungs-Projekten
SMART Vidente, AUSPRO, GNSSMET-Austria,
RA-PPP, RT-PPP, PPP-Serve
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Seite 31
Kontakt:
• Kundenbetreuung:
Dipl.-Ing. Christian Klug
Telefon: +43 (0)1 90190-32920
Fax: +43 (0)1 90190-32999
Email: christian.klug@eposa.at
• Technischer Support:
Hotline: +43 (0) 90190-32930
wochentags 07.30 – 18.00
Email: info@eposa.at
Internet: www.eposa.at
Twitter: @eposa_at
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EPOSA - real time positioning in austria
 

EPOSA - real time positioning in austria

  • 1. EPOSA®, ein Produkt von Energie Burgenland, ÖBB-Infrastruktur AG und Wiener Netze GmbH
  • 2. Weltweit verfügbare Satellitensysteme zur Positionsbestimmung Höhe der Bahnen: zwischen ca. 20.200 km und 29.900 km System Betreiber Bahnebenen Satelliten Start fertig GPS USA 6 31 1977 ja GLONASS Russland 3 24 1982 ja GALILEO EU 3 6 2001 2020 Beidou China 3 15 2000 2020 21.01.2014 Seite 2www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
  • 3. 21.01.2014 Seite 3www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
  • 4. 21.01.2014 Seite 4www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
  • 5. 21.01.2014 Seite 5www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
  • 6. 21.01.2014 Seite 6www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Bodensegment Raumsegment Nutzersegment
  • 7. Seite 7 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Positionsbestimmung (1) Summe von Entfernungsmessungen zu den Satelliten. Distanz = Geschwindigkeit Signal x Zeit Satellit sendet das Signal kugelförmig aus. Ein Satellit ergibt einen Kreis auf der Erdkugel Zwei Satelliten ergeben zwei Kreise mit zwei Schnittpunkten. Drei Satelliten ergeben geometrisch eine Lösung an der Erdoberfläche. 21.01.2014 www.eposa.at
  • 8. Seite 8 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Positionsbestimmung (2) Zu lösen sind 4 Unbekannte: Y, X, Höhe und Zeit => Vier oder mehr Satelliten ergeben absolute Position im Raum Für DGNSS mit guter Performance mindestens 6 Satelliten nötig! => 3D-Position = fixierte Position Kurzform: fixed Berechnung der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung sind damit möglich 21.01.2014 www.eposa.at
  • 9. Seite 9 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Genauigkeiten der Positionierung Sternennavigation aus den Anfängen: 3-4stelliger Meterbereich Navigation mit Sextanten: 300 - 400 Meter Genauigkeit des ursprünglichen GPS-Systems mit aktivierter SA: ± 100 Meter Positionsgenauigkeit heute mit GPS: ± 10 Meter Differential-GNSS (DGNSS)-Genauigkeit ohne Korrektursignal: ± 1 - 3 Meter Differential-GNSS (DGNSS)-Genauigkeit mit Korrektursignal (L1): ± 20 - 100 cm Differential-GNSS (DGNSS)-Genauigkeit mit Korrektursignal (L1+L2): ± 1 - 5 cm Mittlerer Fehler: nur 68% innerhalb der Genauigkeitsangabe!! 95% innerhalb der doppelten Genauigkeitsangabe! 99% innerhalb der dreifachen Genauigkeitsangabe! 21.01.2014 www.eposa.at
  • 10. Seite 10 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit DGNSS - differentielle Satellitennavigation Position der Referenzstation ist genau bekannt Zentrale errechnet und versendet das Korrektursignal Mobiler Empfänger bekommt Satellitensignal und Korrektursignal (RTCM) und errechnet daraus die genauere Position Datenformat ist RTCM (Radio Technical Commission for Maritime Services) 21.01.2014 www.eposa.at
  • 11. Seite 11 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Reichweite von nicht vernetzten Referenzstationen ~10km 21.01.2014 www.eposa.at Genauigkeit, Zuverlässigkeit Gut Schlecht
  • 12. Seite 12 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Reichweite von vernetzten Referenzstationen max. 70km 21.01.2014 www.eposa.at Gut Schlecht Homogene Genauigkeit gewährleistet Genauigkeit, Zuverlässigkeit
  • 13. Seite 13 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit 39 Referenzstationen + 9 von externen Anbietern Serielle- und IP-Verbindungen (redundant ) 2 Server als Daten-Zentralen (Wiener Netze und ÖBB) 21.01.2014 www.eposa.at
  • 14. Seite 14 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Kooperationspartner: Die Energie Burgenland ist Energieversorger im Burgenland und sie waren die ersten Betreiber eines Referenzstationsnetzes in Österreich. Das größte Transportunternehmen in Österreich, die ÖBB-Infra- struktur AG, hat in ganz Österreich Datenleitungen und Bahnhöfe in ihrem Eigentum und bildet somit die Basis für die Infrastruktur. Wiener Netze GmbH hat, als der größte Energieversorger Österreichs immer darauf geachtet, dass kostengünstig und effizient gearbeitet wird, und hat das Leadership bei dieser Marke übernommen. Die Technische Universität Wien für die Qualitätskontrolle und Weiterentwicklungen im technischen Bereich durch. 21.01.2014 www.eposa.at
  • 15. Seite 15 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Zentrale: Berechung DGNSS-Signal Referenzstationen Antenne (GPS+GLONASS) + Empfänger GPS/GLONASS- Antenne Empfänger GSM/GPRS DGNSS - Signal per GSM GSM-Router Signallaufzeit 1-1,5 Sekunden ! 21.01.2014 www.eposa.at NTRIP-Server NTRIP = Networked Transport of RTCM via Internet Protocol Internet
  • 16. Seite 16 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Bauvermessung Ingenieurvermessung Geodaten- erfassung Ortung, Navigation 0,001 0,01 0,1 1,0 10,0 Genauig- keit [m] Code- messungen GNSS Relative Code- messungen DGNSS Relative Trägerphasen- messungen PDGNSS RTK Postpro- cessing Meßverfahren 21.01.2014 www.eposa.at L1 L1 L1 + L2
  • 17. Seite 17 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Bahnfehler Berechneter Orbit Wahrer Orbit 54° 32‘ 43‘‘ 12° 10‘ 11‘ Ausbreitungsfehler Ionosphäre 50 -1000 km Troposphäre 0 - 50 km Troposphäre 0 - 50 km 54° 32‘ 43‘‘ 12° 10‘ 11‘ Fehlereinflüsse auf die Einzelposition Mehrwegausbreitung 54° 32‘ 43‘‘ 12° 10‘ 11‘ 21.01.2014 www.eposa.at
  • 18. Seite 18 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Transformationsparameter ZWGS XWGS YWGS84 Räumliche Ähnlichkeits- transformation Übergang vom Satellitenkoordinatensystem (WGS84) auf österrreichisches Landeskoordinatensystem MGI (Gauß-Krüger M34) 21.01.2014 www.eposa.at
  • 19. 2 Varianten für Koordinatentransformation: 1. Messen von Passpunkten mit meinem GNNS-Rover in beiden Koordinatensystemen 2. Nutzung des EPOSA Korrektursignals mit Transformation Ergebnis ist bereits bestmöglich ins Festpunktfeld von Österreich transformiert sowohl horizontal als auch vertikal 21.01.2014 Seite 19www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
  • 20. Seite 20 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Darstellung des aktuellen Rasters (1) 21.01.2014 www.eposa.at
  • 21. Seite 21 Transformations-Parameter-Satz EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit 21.01.2014 www.eposa.at Ein einziger Parameter-Satz für ganz Österreich !
  • 22. Seite 22 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Lösungsansatz – „virtuelle KTs“! 21.01.2014 www.eposa.at Extrapolation der Residuentripel auf virtuelle Punkte außerhalb Österreichs „virtuelle KTs“ Anordnung der „virtuellen KTs“ rund um die einzelnen Problemgebiete Extrapolation mittels „multiquadratischer Inter(Extra)polation“ (Hardy) mit
  • 23. Seite 23 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Aktuell verwendete Rasterlösung 21.01.2014 www.eposa.at Beispiel Höhenkomponente: !!! Flächendeckend für Österreich !!!
  • 24. Seite 24 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Abgabe-Formate in RTCM : 21.01.2014 www.eposa.at GSM • 0190190 669 DGNSS Korrekturdaten RTCM2.3 + Rasterinformation • 0190190 672 RTK (GPS) Korrekturdaten RTCM2.3 • 0190190 673 RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM2.3 • 0190190 674 RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM2.3 + Rasterinformation NTRIP • Mountpoint: DGNSS DGNSS Korrekturdaten RTCM2.3 • Mountpoint: DGNSS-TR DGNSS Korrekturdaten RTCM2.3 + Rasterinformation • Mountpoint: RTK-2.3 RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM2.3 • Mountpoint: RTK-2.3-TR RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM2.3 + Rasterinformation • Mountpoint: RTK-3 RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM3.1 • Mountpoint: RTK-3-TR-Mxx (28, 31, 34) RTK (GNSS) Korrekturdaten RTCM3.1 + Rasterinformation
  • 25. 21.01.2014 Seite 25www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
  • 26. Seite 26 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit RINEX-Daten Server: Aufzeichnung der Messdaten ohne Korrekturdaten und nachträgliche Berechnung im Büro. 21.01.2014 www.eposa.at http://www.eposa.at
  • 27. Wer nutzt DGNSS? 21.01.2014 Seite 27www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit
  • 28. 21.01.2014 Seite 28www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Wer nutzt DGNSS? Baufirmen (Absteckungen, Flächen-, Massenermittlungen) Baggerschiffe auf der Donau Vermessungsbüros (Kataster, Naturbestand, ) Verkehrsunternehmen (Spezialfahrzeuge, ÖBB, Wiener Linien) Mülldeponien (Massenermittlung) Abfallverbände (Müllfahrzeuge, Standorterfassung) Gemeinden (Bauamt, Tourismus) Landwirtschaft (Traktorsteuerung) Deformationsmessung (Hangrutschungen) Laserscanner- und Bildflüge mit Hubschrauber oder Flugzeug Leitungsdokumentation (Gas, Wasser, Strom, Fernwärme, )
  • 29. 21.01.2014 Seite 29www.eposa.at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Wer nutzt DGNSS?
  • 30. Weitere Dienste: ● Training und Einschulung ● Support (am Telefon und vor Ort) ● Gerätetests ● Support für Forschung und Entwicklung ● Kooperationen bei Forschungs-Projekten SMART Vidente, AUSPRO, GNSSMET-Austria, RA-PPP, RT-PPP, PPP-Serve EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Seite 3021.01.2014 www.eposa.at
  • 31. Seite 31 Kontakt: • Kundenbetreuung: Dipl.-Ing. Christian Klug Telefon: +43 (0)1 90190-32920 Fax: +43 (0)1 90190-32999 Email: christian.klug@eposa.at • Technischer Support: Hotline: +43 (0) 90190-32930 wochentags 07.30 – 18.00 Email: info@eposa.at Internet: www.eposa.at Twitter: @eposa_at EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Seite 3121.01.2014 www.eposa.at
  • 32. Seite 32 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit 21.01.2014 www.eposa.at
  • 33. Seite 33 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit 21.01.2014 www.eposa.at
  • 34. Seite 34 EPOSA – Punktgenau – in Echtzeit Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Seite 3421.01.2014 www.eposa.at