doc. dr.sc. rok kamnik primjena gnss ureĐaja za … · 2016-12-22 · projekt nanos sa više od...

PRIMJENA GNSS UREĐAJA ZA

ODREĐIVANJE VERTIKALNIH POMAKA

doc. dr.sc. Rok KAMNIK

1

Projekt Nanos sa više od 1000 detaljnih točaka i

mrežo sa 42 GNSS točaka

Svaka GNSS točka opažana barem 1x godišnje 24 h.

Mreža obrađena sa final efemeridami, ukupno sa 4

točaka SIGNAL-a i 8 točaka IGS-a.

Planiranja nije bilo, pošto su bili datumi opažanja

ovisni od investitora izmjere, vremena i mogućnosti

rada na autoputu i zatvaranja autoputa.

Pratili smo sve tri komponente ali predstaviti ćemo

samo visinsko komponento naših izmjera.

IZMJERA VISINSKE KOMPONENTE – PRIMJER

VELIKE GEODETSKE MREŽE

2



3



4



5



6

Zap.

br. Datum

izmjere Baza 1

odstupanje

(mm) Baza 2

odstupanje

(mm)

1 11.2007 627,039 13,1 112,9242 15,8

2 1.2008 627,0248 -1,1 112,9188 10,4

3 2.2008 627,0297 3,8 112,9062 -2,2

4 4.2008 627,035 9,1 -

5 10.2008 627,0264 0,5 112,9103 1,9

6 3.2009 627,0299 4,0 112,9187 10,3

7 5.2009 627,0254 -0,5 112,9037 -4,7

8 2.2010 627,0349 9,0 112,9174 9,0

9 10.2010 627,0102 -15,7 112,9236 15,2

10 7.2013 627,0407 14,8 112,9145 6,1

11 10.2013 627,0066 -19,3 112,8842 -24,2

12 11.2013 627,0125 -13,4 112,8877 -20,7

13 10.2014 627,0222 -3,7 112,8914 -17,0



7



627

627,005

627,01

627,015

627,02

627,025

627,03

627,035

627,04

627,045

0 2 4 6 8 10 12 14

višina

meritev

Baza 1

Višina

povprečje

8



9



Što smo pronašli:

Pozicijsko opažanje dovoljno je 6 sati, 4 puta godišnje,

Pocijska točnost je 4mm.

Visinska točnost ovisna od pozicije satelita, dobro bi bilo pogledati almanah i napraviti plan

Previše smetnja signala (ograda, kamioni, drva....)

Antene bi bilo dobro podiči na 1m, (mi smo imali 10cm)

Za visinsku poziciju bi bilo dobro napraviti kombinaciju sa tahimetrijom ili niveliranjem

Opažanja više puta godišnje – da dobiješ trend pomaka

Dobro je izraditi plan opažanja

Pažljiva obrada podataka uvijek na isti način

Upotreba final efemerida 10

OBRADA GNSS PODATAKA

11


Obrada:

Prijenos podataka iz antena na kompjuter

Preimenovanje datoteka (baz11231.16o)

baz1 = ime tačke

123 = Julijanski dan u ljetu

1 = broj epohe

Ako treba počistite datoteke (ponekad antene

ne inicializiraju odmah)

Obrada u Topcon Magnet Tools

12


Kako odrediti Julijanski dan u ljetu?

GPS date calendar: adn.agi.com/GNSSWeb/

13


Obrada:

Prikupljanje podataka za isti dan iz sustava

Signal (http://178.172.26.131/trimblepivotweb/login.aspx):

14


Obrada:

Prikupljanje podataka za isti dan iz sustava IGS

(https://igscb.jpl.nasa.gov/components/dcnav/sopac_rinex.html):

Za područje SLO pa i CRO:

Graz (A), Matera (I). Medicina (I), Penc (H), Sofija

(BG), Bad Koetzting (D), Zimmerwald (S)

15


Obrada:

Prikupljanje efemerida

(https://igscb.jpl.nasa.gov/components/prods_cb.html ):

16

https://igscb.jpl.nasa.gov/components/prods_cb.html


Obrada sa Topcon Magnet Tools:

Import podataka / obrada

17

OBRADA ZAKLJUČAK

Imamo puno uređaja (Leica, Topcon, Trimble...),

Za precizna mjerenja dobro izraditi plan mjerenja i proučiti almanac

Dobro je raditi i sa sistemom baza – rover (fast static) i final efemeridami,

Za monitoringe i geodetske mreže treba mjeriti barem 6 sati te obraditi rezultate

Teško planirati mjerenja pošto bi investitor trebao rezultate već jučer ...

Određivanje visina je još uvijek problematična

18

OBRADA ZAKLJUČAK - TOČNOST

Točnost u projektu Rebrnice

19

sy [mm] sx [mm] sz [mm]

BAZA 1 1,04 0,63 2,66

BAZA 2 1,24 0,86 4,99

POMACI I DEFORMACIJE

20

TESTIRANJE IZMJERE VISINE, PLANIRANJE

21

TOČNOST ODREĐIVANJA VISINE

Izvor grešaka:

Atmosferske smetnje u toposferi i ionosferi

Greške kod sinkronizacije satova u satelitima

Električki šum u signalu

Multipath – više putova signala – smetnje

Netočno znanje o lokaciji satelita

Geometrijski raspored satelita

Individualna obrada podataka

22

Osnovna svrha istraživanja je izvesti planiranje sa

dvoje različitih besplatnih programa (Topcon

Occupation Planning in Trimble Office Planning)

Napraviti usporedbu između tri različitih GNSS

uređaja (Topcon Hiper PRO, Topcon Hiper V in

Leica SR9500)

Snimiti 5 različitih vremenskih intervala (1h, 2h,

6h, 12h i 24h)

Obraditi podatke sa različitim efemeridama (rapid

i final)

TOČNOST ODREĐIVANJA VISINE

23

Zašto planiranje?

posebno da postignemo potrebno točnost položaja tačaka,

broj i položaj referentnih i novih tačaka u mreži,

broj i raspoređenje GNSS-satelita u vremenu izmjere,

broj i tip GNSS-prijemnika,

trajanje opažanja,

logističko pripravo izmjere,

način obrade opažanja i značajke programske opreme za obradu opažanja.

PLANIRANJE GNSS IZMJERE

24

PLANIRANJE I ALMANAC

Lokacija satelita

Almanac satelita: sadržava približne orbite satelita i putova kroz duže vreme. Signal satelita za almanac daje podatke o lokaciji svakih 12,5 min

Podaci o efemeridama: ti uključuju točno poziciju satelita i parametre, koji su potrebni za mikrolokaciju. Svaki satelit oddaje svoje efemeridne parametre (svakih 30 do 60 min)

25

ALMANAC GNSS

26

Planiranje sa Topcon Occupation Planning in

Trimble Office Planning

Važno je imati aktualni almanac

Almanac postoji posebno za:

GPS obično YUMA format:

(http://www.navcen.uscg.gov/?pageName=gpsAlmanacs)

GLONASS običnoTXT format:

http://gpsworld.com/the-almanac/

TXT za GLONASS: ftp://ftp.glonass-iac.ru/MCC/ALMANAC/

26

http://www.navcen.uscg.gov/?pageName=gpsAlmanacs

ALMANAC GNSS

27

Topcon Occupation

Planning

Trimble Office

Planning

ALMANAC GNSS

28

PLANIRANJE - DOP

Topcon Occupation Planning / Trimble Office Planning

29

PLANIRANJE

Planiranja je dobro uzeti u obzir, da bi dobili što

bolji DOP (dilution of precision), koji nama kaže

na geometrijo satelita u vrijeme izmjere

Niža je vrijednost DOP – bolje je

Poznamo različite DOP:

GDOP (geometrijski), PDOP (položajni),

HDOP (horizontalni), VDOP (vertikalni),

TDOP (vremenski)

30

DOP OCENA OPIS

1 Idealno Ovo je najviši mogući stupanj sigurnosti, koji se upotrebljava za zahtjevne

aplikacije najviše moguće točnosti u svakom vremenu.

2–3 Odlično Na ovom stupnju povjerenja su mjerenja pozicioniranja dovoljno točne,

da ispunjavaju uslove za sve osim najviše osjetljivih aplikacija.

4–6 Dobro Predstavlja nivo, koji je još pogodan za poslovne namjene. Pozicijska

mjerenja mogu se upotrebljavati za navigaciju pojedinaca

7–8 Prosjećno Mjerenja mogu se upotrebljavati za izračune, a je kvaliteta još uvijek

moguće poboljšati, preporučuje se više otvoren pogled.

9–20 Nisko

Predstavlja niski stupanj povjerenja. Mjerenja potrebno je odbiti.

Upotrijebiti ih je moguće samo za grubu lokaciju i signalizaciju na

terenu.

21–50 Slabo Na ovom nivou su mjerenja pogrešna za više od 300 metara. Ove rezultate

treba odbiti.

PLANIRANJE MJERENJA GNSS - DOP

31

PLANIRANJE MJERENJA GNSS - PREPREKE

32

Usporedba podataka sa plana (Topcon Occupation Planning i

Trimble Office Planning) sa stvarnimi (Hiper V) u vremenu

polasatne izmjere

PLAN PREMA REALNOJ IZMJERI

Br. Satelita u

30 min

Br. svih

satelita - 24 h

PDOP HDOP VDOP

Topcon 14 56 1,583 0,805 1,361

Topcon –

prepreka S 13 56 1,644 0,829 1,418

Topcon –

prepreka J 11 56 2,176 1,350 1,696

Trimble 13 53 1,720 0,885 1,470

Trimble –

prepreka S 13 53 1,733 0,892 1,487

Trimble –

prepreka J 10 53 2,661 1,725 1,997

Stvarno - Hiper V 48 3,622 1,976 3,075 33

Ako u plan uključimo prepreke (što je normalno

pogodno) je DOP u prosjeku slabiji za 27,4 %

Kod realne izmjere možemo obično pratiti manjemu

broju satelita od planiranih

Realni DOP je u prosjeku za 1,97 puta slabiji od

planiranog – kod precizne izmjere treba to svakako

uzeti u obzir

Najviše je realnim vrijednostima DOP blizu Trimble

Office Planning

PLANIRANJE - zaključki

34

TESTIRANJE IZMJERE VISINE

35

Pošto je kod GNSS izmjera visinska komponenta već u

startu manje točna, dodatno smo napravili

istraživanje mogućnosti praćenja visine sa GNSS –

Topcon Hiper V

Za referenco upotrijebili smo elektronski tahimetar

Leica TS50 i precizni reflektor GPH1P

IZMJERA VISINSKE KOMPONENTE JEDNE TAČKE

TEST SA LEICA TS50 I HIPER V

36

Napravili smo poseban čelični nosač i poseban stativ,

kojemu možemo promjenjivati visinu, tako da smo

visino GNSS antene i prizme istovremeno

promjenjivali za isto vrijednost

Vertikalni pomak pratili smo sa TS50 sa cca. 10 Hz

Vertikalni pomak pratili smo sa Hiper V sa 100 Hz

Visinu smo dizali i puštali gore i dole – ukupno 11

puta

Na svaki visini snimili smo cca. 60 s (brza statička

metoda) sa metodom baza-rover


– TEST SA LEICA TS50 I HIPER V

37

metodu za određivanje relativne lokacije

(odnosa između dvije tačke)

upotrijebili smo brzo statičko metodo

GNSS-izmjere

na svakih 60 s promijenili smo visino antene

prijemnika.

Napravili smo od 10 (na TS50) do 100 (na

Hiper V) čitanja na sekundu

Za vrijeme eksperimenta napravili smo

5379 čitanja

Automatsko praćenje prizme



38



267,7

267,75

267,8

267,85

267,9

267,95

268

268,05

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

viši

ne

meritve

GNSS-rtk

tahimetrija

VIŠINA 1

VIŠINA2

VIŠINA 3

VIŠINA 4

VIŠINA 6

VIŠINA 5

VIŠINA 7

VIŠINA 8

VIŠINA 9

VIŠINA 11

VIŠINA 10

39



267,73285

267,7329

267,73295

267,733

267,73305

267,7331

267,73315

267,7332

0 100 200 300 400 500

na

dm

ors

ka

viš

ina

meritve v časovni periodi

Višina 1 - tahimetrija

točke

povprečje

267,71

267,715

267,72

267,725

267,73

267,735

267,74

267,745

267,75

267,755

0 50 100 150 200 250 300 350 400

na

dm

ors

ka

viš

ina


Višina 1 - GNSS meritve

točke

povprečje

Razlika 0,3 mm

Razlika 3,9 cm

40



267,98

267,9805

267,981

267,9815

267,982

267,9825

267,983

267,9835

267,984

267,9845

267,985

267,9855

2158 2258 2358 2458 2558 2658 2758 2858

nad

mo

rska

viš

ina


Višina 6 - tahimetrija

točke

povprečje

267,98445

267,9845

267,98455

267,9846

267,98465

267,9847

267,98475

267,9848

2158 2258 2358 2458 2558 2658 2758 2858

na

dm

ors

ka

viš

ina


Višina 6 ponovno - tahimetrija

točke

povprečje

41



42

Hvala vama i sve dobro kod GNSS mjerenja pomaka i deformacija!

43

doc. dr.sc. rok kamnik primjena gnss ureĐaja za … · 2016-12-22 · projekt nanos sa više od...

Documents