GPSz 2 WYKŁAD 4 OSNOWY SZCZEGÓŁOWE ZAKŁADANE TECHNOLOGIĄ GNSS ORAZ OSNOWY ZINTEGROWANE - ZASADY OGÓLNE

Transkrypt

1 GPSz 2 WYKŁAD 4 OSNOWY SZCZEGÓŁOWE ZAKŁADANE TECHNOLOGIĄ GNSS ORAZ OSNOWY ZINTEGROWANE - ZASADY OGÓLNE

2 NIEKTÓRE ZMIANY I NOWOŚCI WYNIKAJĄCE Z NOWEGO ROZPORZĄDZENIA W SPRAWIE OSNÓW wprowadzenie do obiegu prawnego systemu wspomagania pomiarów satelitarnych i nawigacji ASG-EUPOS, włączenie stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS do podstawowej osnowy geodezyjnej kraju, wprowadzenie obowiązku stosowania satelitarnych metod obserwacji GNSS do zakładania podstawowych i szczegółowych osnów geodezyjnych, wprowadzenie obowiązku zakładania osnowy zintegrowanej, co najmniej poziomej i wysokościowej (2D+1D lub 3D).

3 Zasady ogólne przy pomiarach 2 odbiorniki 1 wektor GNSS 3 odbiorniki 2 wektory niezależne, jeden już jest zależny - wyznaczany wektor - dx, dy, dz - obserwacje na parze punktów w tym samym czasie 4 odbiorniki 3 wektory niezależne Teoretyczne podstawy oraz szczegóły dot. pomiarów z wykorzystaniem technik satelitarnych GNSS na kolejnych przedmiotach w toku studiów m.in.: Geodezja satelitarna, Satelitarne techniki pomiarowe. 3G: GPS, Golnass, Galileo

4 Zasady ogólne przy pomiarach GNSS z wykorzystaniem sieci ASG-EUPOS KOSZ pkt. sieci ASG EUPOS pozostałe pkt. osn. podstawowej nowe pkt. osn. szczegółowej pomiędzy punktami 3kl. (GNSS) np. ciągi, pamiętać też o wymogu zapewnienia wizury z punktu 3kl. (GNSS) na min. 1 pkt. sąsiedni 3kl. (GNSS) Stacje permanentne DRWP SZE2 Fizyczne tak jak tutaj lub Wirtualne stacje referencyjne

5 Od dnia r. w systemie ASG-EUPOS funkcjonują nowe współrzędne stacji referencyjnych w układzie PL-ERTF2000 (epoka odniesienia 2011,0).

6

7

8

9

10

11 W postprocessingu należy uwzględniać precyzyjne efemerydy, różnego rodzaju poprawki oraz modele jonosfery i troposfery

12

13

14 ZBIORY OBSERWACJI ZAŁĄCZNIK NR 3 DO ROZPORZĄDZENIA W SPRAWIE OSNÓW

15 FRAGMENT TABELI NR 10

16 FRAGMENT TABELI NR 10

17 W FORMACIE RINEX

18 ZAŁĄCZNIK NR 1 DO ROZPORZĄDZENIA STANDARD TECHNICZNY ZAKŁADANIA I UTRZYMYWANIA PODSTAWOWYCH OSNÓW GEODEZYJNYCH, GRAWIMETRYCZNYCH I MAGNETYCZNYCH ORAZ SZCZEGÓŁOWYCH OSNÓW GEODEZYJNYCH Współrzędne punktów podstawowych osnów geodezyjnej, grawimetrycznej i magnetycznej oraz szczegółowej osnowy geodezyjnej wyznacza się w obowiązującej realizacji geodezyjnego europejskiego ziemskiego systemu odniesienia ETRS89.

19 Punkty osnowy szczegółowej poziomej zakładane w sieciach z wykorzystaniem: - obserwacji statycznych z pomiarów satelitarnych GNSS, - pomiarów w ramach systemu ASG-EUPOS, - klasycznych pomiarów metodą poligonizacji, - klasycznych pomiarów metodą wcięć. Zalecana jako optymalna metoda na terenach zurbanizowanych to metoda kombinowana a na terenach rolnych i leśnych z wykorzystaniem statycznych pomiarów GNSS.

20 Warunki przy lokalizacji punktów osnowy szczegółowej poziomej zakładanej w wykorzystaniem GNSS: należy unikać zakryć horyzontu i przeszkód terenowych mogących powodować odbicia sygnałów satelitarnych, w szczególności: budowli, drzew, krzewów, samochodów, punkty nie powinny być projektowane w bezpośrednim sąsiedztwie aktywnych elementów infrastruktury technicznej emitujących fale elektromagnetyczne, w szczególności: nadajników radiowych, linii energetycznych, trakcji kolejowej lub tramwajowej, każdy punkt osnowy szczegółowej powinien mieć określony przynajmniej jeden przestrzenny wektor na sąsiedni, widoczny bez przeszkód punkt sieci.

21 Wyznaczenie wysokości punktów techniką GNSS Przy wyznaczaniu wysokości punktów techniką GNSS wykonuje się nawiązania wysokościowe do co najmniej czterech punktów wysokościowej osnowy geodezyjnej podstawowej. Punkty nawiązania wysokościowego powinny być rozmieszczone równomiernie na obszarze mierzonej sieci.

22 Przy pomiarze osnowy szczegółowej techniką GNSS należy uwzględniać następujące warunki techniczne: 1) pomiar powinien być przeprowadzony w nawiązaniu do punktów podstawowej osnowy geodezyjnej i z wykorzystaniem obserwacji wykonanych na co najmniej trzech stacjach referencyjnych systemu ASG-EUPOS, 2) pomiar sieci należy wykonywać za pomocą zestawu co najmniej trzech odbiorników GNSS, 3) nie mniej niż jedna trzecia wyznaczanych punktów musi posiadać obserwacje wykonane w dwóch niezależnych sesjach pomiarowych, 4) minimalna liczba obserwowanych satelitów nie powinna być mniejsza niż cztery, 5) w opracowaniu numerycznym wykorzystuje się sygnały satelitów znajdujących się powyżej 10 nad horyzontem.

23 oraz dodatkowo można się też posiłkować wytycznymi i poradnikami dot. metodyki pomiarów i postprocessingu np.: Poradnik dla użytkownika ASG-EUPOS, GUGiK, Warszawa 2011: Zalecenia techniczne geodezyjnych pomiarów satelitarnych GNSS, W. Graszka, S. Wajda, A. Oruba, M. Ryczywolski, GUGiK, Warszawa W nich m.in.: - zalecany interwał rejestracji danych satelitarnych GNSS na punkcie wynosi 5 sekund, - zalecana minimalna wysokość anteny nad powierzchnią gruntu wynosi 1,0 m. Zalecenia techniczne geodezyjnych pomiarów satelitarnych GNSS, W. Graszka, S. Wajda, A. Oruba, M. Ryczywolski, GUGiK, Warszawa 2011

24 i inne zalecenia np. : - punkty nawiązania powinny znajdować się na granicach obiektu i w środku i być oddalone o kilkanaście kilometrów, - przy projektowaniu obserwacji należy uwzględnić wytyczne, aby stosunek liczby wektorów niezależnych do liczby punktów wyznaczanych był nie mniejszy od 1,33, - czas trwania obserwacji zależy od warunków oraz użytego sprzętu i technologii pomiaru: dla metody statycznej 30 minut przy zastosowaniu odbiorników dwuczęstotliwościowych i 45 minut przy jednoczęstotliwościowych, dla metody szybkiej statycznej czas obserwacji 5 30 minut dla długości wektorów do 15 km.

25 Obecnie wg standardu Dowiązanie Poziome nawiązanie geodezyjne sieci powinno być wykonane do wszystkich punktów osnowy podstawowej znajdujących się na terenie opracowania. W uzasadnionych przypadkach, przy łączeniu istniejących sieci geodezyjnych, dopuszcza się nawiązanie do punktów osnowy szczegółowej, pod warunkiem że liczba takich nawiązań nie będzie przekraczała 30% ogólnej liczby nawiązań. W celu integracji nowej sieci z istniejącą w terenie osnową do pomiaru należy włączyć punkty kontrolne tej samej klasy o znanych współrzędnych.

26 Obecnie wg standardu Długość sesji pomiarowej Długość sesji pomiarowej, przy założeniu że warunki pomiaru są korzystne, musi być dostosowana do wymaganej dokładności i warunków terenowych na obserwowanych punktach. W przypadku niekorzystnych warunków zalecane jest wydłużenie czasu prowadzenia obserwacji.

27 Centrowanie i poziomowanie Przed rozpoczęciem pomiaru należy zapewnić centryczne ustawienie instrumentu geodezyjnego lub centryczne i poziome ustawienie anteny nad wyznaczanym punktem, z dokładnością nie mniejszą niż 0,005 m. Pomiar wysokości anteny Wysokość anteny nad centrem przy pomiarach techniką GNSS należy określić z dokładnością nie mniejszą niż 0,002 m.

28 Kontrole, obliczenia, wyrównanie Zaleca się wykonanie kontroli wstępnej obserwacji umożliwiającej wykrycie błędów grubych poprzez wyrównanie swobodne sieci z zastosowaniem jednego punktu stałego. Sposób ścisłego wyrównania sieci punktów szczegółowej poziomej osnowy geodezyjnej zależny jest od technologii pomiaru: 1) współrzędne punktów sieci wyznaczanej metodą kombinowaną wyrównuje się, łącząc obserwacje z różnych technik pomiaru; 2) współrzędne punktów sieci wyznaczanej techniką GNSS oblicza się w procesie wyrównania niezależnych wektorów GNSS w układzie przestrzennym; 3) wyrównanie sieci poziomej osnowy szczegółowej pomierzonej metodami klasycznymi wykonuje się na płaszczyźnie odwzorowania, w obowiązującym państwowym systemie odniesień przestrzennych. Wyrównanie osnowy szczegółowej wykonuje się metodą pośredniczącą, wykorzystując zredukowane wyniki obserwacji. Współrzędne płaskie prostokątne oblicza się z wyrównanych współrzędnych geocentrycznych lub geodezyjnych zgodnie z regułami odwzorowawczymi.

29 Adaptacja pomiarów wcześniejszych Do wyrównania sieci mogą być adaptowane obserwacje z dawnych pomiarów, których błąd średni nie przekracza dwukrotnej wartości błędu średniego pomiaru przewidzianego dla modernizowanej osnowy szczegółowej. Wysokości normalne punktów pomierzonych techniką GNSS wyznacza się z różnic pomiędzy wysokościami geodezyjnymi i wielkościami odstępu geoidy niwelacyjnej od elipsoidy odniesienia. Obliczenia należy wykonywać w ramach jednego obowiązującego modelu geoidy.

30 ASG-EUPOS informacje podstawowe Elementy systemu: Stacje referencyjne Centrum zarządzające Użytkownicy Serwisy

31 Stacje referencyjne systemu ASG-EUPOS Jednym z trzech głównych segmentów systemu ASG-EUPOS jest segment odbiorczy. Jego rolą jest zbieranie danych obserwacyjnych do satelitów GNSS i przekazywanie ich w czasie rzeczywistym do Centrum Obliczeniowego. Składa się on z równomiernie rozłożonych na obszarze Polski i państw sąsiadujących stacji referencyjnych GNSS. Zgodnie ze Standardem Technicznym EUPOS przy budowie segmentu odbiorczego przyjęto następujące założenia: średnia odległość pomiędzy stacjami wynosi 70km, do sieci stacji referencyjnych włączone zostały istniejące stacje EPN i IGS, współrzędne stacji wyznaczone zostaną w systemie ETRS89 oraz układach państwowych, w stacjach referencyjnych wykorzystano jedynie precyzyjne dwuczęstotliwościowe odbiorniki GNSS, miejsca zainstalowania stacji referencyjnych wybrano tak, aby zapewnić dogodne warunki obserwacji satelitów GNSS. Krajowe stacje referencyjne w większości zlokalizowane są na budynkach administracji publicznej szczebla wojewódzkiego i powiatowego, placówkach badawczych i budynkach oświaty.

32 Stacje referencyjne systemu ASG-EUPOS

33 Stacje referencyjne systemu ASG-EUPOS

34 Serwisy usługi systemu ASG-EUPOS Rodzaj Nazwa Metoda pomiaru Transmisja danych Zakładana dokładność Minimalne wymagania sprzętowe Serwisy czasu rzeczywistego NAWGEO KODGIS NAWGIS kinematyczna (RTK) kinematyczna (DGPS) Internet, GSM (GPRS) do 0,03 m (poz.) do 0,05 m (pion.) do 0,25 m do 3 m Odbiornik L1/L2 RTK, moduł komunikacyjny Odbiornik L1 DGPS, moduł komunikacyjny Serwisy postprocessingu POZGEO statyczna POZGEO D statyczna, kinematyczna Internet Zależna od warunków pomiarowych (0,01-0,10 m) Odbiornik L1 POZGEO D wykorzystywany przy osnowach szczegółowych

35 Serwisy postprocessingu Wszystkie serwisy postprocessingu systemu ASG-EUPOS dostępne są na stronie: Serwisy postprocessingu przeznaczone są dla użytkowników pracujących z pomiarami statycznymi. Dokładność uwarunkowana jest doborem otoczenia pomiarowego, klasy sprzętu GNSS oraz czasem pomiarów. Serwisy postprocessingu: POZGEO umożliwia wysłanie pliku obserwacyjnego do automatycznych obliczeń. Po pozytywnej weryfikacji przesłanego pliku i wykonaniu obliczeń, użytkownik otrzymuje raport z obliczeń ze współrzędnymi wyznaczanego punktu w obecnie funkcjonujących polskich układach odniesienia. POZGEO D dla użytkowników znających metodykę opracowania obserwacji satelitarnych. Udostępniania pliki obserwacyjne ze stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS oraz utworzonych wirtualnych stacji referencyjnych, na podstawie parametrów zadanych przez użytkownika.

36

37 ********************************************************************************* ASG-EUPOS Serwis POZGEO wersja 1.61 ********************************************************************************* UŻYTKOWNIK :gugik-ao PLIK :POZGEO_TEST2.09o CZAS POBRANIA : :45:49 CZAS OBLICZEŃ : :46:48 RINEX - INFORMACJE Nazwa punktu : KUTN Numer punktu : Kutno Wersja RINEX : 2.10 Program : GPServer Instytucja : Rinex Merge Data : 05-Mar-09 07:31:05 Model anteny : TRM TZGD Numer seryjny ant. : Typ_ABS_1 Wysokość anteny : 0 Początek obserwacji: :0: Tydzień GPS: 1521 sek. GPS: Koniec obserwacji: :29: Tydzień GPS: 1521 sek. GPS: Przykład raportu z obliczeń w serwisie POZGEO systemu ASG-EUPOS ANTENA - INFORMACJE MODEL WYKORZYSTANY: TRM TZGD Numer seryjny: Info antena L1: DeltaE : DeltaN : DeltaUp : Info antena L2: DeltaE : DeltaN : DeltaUp : A. Oruba, Specyfika materiałów przekazywanych do PZGiK z pomiarów przy wykorzystaniu serwisów systemu ASG-EUPOS, GUGiK, Warszawa 2009

38 Lista satelitow w pliku RINEX G20 G2 G32 G12 G29 G14 G9 G5 G31 G30 G4 G24 WYKORZYSTANE STACJE REFERENCYJNE: Nazwa Odległość[m] KUTN LODZ WLOC SOCH SIPC KONI Przykład raportu z obliczeń w serwisie POZGEO systemu ASG-EUPOS WYNIKI OSTATECZNE: Współrzędne kartezjańskie X: Y: Z: mx: my: mz: mp: Współrzędne geograficzne B: 52 13' '' L: 19 22' '' H_el: Układ 1992 X: Y: mx: my: mp: Układ 2000 strefa 2 X: Y: mx: my: mp: A. Oruba, Specyfika materiałów przekazywanych do PZGiK z pomiarów przy wykorzystaniu serwisów systemu ASG-EUPOS, GUGiK, Warszawa 2009

39 Układ 2000 strefa 3 X: Y: mx: my: mp: Układ 1965 strefa 1 X: Y: mx: my: mp: Układ UTM strefa 2 X: Y: mx: my: mp: WYZNACZONE WYSOKOŚCI PUNKTU: Wysokość elipsoidalna: mh: Undulacja : Kronsztadt 86 : mh: Przykład raportu z obliczeń w serwisie POZGEO systemu ASG-EUPOS A. Oruba, Specyfika materiałów przekazywanych do PZGiK z pomiarów przy wykorzystaniu serwisów systemu ASG-EUPOS, GUGiK, Warszawa 2009

40 Przykład pomiaru i postprocessingu sieci GNSS

41 OPRACOWANIE OSNOWY POZIOMEJ W LGO

42 OPRACOWANIE OSNOWY POZIOMEJ W LGO

43 OPRACOWANIE OSNOWY POZIOMEJ W LGO

44 LINIE BAZOWE WEKTORY WSKAZANE PARY PUNKTÓW

45 c c - WEKTORÓW c SIEĆ GPS OBLICZENIE LINII BAZOWYCH - WEKTORÓW

46 WYZNACZONE LINIE BAZOWE - WEKTORY

47 SIEĆ GPS obserwacje 3 wektory

48 SIEĆ GPS analiza wstępna

49 SIEĆ GPS oczka i niezamknięcia

50 SIEĆ GPS oczka i niezamknięcia

51 SIEĆ GPS Wyniki wyrównania

52 Przykłady szkice sieci satelitarnych

53 Przykład szkicu rozmieszczenia punktów i wektorów wybranej sieci satelitarnej

54 Przykład szkicu rozmieszczenia punktów i wektorów wybranej sieci satelitarnej

55 ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII GPS DO WYZNACZENIA OSNOWY REALIZACYJNEJ OBWODNICY MIASTA WYSZKÓW

56 ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII GPS DO WYZNACZENIA OSNOWY REALIZACYJNEJ OBWODNICY MIASTA WYSZKÓW

57 ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII GPS DO WYZNACZENIA OSNOWY REALIZACYJNEJ OBWODNICY MIASTA WYSZKÓW Punkty nawiązania - POLREF

58 Zakładanie osnów poziomych jako sieci zakładanych metodami kombinowanymi, sieci zintegrowanych

59 Zintegrowana sieć pozioma III klasy powiatu buskiego rys. symboliczny (długie wektory GPS usztywniają konstrukcję sieci poligonowej)

60 SIEĆ KĄTOWO-LINIOWA WZMOCNIONA OBSERWACJAMI GPS Liczba obserwacji 20 Liczba niewiadomych 20-3=17 Liczba obserwacji nadliczbowych 3 Punkt nawiązania

61 SIEĆ KĄTOWO-LINIOWA WZMOCNIONA OBSERWACJAMI GPS Liczba obserwacji 20 Liczba niewiadomych 20-3=17 Liczba obserwacji nadliczbowych 3 Dodatkowe wielkości wyznaczone z pomiaru GPS, które posłużą do wyrównania sieci 12 (6 odległości i 6 azymutów)

62 OPRACOWANIE OSNOWY POZIOMEJ ZINTEGROWANEJ (WEKTORY + NP. KIERUNKI, KĄTY, ODLEGŁOŚCI, PRZEWYŻSZENIA) W LGO

63 OPRACOWANIE OSNOWY POZIOMEJ W LGO

64 OPRACOWANIE OSNOWY POZIOMEJ W LGO

65 OPRACOWANIE OSNOWY POZIOMEJ W LGO Q 11 Q Q Q Q Q

66 OPRACOWANIE OSNOWY POZIOMEJ W LGO Wprowadzone obserwacje TPS + GPS

67 OSNOWY ZINTEGROWANE WYRÓWNANIE ŁĄCZNE NP. WINKALK

68 LITERATURA Kadaj R., Sieci wektorowe GPS z obserwacjami klasycznymi w aspekcie modernizacji państwowych osnów geodezyjnych, Solina 2007 Lamparski J., Navstar GPS. Od teorii do praktyki, Wydawnictwo UWM, Olsztyn 2001 Lamparski J., Świątek K., GPS w praktyce geodezyjnej, Wydawnictwo GALL, 2007 Specht C. M. System GPS, Wydawnictwo Bernardinum, 2007 Śledziński J. Alfabet GPS, seria artykułów w dodatku NAWI do magazynu Geodeta ( ), Warszawa 2005 Rozporządzenie Ministra Administracji i Cyfryzacji z dnia 14 lutego 2012 r. w sprawie osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych (Dz.U. 2012, poz. 352) wraz z załącznikami Zalecenia techniczne geodezyjnych pomiarów satelitarnych GNSS, W. Graszka, S. Wajda, A. Oruba, M. Ryczywolski, GUGiK, Warszawa 2011 Projekt Wytycznych Technicznych G Pomiary satelitarne oparte na systemie precyzyjnego pozycjonowania ASG-EUPOS, 2008 A. Oruba, Specyfika materiałów przekazywanych do PZGiK z pomiarów przy wykorzystaniu serwisów systemu ASG-EUPOS, GUGiK, Warszawa 2009 Poradnik dla użytkownika ASG-EUPOS, GUGiK, Warszawa 2011: Zdunek R., Bosy J., Wykorzystanie systemu ASG-EUPOS do wykonania prac geodezyjnych i kartograficznych, GUGiK, Warszawa 2009: Wykład z Geodezji inżynieryjnej działy wybrane: Zakładanie osnów realizacyjnych jako sieci zintegrowanych, K. Deska, Koszalin 2012 Gumul M., Schmidt A., Wykorzystanie technologii GPS do rejestracji przemieszczeń poziomych wybranego obiektu, praca dyplomowa inżynierska, promotor K. Deska, Koszalin 2012 Kowal K., Książek M., Wykorzystanie technologii GPS do rejestracji przemieszczeń poziomych wybranego obiektu, praca dyplomowa inżynierska, promotor K. Deska, Koszalin 2013 Suchocki Cz., Zakładanie osnów realizacyjnych jako sieci zintegrowanych, Wykład 2, Geodezja inżynieryjna działy wybrane, Koszalin Internet: osnowy szczegółowe realizowane GPS.pdf (dostęp: i )