Dostępność poprawek sieciowych w pomiarach GNSS/RTN na Zatoce Gdańskiej, w kontekście określania parametrów ruchu statku



Podobne dokumenty
Precyzyjne pozycjonowanie w oparciu o GNSS

GEOMATYKA program podstawowy. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

Pomiary różnicowe GNSS i serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO, KODGIS, NAWGIS. Artur Oruba specjalista administrator systemu ASG-EUPOS

Serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO KODGIS NAWGIS

Typowe konfiguracje odbiorników geodezyjnych GPS. dr hab. inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

Pomiary różnicowe GNSS i serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO, KODGIS, NAWGIS

Podstawowe pojęcia związane z pomiarami satelitarnymi w systemie ASG-EUPOS

ASG-EUPOS wielofunkcyjny system precyzyjnego pozycjonowania i nawigacji w Polsce

Powierzchniowe systemy GNSS

Pomiary różnicowe GNSS i serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO, KODGIS, NAWGIS

Techniki różnicowe o podwyższonej dokładności pomiarów

Wiesław Graszka naczelnik wydziału Szymon Wajda główny specjalista

System 1200 Newsletter Nr 54 Sieci RTK - Przykłady studialne

ZAŁOŻENIA I STAN AKTUALNY REALIZACJI

Wykorzystanie systemu EGNOS w nawigacji lotniczej w aspekcie uruchomienia serwisu Safety-of-Life

Prędkość uzyskania rozwiązania fazowego GNSS w kontekście wykorzystania aktywnych sieci geodezyjnych do precyzyjnego monitorowania pojazdów

ZESZYTY NAUKOWE WYDZIAŁU ETI POLITECHNIKI GDAŃSKIEJ Nr 6 Seria: Technologie Informacyjne 2008

Serwisy postprocessingu POZGEO i POZGEO D

Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji. Geodezja i geoinformatyka

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/11

Wykorzystanie nowoczesnych technologii w zarządzaniu drogami wojewódzkimi na przykładzie systemu zarządzania opartego na technologii GPS-GPRS.

System ASG-EUPOS stan dzisiejszy i perspektywy rozwoju

Wykorzystanie systemu ASG-EUPOS do wykonania prac geodezyjnych i kartograficznych

ASG-EUPOS Serwisy czasu rzeczywistego

WIELOFUNKCYJNY SYSTEM PRECYZYJNEGO POZYCJONOWANIA SATELITARNEGO ASG-EUPOS

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2011/12

Pomiary statyczne GNSS i serwisy postprocessingu: POZGEO, POZGEO D i POZGEO DF

System ASG-EUPOS stan dzisiejszy i perspektywy rozwoju

Pomiary GPS RTK (Real Time Kinematic)

System informacji przestrzennej w Komendzie Miejskiej w Gdańsku. Rysunek 1. Centrum monitoringu w Komendzie Miejskiej Policji w Gdańsku.

Wielofunkcyjny system precyzyjnego pozycjonowania satelitarnego ASG-EUPOS

Moduły ultraszybkiego pozycjonowania GNSS

Pomiary statyczne GNSS i serwisy postprocessingu: POZGEO, POZGEO D i POZGEO DF

Sieciowe Pozycjonowanie RTK używając Virtual Reference Stations (VRS)

Badanie dokładności serwisów precyzyjnego pozycjonowania systemu ASG-EUPOS

Tabela 1. Udostępnianie danych obserwacyjnych GNSS ze stacji referencyjnych

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2012/2013

Władysław Koc Cezary Specht Piotr Chrostowski. Projektowanie i eksploatacja dróg szynowych z wykorzystaniem mobilnych pomiarów satelitarnych

System 1200 Newsletter Nr 52 Sieci RTK Wprowadzenie

ASG-EUPOS serwisy postprocessingu

Wykorzystanie serwisu ASG-EUPOS do badania i modyfikacji poprawek EGNOS na obszarze Polski

Geotronics Polska jako dostawca nowoczesnych technologii satelitarnych GNSS firmy Trimble do zastosowań pomiarowych, infrastrukturalnych i

Geodezja i Kartografia I stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Problem testowania/wzorcowania instrumentów geodezyjnych

WYTYCZNE TECHNICZNE G-1.12

WPŁYW DŁUGOŚCI CZASU POMIARU TECHNIKĄ RTK GPS W SYSTEMIE ASG-EUPOS NA DOKŁADNOŚĆ WYZNACZANIA WSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTU

ASG-EUPOS system wspomagania pomiarów satelitarnych i nawigacji

ASG-EUPOS w pracach geodezyjnych i kartograficznych

Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji

Janusz Śledziński. Technologie pomiarów GPS

Poprawa dokładności prowadzenia równoległego maszyn i ciągników rolniczych dzięki zastosowaniu serwisu NAWGEO VRS CMR. Agrocom Polska Jerzy Koronczok

WPŁYW KĄTA ODCIĘCIA HORYZONTU NA WYZNACZANIE POZYCJI W TRYBIE RTN GNSS Z SIECIĄ TPI NETPRO ORAZ VRSNET

CZY TWÓJ GPS JEST LEGALNY Z AKTAMI PRAWNYMI ORAZ WYMOGAMI GUGIK? PORADNIK APOGEO

Systemy pozycjonowania i nawigacji Navigation and positioning systems

Poradnik opracował zespół w składzie: Wiesław Graszka, Artur Oruba, Marcin Ryczywolski, Szymon Wajda

Analiza dokładności i dostępności serwisów systemu ASG-EUPOS w nawigacji i transporcie lotniczym

Dokładność pozycji. dr inż. Stefan Jankowski

O technologii pomiarów GPS RTK (Real Time Kinematic)

WIELOFUNKCYJNY SYSTEM PRECYZYJNEGO POZYCJONOWANIA SATELITARNEGO ASG-EUPOS

Koncepcja pomiaru i wyrównania przestrzennych ciągów tachimetrycznych w zastosowaniach geodezji zintegrowanej

Recenzja Rozprawy doktorskiej mgr int Pawła Przestrzelskiego pt.: Sieciowe pozycjonowanie różnicowe z wykorzystaniem obserwacji GPS i GLONASS"

SYSTEMY INFORMACJI PRZESTRZENNEJ

POZGEO-2 - moduł ultraszybkiego pozycjonowania w ramach projektu ASG+

WYKORZYSTANIE POMIARÓW GNSS DO WYZNACZANIA WSPÓŁRZĘDNYCH PODSTAWOWEJ OSNOWY REALIZACYJNEJ NA TERENACH ODDZIAŁYWAŃ GÓRNICZYCH

Wykorzystanie sieci ASG EUPOS w zadaniach związanych z realizacją systemu odniesień przestrzennych

Analiza dokładności modeli centrów fazowych anten odbiorników GPS dla potrzeb niwelacji satelitarnej

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/2011

TECHNOLOGIE. Artykuł recenzowany: Kontrola zasobu geodezyjnego z wykorzystaniem systemu ASG-EUPOS na przykładzie powiatu bolesławieckiego

Algorytm SiRF dekoder i jego wykorzystanie w systemie ASG-EUPOS

Nowoczesne zarządzanie, kontrola i monitoring w Krakowskim Pogotowiu Ratunkowym przy wykorzystaniu satelitarnej techniki GPS

Ultra szybkie pozycjonowanie GNSS z zastosowaniem systemów GPS, GALILEO, EGNOS i WAAS

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/11

Budowa infrastruktury użytkowej systemu pozycjonowania satelitarnego w województwie mazowieckim

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2011/2012

kpt. Mirosław Matusik Brzeźnica, dnia roku

Technologia Z-Blade. Analiza techniczna Marzec 2013

BADANIA DOSTĘPNOŚCI SYSTEMU DGPS NA DOLNEJ ODRZE RESEARCH ON THE AVAILABILITY OF DGPS SYSTEM ON THE LOWER ODRA RIVER

Badania wpływu charakterystyki dokładnościowej korekt różnicowych na poprawne wyznaczenie nieoznaczoności w pozycjonowaniu GNSS-RTK

TRANSCOMP XIV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

AKTUALNY STAN REALIZACJI PROJEKTU ASG+

Magdalena Oleszczuk Wielofunkcyjny system stacji referencyjnych ASG. Acta Scientifica Academiae Ostroviensis nr 30, 69-75

+/- 1,5 cm PLM CONNECT RTK. Sygnał korekcyjny z największą dokładnością w Europie.

Poradnik użytkownika

TRANSCOMP XV INTERNATIONAL CONFERENCE COMPUTER SYSTEMS AIDED SCIENCE, INDUSTRY AND TRANSPORT

Temat pracy dyplomowej Promotor Dyplomant CENTRUM INŻYNIERII RUCHU MORSKIEGO. prof. dr hab. inż. kpt.ż.w. Stanisław Gucma.

PORADNIK UŻYTKOWNIKA

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

Differential GPS. Zasada działania. dr inż. Stefan Jankowski

GNSS ROZWÓJ SATELITARNYCH METOD OBSERWACJI W GEODEZJI

Systemy nawigacji satelitarnej. Przemysław Bartczak

CREDIBILITY OF SATELLITE NAVIGATION RECEIVERS

FastStatic czyli jak wykonać pomiar statyczny

dr inż. Krzysztof Karsznia Zastosowanie technik satelitarnych GNSS w monitoringu strukturalnym

TPI. Systemy GPS, GLONASS, GALILEO Techniki pomiarowe Stacje referencyjne. Odbiorniki GPS/GLONASS Nowości w pozyskiwaniu danych.

Procedura obliczeniowa zakładania osnowy pomiarowej dwufunkcyjnej odbiornikami AZUS Star i AZUS L1Static

CENTRALNY OŚRODEK DOKUMENTACJI GEODEZYJNEJ I KARTOGRAFICZNEJ

ZALECENIA TECHNICZNE

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/2011

Państwowe Szkoły Budownictwa i Geodezji im. H. Łopacińskiego

Transkrypt:

NOWAK Aleksander 1 NAUS Krzysztof 2 Dostępność poprawek sieciowych w pomiarach GNSS/RTN na Zatoce Gdańskiej, w kontekście określania parametrów ruchu statku WSTĘP Uruchomienie w czerwcu 2008 roku Państwowej Aktywnej Sieci Geodezyjnej ASG-EUPOS, a następnie dwóch komercyjnych sieci Leica SmartNet i TPI NETpro, otworzyło nowe perspektywy w dziedzinie precyzyjnych pomiarów satelitarnych. Sieci te oferują między innymi serwis czasu rzeczywistego, w ramach których transmitowane są dane, umożliwiające realizację pomiarów satelitarnych RTK (z ang.: Real Time Kinematic) z dokładnościami na poziomie pojedynczych centymetrów. Kilkuletnie doświadczenia z eksploatacji sieci wskazują, że mimo szerokiej gamy potencjalnych aplikacji, główną grupą użytkowników są geodeci. Statystyki pokazują, że istnieje znikome zainteresowanie mniej dokładnymi pomiarami DGNSS (z ang.: Differential Global Navigation Satellite System) oraz wykorzystaniem aktywnych sieci do zadań takich jak hydrografia, nawigacja, bezpieczeństwo, zarządzanie kryzysowe czy zarządzanie flotą pojazdów. Aplikacje aktywnych sieci geodezyjnych na morzu są limitowane zasięgiem pojedynczych stacji referencyjnych. Praktycznie niemożliwe jest skorzystanie z poprawek sieciowych poza polską częścią Zatoki Gdańskiej, a poprawki od pojedynczych stacji można odbierać na odległościach warunkowanych pokryciem usługą GPRS poszczególnych operatorów telefonii komórkowej, czyli kilkanaście kilometrów od brzegu. To sprawia, że aktywne sieci geodezyjne pozostają poza zainteresowaniem nawigacji morskiej. Są jednak obszary, w których potencjalnie sieci te mogą znaleźć z powodzeniem zastosowanie. Jednym z nich jest precyzyjne określanie parametrów ruchu statków w czasie prób morskich. Tego typu doświadczenia mogłyby odbywać się na obszarach morskich dobrze pokrytych usługą GPRS oraz serwisami sieci aktywnych stacji referencyjnych, takich jak Zatoka Gdańska. Warunkiem jest wysoka dostępność poprawek do pomiarów GNSS, w tym poprawek wypracowywanych przez sieć stacji referencyjnych tzw. RTN (z ang.: Real Time Network). W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących dostępności poprawek sieciowych RTN w pomiarach GNSS realizowanych na obszarze Zatoki Gdańskiej. Ich celem było oszacowanie możliwości praktycznego zastosowania precyzyjnych pomiarów satelitarnych, z wykorzystanie aktywnych sieci geodezyjnych, do określania parametrów ruchu statków. Ponieważ wstępna analiza wykazała, że z trzech funkcjonujących w województwie pomorskim aktywnych sieci najlepsze pokrycie Zatoki Gdańskiej zapewnia Leica SmartNet, badania przeprowadzono pod kątem tej właśnie sieci. Opisano przebieg eksperymentu, zastosowane urządzenia pomiarowe oraz zaprezentowano wyniki przeprowadzonych badań, a także wnioski z nich płynące. 1 AKTYWNE SIECI GEODEZYJNE W chwili obecnej w Polsce funkcjonują trzy aktywne sieci stacji referencyjnych: państwowa Aktywna Sieć Geodezyjna ASG-EUPOS. Dostęp do sieci jest płatny od lipca 2014 r., komercyjna sieć Leica SmartNet, dostępna dla wszystkich użytkowników, którzy posiadają odbiorniki dowolnego producenta i wykupią subskrypcje, komercyjna siec TPI NETpro. Dostęp do usług sieci jest dostępny tylko dla użytkowników, którzy nabili urządzenia firmy Sokkia lub Topcon. 1 Politechnika Gdańska, Katedra Geodezji, 80-233 Gdańsk, ul. Gabriela Narutowicza 11/12. Tel: +48 883 911 654, aleksander.nowak@geodezja.pl 2 Akademia Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte, Instytut Nawigacji i Hydrografii Morskiej, 81-103 Gdynia, ul. Śmidowicza 69. Tel:+48 694 476 456, k.naus@amw.gdynia.pl 7913

Poniżej przedstawiono krótka charakterystykę poszczególnych aktywnych sieci geodezyjnych, z uwzględnieniem możliwości ich wykorzystania na obszarze Zatoki Gdańskiej. 1.1 Państwowa Aktywna Sieć Geodezyjna ASG-EUPOS System precyzyjnego pozycjonowania ASG-EUPOS, czyli Aktywna Sieć Geodezyjna EUPOS, to sieć stacji referencyjnych rozlokowanych na terenie całej Polski, uruchomiona 2 czerwca 2008 r. Jest kierowana przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii. System jest integralną częścią projektu europejskiego EUPOS, który obejmuje również kraje Europy Wschodniej i Środkowej. Przez 24 godz. na dobę, przez 7 dni w tygodniu, oferuje ona serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO, NAWGIS i KODGIS oraz serwisy umożliwiające wykonanie obliczeń w tzw. postprocessing u POZGEO D i POZGEO. Interesującym, z punktu widzenia prowadzonych badań, jest serwis NAWGEO, zapewniający transmisję w czasie rzeczywistym danych, umożliwiających realizację precyzyjnych pomiarów fazowych. Dane te są wypracowywane w oparciu o obserwacje z pojedynczej stacji referencyjnej (wtedy mówimy o tzw. pomiarach RTK z ang.: Real Time Kinematic) lub z grupę stacji wtedy są to pomiary RTN (z ang.: Real Time Network). Poprawki te umożliwiają wyznaczenie współrzędnych punktów w czasie rzeczywistym, z dokładnościami na poziomie pojedynczych centymetrów. ASG-EUPOS składa się z sieci 124 stacji referencyjnych oraz dwóch centrów obliczeniowych. Niestety większość stacji referencyjnych wyposażonych jest jedynie w moduły GPS, czyli nie umożliwiają wykonywania pomiarów w oparciu o oba funkcjonujące globalne systemy nawigacji satelitarnej amerykański GPS i rosyjski GLONASS, czyli tzw. pomiarów GNSS. Obecnie dostępne są jedynie trzy podsieci GPS+GLONASS: podsieć śląsko, podsieć mazowiecka, podsieć pomorska. Dwie pierwsze funkcjonują od początku ASG-EUPOS, natomiast podsieć pomorska została uruchomiona dopiero w połowie maja b.r. Na Rys.1 przedstawiono rozmieszczenie stacji referencyjnych wchodzących w skład sieci. Rys.1. Rozmieszczenie stacji referencyjnych sieci ASG-EUPOS [1] 7914

Rys.2. Przedstawia podsieć pomorskiej GPS+GLONASS, której uruchomienie zostało oficjalnie ogłoszone na stronach ASG-EUPOS 15 maja 2014 r. Rys.2. Pokrycie Zatoki Gdańskiej stacjami referencyjnymi sieci ASG-EUPOS [2] Jak widać na Rys.2., tylko niewielki fragment Zatoki Gdańskiej pokryty jest poprawką sieciową RTN. Oczywiście można też korzystać z poprawek wyliczonych na podstawie obserwacji prowadzonych przez pojedyncze stacje WLAD i GDAN, ale należy pamiętać, że w takim przypadku dokładność wyznaczeń współrzędnych pozycji spada z odległością od stacji referencyjnej. 1.2 Komercyjna sieć Leica SmartNet Komercyjna sieć Leica SmartNet jest to sieć stacji referencyjnych GNSS (wszystkie stacje wyposażone są w moduły GPS+GLONASS), z których pozyskiwane są dane pozwalające na wytworzenie poprawek RTK i RTN dla odbiorników mobilnych. Została ona zbudowana za pomocą urządzeń i oprogramowania Leica Geosystems. Sieć, tak samo jak ASG-EUPOS, świadczy serwisy czasu rzeczywistego i postprocessing u 24 godziny na dobę, przez 7 dni w tygodniu. Dzięki sieci SmartNet użytkownicy mają, oprócz bardzo łatwego dostępu do poprawek, możliwość korzystania z niezawodnych usług sieciowych o wysokiej jakości, gwarantowanych poprzez szeroko rozbudowane centra kontroli i przetwarzania danych. Sieć SmartNet, w przeciwieństwie do ASG-EUPOS nie jest siecią państwową i nie funkcjonuje tylko na obszarze Polski. Jest dostępna w wielu krajach europejskich, Australii, Ameryce Północnej i Rosji. Sieć SmartNet Polska jak na razie składa się z 90 na stałe zainstalowanych stacji, których najwięcej zlokalizowanych jest na pomorzu oraz na terenie województwa łódzkiego. Liczba stacji jest sukcesywnie powiększana, aby mogła pokryć swoim zasięgiem obszar całego kraju. Na Rys.3. przedstawiono rozmieszczenie stacji referencyjnych sieci Leica SmartNet w okolicach Zatoki Gdańskiej, a na Rys.4. rozmieszczenie stacji na terenie całego kraju. Rys. 3. Pokrycie Zatoki Gdańskiej stacjami referencyjnymi sieci Leica SmartNet [3] 7915

Rys.4. Rozmieszczenie sieci stacji referencyjnych sieci Leica SmartNet na terenie Polski [3] 1.3 Komercyjna sieć TPI NETpro TPI NETpro jest to ogólnopolska sieć stacji referencyjnych GPS+GLONASS, która upowszechnia korekty do pomiarów GNSS w czasie rzeczywistym. TPI NETpro świadczy serwisy tylko i wyłącznie dla klientów, którzy zakupili odbiorniki Sokkia bądź też Topcon. TPI NETpro jest częścią ogólnoświatowej sieć TopNET Live, stworzonej przez firmę Topcon. Jest dostępna między innymi w Kanadzie, Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Włoszech. Udostępnia ona poprawki sieciowe RTK (tzw. RTN) do pomiarów wykonanych z wykorzystaniem systemów GPS i GLONASS. W ramach sieci pracuje 117 stacji referencyjnych (Rys.5), wspomaganych przez 15 stacji zagranicznych, znajdujących się na terenie Czech, Ukrainy i Niemiec [4]. Rys. 5. Rozmieszczenie stacji TPI NETpro na terenie Polski, z przykładową oceną rozwiązania [5] 7916

Rys. 6. Pokrycie Zatoki Gdańskiej stacjami referencyjnymi sieci TPI NETpro 1.4 Dokładności wyznaczeń Dokładność wyznaczeń współrzędnych z wykorzystaniem poprawek dystrybułowanych w ramach serwisów aktywnych sieci geodezyjnych, zależy od kilku podstawowych czynników: rodzaju wykorzystywanego serwisu. Najwyższe dokładności uzyskuje się w serwisach umożliwiające realizację wieloczęstotliwościowych pomiarów fazowych. Serwisy udostępniające korekty tylko do pomiarów kodowych, dają dużo niższe dokładności, liczby wykorzystywanych systemów. Pomiary wykorzystujące jednocześnie system GPS i GLONASS będą dokładniejsze, niż pomiary zrealizowane z użyciem tylko jednego systemu, rodzaju wykorzystywanej poprawki. Poprawki sieciowe (wypracowane na podstawie obserwacji z wielu stacji referencyjnych) dają dokładniejsze rozwiązania niż poprawki do pojedynczej stacji, zwłaszcza w sytuacji, gdy odległość do stacji jest duża (większa niż 20 km), techniki pomiaru. Pomiary uśrednione w wielu wyznaczeń będą dokładniejsze, niż pojedyncze. Ponadto, wyższe dokładności uzyskuje się w postprocessing u niż w czasie rzeczywistym, geometrii segmentu kosmicznego. Jest ona charakteryzowana geometrycznymi współczynnikami dokładności DOP (z ang.: Dilution Of Precision), często (nie do końca poprawnie) nazywanymi współczynnikami rozmycia precyzji. Im niższa wartość współczynnika, tym dokładniejszych pomiarów należy się spodziewać. Ogólnie rzecz ujmując, wartości DOP są tym mniejsze, im więcej satelitów i im bardziej równomiernie rozmieszczone są względem pozycji użytkownika. Jeżeli liczba obserwowanych satelitów jest niewielka (4-5) i są ono dodatkowo skupione w jednym obszarze sfery niebieskiej, to błędy wyznaczeń współrzędnych będą większe. Zatem, odpowiedź na pytanie o dokładności wyznaczeń współrzędnych punktu drodze pomiarów satelitarnych z wykorzystaniem aktywnych sieci geodezyjnych, nie jest do końca jednoznaczna. Zakłada się, że w czasie rzeczywistym poprawki sieciowe RTN umożliwiają wykonywanie pomiarów przez dwuczęstotliwościowe fazowe odbiorniki GNSS z dokładnością na poziomie pojedynczych cm. Na stronach poszczególnych operatorów widnieją następujące zakładane wartości błędów: ASG-EUPOS: dokładność wyznaczenia współrzędnych horyzontalnych do 3 cm, dokładność pomiaru wysokości do 5 cm, Leica SmatrNet: dokładność wyznaczenia współrzędnych horyzontalnych do 2 cm, dokładność pomiaru wysokości do 4 cm, TPI NETpro: brak informacji na stronie internetowej. Biorąc pod uwagę fakt, że najlepsze pokrycie obszaru Zatoki Gdańskiej poprawką powierzchniową zapewnia sieć Leica SmartNet (por. Rys. 2, 3 i 6), dystrybuująca w czasie rzeczywistym korekty do 7917

pomiarów zarówno GPS jak i GLONASS, badania przeprowadzono z wykorzystaniem tej właśnie sieci. 1.5 Typy poprawek sieciowych RTN Przed pojawieniem się aktywnych sieci stacji referencyjnych, jedynym typem poprawek do pomiarów fazowych realizowanych w czasie rzeczywistym były poprawki do pojedynczej stacji referencyjnej. Oznacza to, że użytkownik otrzymywał dane wypracowane w oparciu o obserwacje prowadzone przez jedną stację referencyjną. Pomiary realizowane z ich wykorzystaniem określane są mianem RTK. Ich wadą jest to, że dokładności wyznaczeń współrzędnych spadają z odległością od stacji referencyjnej. Powoduje to niejednakowy rozkład błędów w obszarze realizacji zadań pomiarowych. Rozwiązaniem tego problemu było wprowadzenie poprawek sieciowych, zwanych też powierzchniowymi. Dane do obliczenia poprawki pochodzą w tym przypadku z obserwacji z kilku stacji. Rodzi to konieczność istnienia centrum obliczeniowego, odpowiedzialnego za wypracowanie danych, które mają być przesyłane do użytkowników. Proces obliczeniowy dla sieci stacji jest dużo bardziej skomplikowany, niż w przypadku pojedynczej stacji. Stosowane są też różne podejścia do problemu wykorzystania danych rejestrowanych przez poszczególne stacje referencyjne. Stąd też mamy różne typy poprawek sieciowych. Obecnie w sieciach funkcjonujących na terenie Polski stosowane są następujące: MAX (lub MAC), VRS, i-max. Do lipca 2011 r. stosowana była w sieci ASG-EUPOS także poprawka FKP, ale ze względu na małe zainteresowanie użytkowników, została wyłączona. Metoda generowania poprawki typu MAX (lub MAC z ang.: Master and Auxiliary Concept) to jedyna metoda standaryzowana. Pozwala ona odbiornikowi ruchomemu kontrolować rozwiązanie, co oznacza, że może on dobrać metodę obliczeń do okoliczności. W metodzie tej serwer RTK wysyła pełne informacje o surowych obserwacjach oraz współrzędnych stacji referencyjnej, wybranej jako stacja główna. Wszystkie pozostałe stacje znajdujących się w okolicy (lub odpowiedni zbioru stacji), są stacjami pomocniczymi. Serwer RTK przesyła zredukowane nieoznaczoności obserwacji ze stacji pomocniczych (względem stacji głównej) oraz różnice współrzędnych między stacją główną i stacjami pomocniczymi. Na podstawie tych danych odbiornik ruchomy samodzielnie oblicza poprawki do obserwacji, w zależności od miejsca, w którym się znajduje. [5] Metody i-max (z ang.: individual Master and Auxiliary Concept) oraz VRS (z ang.: Virtual Reference Station) są do siebie podobne. Obie są metodami zindywidualizowanymi, co oznacza, że każdy odbiornik ruchomy otrzymuje specyficzne dla swojego położenia poprawki. Zatem w metodach tych odbiornik ruchomy musi przesyłać do serwera RTK informacje o sowim przybliżonym położeniu. Obie metody korzystają z nieupublicznionych algorytmów do generowania poprawek i dlatego nazywane są metodami niestandaryzowanymi. Zarówno w przypadku i-max, jak i VRS serwer RTK oblicza poprawki celem zredukowania wpływu błędów zależnych od odległości. Oznacza to, że rozwiązanie sieciowe nie jest zoptymalizowane pod kątem pozycji odbiornika i może ograniczać uzyskanie właściwego rozwiązania fazowego. Obie metody generują poprawki, które symulują działanie pojedynczej stacji referencyjnej. Oznacza to, że do odbiornika wysyłana jest tylko ograniczona liczba danych (a nie jak w przypadku MAX pełne surowe obserwacje), co może spowodować, iż w pewnych okolicznościach rozwiązanie nieoznaczoności będzie nieosiągalne. Główna różnica między metodami polega na tym, iż w i-max generowane są poprawki dla rzeczywistych stacji referencyjnych, a w VRS dla wirtualnych. Ponieważ poprawki i-max są odniesione do fizycznej stacji referencyjnej, to linia bazowa między główną stacją i pozycją odbiornika ruchomego może być zawsze bezpośrednio pomierzona, a co za tym idzie pomiar może zostać odtworzony i powtórzony. W metodzie VRS odbiornik ruchomy nie odbiera żadnych obserwacji odniesionych do rzeczywistych stacji referencyjnych. Oznacza to, że linia bazowa między wirtualną stacją referencyjną i pozycją odbiornika ruchomego nie może zostać bezpośrednio 7918

pomierzona. Taka sytuacja narusza fundamentalną zasadę geodezyjną, czyli możliwość odtworzenia i powtórzenia pomiaru. Porównanie metod generowania poprawek sieciowych RTN zaprezentowano w Tab.1. Tab. 1. Porównanie metod generowania poprawek sieciowych RTN VRS i-max MAX Dostępność - - + Metoda standaryzowana - - + Maksymalizacja wykorzystania danych satelitarnych - - + Spójność danych - + + Możliwość odtworzenia i powtórzenia pomiaru - + + Minimalizacja błędów zależnych od odległości + + + 2 OPIS PRZEPROWADZONYCH BADAŃ 2.1 Urządzenia pomiarowe Pomiary zrealizowano na Zatoce Gdańskiej w czerwcu 2014 r. Wykorzystano w nich 3 zestawy GNSS RTK zamontowane na dziobie i burtach okrętu: 1 zestaw Leica Viva, składający się z odbiornika GS10, kontrolera CS15 oraz anteny AS10 zamocowany na dziobie okrętu (Rys.7), 2 zestawy Leica 1200, składające się z zintegrowanych odbiorników System 1200 typu SmartAntenna (ATX1230GG) oraz kontrolerów RX1250 zamocowane symetrycznie na prawej i lewej burcie (Rys.8). Rys. 7. Zestaw Leica Viva zamocowany na dziobie okrętu Zestaw Leica 1200 lewa burta Zestaw Leica 1200 prawa burta Rys. 8. Zestawy Leica 1200 zamocowane na prawej i lewej burcie okrętu 7919

Wszystkie odbiorniki pracowały w sieci aktywnych stacji referencyjnych Leica SmartNet. Wykorzystywano poprawki sieciowe typu MAX, i-max i VRS (każdy odbiornik inną) dystrybuowane za pomocą protokołu NTRIP w ramach serwisu NAWGEO. Odbiornik na dziobie wykorzystywał poprawkę typu MAX, odbiornik na prawej burcie i-max, a na lewej VRS. Dostęp do Internetu zapewniały radiomodemy GSM wyposażone w karty SIM sieci PLAY. Odbiorniki wyznaczały współrzędne wykorzystując zarówno amerykański system GPS, jak i rosyjski GLONASS. Antena odbiornika GS10 (na dziobie) została zamocowana na statywie aluminiowym (Rys.7), natomiast odbiorników Systemu 1200 (na obu burtach) na tyczkach z włókna węglowego (Rys.8). 2.2 Przebieg i wyniki eksperymentu Pomiary prowadzono na wodach Zatoki Gdańskiej w czerwcu 2014 r. na trasie między Portami HEL i GDYNIA. Trasę przejścia okrętu w trakcie realizacji pomiarów przedstawiono na Rys.9. Rys. 9. Trasa okrętu na morzu w trakcie realizacji pomiarów W celu określenia dostępności danego typu poprawek sieciowych RTN zdefiniowano następujące stany systemu: stan pracy dostępne jest rozwiązanie fazowe, stan awarii brak rozwiązania fazowego. Zdefiniowanie stanów pracy i awarii pozwoliło określić czasy pozostawiania systemu w poszczególnych stanach. Na tej podstawie obliczono średni czas pomiędzy awariami MTBF (z ang.: Mean Time Between Failures) oraz średni czas do naprawy MTTF (z ang.: Mean Time To Fix) jako: MTBF MTBF 1 n 1 m n i 1 m j 1 X Y i j (1) (2) gdzie: X czas pozostawania w i-tym stanie pracy, i Y czas pozostawania w j-tym stanie awarii, j n liczba stanów pracy, m liczba stanów awarii. 7920

Obliczenie MTBF i MTTF umożliwiło określenie dostępności A (t) danego typu poprawek sieciowych RTN, z następującej zależności: jako: Wyniki przeprowadzonych badań zestawiono w Tab.2. Tab. 2. Porównanie dostępności poprawek sieciowych RTN WNIOSKI MTBF A( t) (3) MTBF MTTF VRS i-max MAX Dostępność 0,899 0,931 0,835 Z przeprowadzonych badań wynika, że najwyższą dostępnością cechowały się poprawki sieciowe typu i-max, następnie VRS, a najniższą MAX. Nie jest to zbyt zaskakujące, jeżeli weźmiemy pod uwagę fakt, że liczba danych przesyłanych w ramach metody MAX jest największa, zatem prawdopodobieństwo uszkodzenia depeszy jest najwyższe. Niemiej jednak, można powiedzieć, że mamy do czynienia z wysoką dostępnością precyzyjnych rozwiązań fazowych GNSS/RTN na polskich wodach Zatoki Gdańskiej. Jest to z pewnością zasługą dobrej konfiguracji stacji referencyjnych sieci Leica SmartNet oraz dobrym pokryciem usługą GPRS operatorów telefonii komórkowej. Należy spodziewać się, że w przypadku pozostałych sieci (ASG-EUPOS i TPI NETpro), wyniki te byłyby dużo gorsze. Wysoka dostępności rozwiązań fazowych otwiera nowe perspektywy dla zastosowania aktywnych sieci geodezyjnych. Wśród potencjalnych aplikacji można by wymienić takie jak: określanie parametrów manewrowych jednostek pływających, określanie poprawek urządzeń nawigacyjnych, prace hydrograficzne, precyzyjne pozycjonowanie, systemy dokujące. Dalsze badania prowadzone będą w kierunku możliwości wykorzystania trzech jednorodnych odbiorników GNSS, pracujących w aktywnej sieci geodezyjnej Leica SmartNet, do precyzyjnego pomiaru parametrów ruchu statku, w tym kątów orientacji przestrzennej kadłuba. Streszczenie W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań dotyczących dostępności poprawek sieciowych RTN (z ang. Real Time Network) w pomiarach GNSS realizowanych na obszarze Zatoki Gdańskiej. Ich celem było oszacowanie możliwości praktycznego zastosowania precyzyjnych pomiarów satelitarnych, z wykorzystaniem aktywnych sieci geodezyjnych, do określania parametrów ruchu statków. Ponieważ wstępna analiza wykazała, że z trzech funkcjonujących w województwie pomorskim aktywnych sieci najlepsze pokrycie Zatoki Gdańskiej zapewnia Leica SmartNet, badania przeprowadzono pod kątem tej właśnie sieci. Opisano przebieg eksperymentu, zastosowane urządzenia pomiarowe oraz zaprezentowano wyniki przeprowadzonych badań, a także wnioski z nich płynące. Pomiary wykonano na okręcie Marynarki Wojennej na wodach Zatoki Gdańskiej w czerwcu 2014. Rejestracji danych dokonano za pomocą trzech geodezyjnych odbiorników fazowych firmy Leica. Każdy z nich współpracował z siecią Leica SmartNet, ale odbierał inny typ poprawek sieciowych RTN. Zarejestrowane obserwacje opracowano pod kątem dostępności rozwiązań fazowych. 7921

Real Time Network corrections availability on the Gulf of Gdansk area during GNSS/RTN measurements, in the context of ship s movement parameters determination Abstract The article presents the results of experiments on the RTN (Real Time Network) corrections availability on the Gulf of Gdansk area during GNSS measurements. Their goal was to estimate the possibility of practical application of satellite measurement, using active geodetic network, to determine the the ship s movement parameters. Because preliminary analysis showed that of the three existing active networks in Pomeranian, best coverage of the Gulf of Gdansk provides Leica SmartNet, further researches were done with the use of this network. The course of the experiment and the applied measuring equipment were presented. Also the results of experiments and arrived conclusions were described. Measurements were done on the Polish Navy ship at the waters of the Gulf of Gdansk in June 2014. The data were recorded with the use of three Leica geodetic phase receivers. Each of them worked in Leica SmartNet network, but received a different type of network corrections. The collected data were analyzed in terms of phase solutions availability. BIBLIOGRAFIA 1. http://www.asgeupos.pl/index.php?wpg_type=syst_descr 2. http://www.asgeupos.pl/index.php?wpg_type=news_show&news_id=178 3. http://pl.smartnet-eu.com/mapa-zasigu_19.htm 4. http://www.tpinet.pl/o-sieci/opis-sieci 5. http://www.cgs.wat.edu.pl 6. http://pl.smartnet-eu.com/poprawki-max_233.htm 7. http://pl.smartnet-eu.com/i-max-oraz-vrs_232.htm 8. Nowak A., Dokładność względna GNSS w kontekście wyznaczenia orientacji przestrzennej UGV, LOGISTYKA 6/2010 9. Nowak A., Możliwości wykorzystania sieci ASG-EUPOS do automatycznego wyznaczania parametrów manewrowych jednostki pływającej, LOGISTYKA 6/2010 10. Nowak A., Możliwości wykorzystania sieci ASG-EUPOS do walidacji okrętowych urządzeń nawigacyjnych, Archiwum Geoamtyki, Pomiary Satelitarne w Geodezji i Lotnictwie, ISBN 978-83-930010-4-0, 2011 11. Nowak A., Możliwości wykorzystania odbiorników GNSS do określenia orientacji przestrzennej pojazdu UGV, Archiwum Geoamtyki, Pomiary Satelitarne w Geodezji i Lotnictwie, ISBN 978-83-930010-4-0, 2011 7922