DOSTĘPNOŚĆ FAZOWYCH ROZWIĄZAŃ GPS/GLONASS PODCZAS GEODEZYJNEJ INWENTARYZACJI DRÓG SZYNOWYCH NA PRZYKŁADZIE LINII TRAMWAJOWEJ GDAŃSKA

Podobne dokumenty
APROKSYMACJA PRZEBIEGU TRASY KOLEJOWEJ NA PRZYKŁADZIE PROSTOLINIOWYCH ODCINKÓW SOMONINO GDAŃSK-OSOWA

KONCEPCJA STACJI MONITORUJĄCEJ AKTYWNE SIECI GEODEZYJNE NA POTRZEBY NAWIGACJI I MONITOROWANIA RUCHU OBIEKTÓW

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

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

Powierzchniowe systemy GNSS

Problem testowania/wzorcowania instrumentów geodezyjnych

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

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

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

Serwisy czasu rzeczywistego: NAWGEO KODGIS NAWGIS

ASG-EUPOS wielofunkcyjny system precyzyjnego pozycjonowania i nawigacji w Polsce

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

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

Techniki różnicowe o podwyższonej dokładności pomiarów

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

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

Wiesław Graszka naczelnik wydziału Szymon Wajda główny specjalista

Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji. Geodezja i geoinformatyka

Precyzyjne pozycjonowanie w oparciu o GNSS

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

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

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

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

Kinematyczne pomiary GNSS na linii kolei wąskotorowej w Koszalinie

Podstawowe pojęcia związane z pomiarami satelitarnymi w systemie ASG-EUPOS

Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji

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

ZAŁOŻENIA I STAN AKTUALNY REALIZACJI

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

Moduły ultraszybkiego pozycjonowania GNSS

Zastosowanie mobilnych pomiarów satelitarnych w projektowaniu i eksploatacji dróg szynowych

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

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

Budowa infrastruktury użytkowej systemu pozycjonowania satelitarnego w województwie mazowieckim

CREDIBILITY OF SATELLITE NAVIGATION RECEIVERS

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

Sieciowe Pozycjonowanie RTK używając Virtual Reference Stations (VRS)

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

Systemy pozycjonowania i nawigacji Navigation and positioning systems

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

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

Ciągłe pomiary satelitarne układu linii tramwajowych w Gdańsku

WIELOFUNKCYJNY SYSTEM PRECYZYJNEGO POZYCJONOWANIA SATELITARNEGO ASG-EUPOS

Wielofunkcyjny system precyzyjnego pozycjonowania satelitarnego ASG-EUPOS

Obszar badawczy i zadania geodezji satelitarnej

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

System ASG-EUPOS stan dzisiejszy i perspektywy rozwoju

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

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

XVII Wyprawa Bari studentów z KNG Dahlta z Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie im. S. Staszica w Krakowie Testy odbiornika Spectra Precision SP60

Pomiary GPS RTK (Real Time Kinematic)

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

Badanie dokładności serwisów precyzyjnego pozycjonowania systemu ASG-EUPOS

Integracja stacji systemu ASG-EUPOS z podstawową osnową geodezyjną kraju

ASG-EUPOS system wspomagania pomiarów satelitarnych i nawigacji

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

Integracja stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS z podstawową osnową geodezyjną kraju

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

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

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

Wykorzystanie ASG-EUPOS do integracji osnowy wysokościowej. Piotr Banasik Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

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

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

Ocena kształtu geometrycznego torów tramwajowych na podstawie pomiarów satelitarnych

Serwisy postprocessingu POZGEO i POZGEO D

Trójwymiarowy model ogrodów BUW i inne przykłady zastosowań nawigacji satelitarnej

AKTUALNY STAN REALIZACJI PROJEKTU ASG+

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

USTALANIE WARTOŚCI NOMINALNYCH W POMIARACH TOROMIERZAMI ELEKTRONICZNYMI

WYZNACZANIE WYSOKOŚCI Z WYKORZYSTANIEM NIWELACJI SATELITARNEJ

Problematyka dostępności sygnałów GNSS na obszarach miejskich Kinga Królikowska, Piotr Banasik

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

Differential GPS. Zasada działania. dr inż. Stefan Jankowski

Inwentaryzacja terenowa i inne zastosowania GPS w pożarnictwie. Jacek Mucha Specjalista GNSS/GIS

Zastosowanie pomiarów GPS do wyznaczania deformacji terenu na obszarze Głównego i Starego Miasta Gdańska

W OPARCIU JEDNOWIĄZKOWY SONDAŻ HYDROAKUSTYCZNY

Koncepcja pomiaru i wyrównania przestrzennych ciągów tachimetrycznych w zastosowaniach geodezji zintegrowanej

Wykorzystanie systemu ASG-EUPOS do wykonania prac geodezyjnych i kartograficznych

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

Pozyskiwanie Numerycznego Modelu Terenu z kinematycznych pomiarów w GPS

OPRACOWANIE DANYCH GPS CZĘŚĆ I WPROWADZENIE DO GPS

TESTOWANIE SERWISÓW I INFRASTRUKTURY TELEINFORMATYCZNEJ AKTYWNEJ SIECI GEODEZYJNEJ ASG-EUPOS

ASG-EUPOS w pracach geodezyjnych i kartograficznych

Przyswojenie wiedzy na temat serwisów systemu GPS i charakterystyk z nimi związanych

Janusz Śledziński. Technologie pomiarów GPS

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

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

Podstawowa osnowa trójwymiarowa jako realizacja ETRS-89

Katedra Geodezji Inżynieryjnej i Budownictwa Kraków,

Lp. Promotor Temat Dyplomant 1. Dr inż. A. Dumalski. Badanie dokładności użytkowej niwelatora cyfrowego 3. Dr inż. A. Dumalski

SYSTEMY INFORMACJI PRZESTRZENNEJ

Ekonomiczne aspekty zastosowania techniki Mobilnych Pomiarów Satelitarnych przy regulacji osi toru

Systemy nawigacji satelitarnej. Przemysław Bartczak

MIERNICTWO GÓRNICZE SYLLABUS

Moduł modelowania i predykcji stanu troposfery projekt ASG+ Budowa modułów wspomagania serwisów czasu rzeczywistego systemu ASG-EUPOS

Rozkład prędkości statków na torze wodnym Szczecin - Świnoujście

Technologia Z-Blade. Analiza techniczna Marzec 2013

ANALIZA PORÓWNAWCZA WYBRANYCH AKTYWNYCH SIECI GEODEZYJNYCH

System ASG-EUPOS stan dzisiejszy i perspektywy rozwoju

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

Transkrypt:

TECHNIKA TRANSPORTU SZYNOWEGO Cezary SPECHT, Władysław KOC, Aleksander NOWAK, Jakub SZULWIC, Jacek SZMAGLIŃSKI, Marcin SKÓRA, Mariusz SPECHT, Marcin CZAPNIK DOSTĘPNOŚĆ FAZOWYCH ROZWIĄZAŃ GPS/GLONASS PODCZAS GEODEZYJNEJ INWENTARYZACJI DRÓG SZYNOWYCH NA PRZYKŁADZIE LINII TRAMWAJOWEJ GDAŃSKA Streszczenie W kształtowaniu układu geometrycznego toru i jego późniejszym utrzymywaniu kluczową rolę odgrywały zawsze klasyczne techniki geodezyjne. Jednak jednym z najpowaŝniejszych problemów z tym związanych jest konieczność operowania w lokalnych układach odniesienia. WiąŜe się to z występującymi na kolei długościami elementów geometrycznych odcinków prostych i łuków kołowych, które obejmują często tak duŝe odległości, Ŝe wizualna ocena ich kształtu jest niemoŝliwa. W tej sytuacji, stosowanie geodezji tradycyjnej wymaga podziału trasy na mniejsze części, które są rozpatrywane oddzielnie. Staje się to źródłem dodatkowych błędów, a całościowa ocena danego układu jest bardzo utrudniona. Alternatywą dla tego rozwiązania moŝe być wykorzystanie precyzyjnych pomiarów satelitarnych opartych o systemy GPS i Glonass. W prezentowanym artykule przedstawiono ocenę moŝliwości wykorzystania dwusystemowych fazowych odbiorników GNSS (GPS/Glonass) dla realizacji pomiaru inwentaryzacyjnego trasy tramwajowej Gdańska. Wykazano, Ŝe zastosowanie rozwiązań GNSS w oparciu o lokalną stację referencyjną moŝe być alternatywnym podejściem - względem pomiarów opartych o sieć ASG-EUPOS (GPS), dla obszarów miejskich. WSTĘP Permanentne obserwacje GNSS realizowane przez wielkoobszarowe satelitarne sieci geodezyjne, w ciągu kilku ostatnich lat uległy przekształceniu w złoŝone systemy teleinformatyczne, oferujące - poza postprocessingowymi serwisami róŝnicowymi - równieŝ korekty przesyłane w czasie rzeczywistym. Pierwszym z etapów ich rozwoju były pasywne systemy narodowe, tworzone na początku lat 90-tych XX wieku równieŝ w naszym kraju [1]. Ewoluowały one od pojedynczych stacji referencyjnych zlokalizowanych w uczelniach wyŝszych do systemów narodowych. Cechowała je autonomiczność stacji, brak standaryzacji w zakresie wykorzystania jednolitego protokołu wymiany danych oraz lokalny charakter wykorzystania. W miarę upływu czasu, systemy pasywne pozyskiwały kolejno funkcje róŝnicowe (GPS) czasu rzeczywistego, stając się strukturami aktywnymi czyli umoŝliwiającymi świadczenie usług DGNSS w czasie rzeczywistym, zapewniając tym samym realizacjom geodezyjnym nowy jakościowo wymiar obsługi inwestycji. Znaczne rozszerzenie strefy działania, wzorem morskich systemów DGPS [7], związane było 3441

z pojawieniem się nowych typów depesz RTCM, poczynając od wersji 2.0 aŝ do aktualnej 3.0 [35], rozwojem modelowania matematycznego poprawek powierzchniowych GPS [27] oraz metod ich transmisji [36]. Pierwsza koncepcja utworzenia sieci permanentnych stacji GNSS w Polsce została opracowana w 1995 roku [2] z inicjatywy Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badań Kosmicznych i Satelitarnych PAN oraz Sekcji Sieci Geodezyjnych Komitetu Geodezji PAN. Po przeanalizowaniu róŝnych aspektów sieci stacji permanentnych, przyjęto załoŝenie, Ŝe powinna ona być siecią wielofunkcyjną, dostosowaną nie tylko do potrzeb geodezyjnych. W wyniku działań róŝnych ośrodków powstawały kolejno po sobie lokalne rozwiązania. W pierwszym etapie uruchomiono stacje na obszarze wybranych aglomeracji (Warszawa, Łódź, Gdańsk) oraz na obszarach intensywnej działalności wydobywczej (Górny Śląsk, Lubińsko-Głogowski Okręg Miedziowy). W dalszej kolejności utworzono sześciopunktową sieć na obszarze Śląska [3]. Powstała równieŝ trzypunktowa sieć na obszarze Trójmiasta [5]. Dominującym trendem światowym początku XXI wieku stało się uruchamianie, przez organy do spraw geodezji poszczególnych państw, aktywnych sieci narodowych z przeznaczeniem oferowania uŝytkownikom odpłatnych lub nieodpłatnych usług (serwisów), w tym równieŝ czasu rzeczywistego [6, 10, 11]. Dołączając do tej grupy, polski Główny Urząd Geodezji i Kartografii podjął się powaŝnego wyzwania realizacji Aktywnej Sieci Geodezyjnej ASG-EUPOS, będącej narodową siecią permanentnych stacji GNSS, oferującą serwisy dla geodezji i nawigacji [3]. Inwestycję przeprowadzoną na obszarze kraju zrealizowano do kwietnia 2008 roku, a zakończyły ją pomyślnie testy serwisów i infrastruktury teleinformatycznej [37]. Aplikacja pomiarów fazowych (geodezyjnych) GNSS dla opracowania metod inwentaryzacji oraz projektowania dróg szynowych natrafia na szereg ograniczeń, z których za zasadnicze naleŝy uznać częściowe ograniczenie odbioru sygnałów GNSS wynikające z tzw. przeszkód terenowych, wpływających na wartość współczynnika geometrycznego DOP. O ile na otwartej przestrzeni obecna konstelacja GPS/Glonass zapewnia bardzo dobrą geometrię segmentu kosmicznego, to w warunkach zurbanizowanych, górzystych bądź leśnych, zaobserwowano okresowe trudności w uzyskaniu precyzyjnego rozwiązania fazowego, czy nawet kodowego [29, 30, 31, 32, 33, 34]. Stąd wynika uzasadniony wniosek, Ŝe pomiary satelitarne muszą być uzupełniane innymi metodami pomiarowymi, niezaleŝnymi od widoczności satelitów. Wstępne analizy i badania wykazują moŝliwość uzupełnienia GNSS pomiarami inercjalnymi (INS) i laserowymi oraz powiązanie tak uzyskanych współrzędnych lokalnych z pomiarami GNSS. Na otwartej przestrzeni umoŝliwi to uzyskanie nadmiarowej informacji pozwalającej uniknąć błędów grubych wyznaczeń GNSS, a w warunkach niekorzystnej geometrii segmentu kosmicznego, bądź braku wystarczającej liczby satelitów, na kontynuowanie pomiarów z wymaganą dokładnością i uzyskanie w ten sposób wysokiej dostępności, niezawodności, ciągłości i wiarygodności wyznaczeń. Zespół zajmujący się badaniami inwentaryzacyjnymi dróg szynowych oraz projektowaniem ich układów geometrycznych został utworzony w Politechnice Gdańskiej i Akademii Marynarki Wojennej w roku 2009, w którego skład weszli pracownicy naukowi katedry inŝynierii Kolejowej i zakładu Geodezji Wydziału InŜynierii Lądowej i Środowiska oraz Instytutu Nawigacji i Hydrografii Morskiej AMW. Pierwsze badania zrealizowano w 2009 roku na 50 kilometrowym odcinku linii kolejowej Kościerzyna-Kartuzy, kolejne dwa pomiary zrealizowano w 2010 roku w centrum Gdańska oraz na trasie Gdańsk-Osowa Kościerzyna. 3442

1a/ 2009, luty, trasa: Kościerzyna- Kartuzy, 50 km linii kolejowej 1b/ 2010, kwiecień, Gdańsk- Gdańsk-Nowy Port, 20 km linii kolejowej Rys. 1. Pomiary dróg szynowych zrealizowanych w latach: 2009-2010. 1c/ 2010, listopad, trasa: Gdańsk Osowa - Kościerzyna 60 km Dla wyznaczenia współrzędnych przebiegu trasy kolejowej, w latach 2009-2010, wykorzystywano róŝne konfiguracje fazowych odbiorników GNSS obejmujące ich liczbę i rozmieszczenie na platformie pomiarowej. Pierwsze z pomiarów (2009 r.) wykorzystywały układ 4 urządzeń GPS umieszczonych w równoległoboku bezpośrednio nad kołami wózka pomiarowego (rys. 1.a). Badania te wykazały iŝ decydującym elementem o dokładności wyznaczeń współrzędnych były przesłony terenowe (dostępność pozycji z błędami poniŝej 5 cm wynosiła ok. 50%). W kolejnych pomiarach, w roku 2010 r., poszukując optymalnej lokalizacji instrumentów, rozmieszczono 3 odbiorniki systemu GPS w diametralnej wózka pomiarowego Próby wykazały zbliŝone dostępności i dokładności segmentu kosmicznego GPS dla wszystkich jednostek pomiarowych, lecz nadal poziom uzyskiwanych dostępności wyznaczeń dla wartości błędu pomiaru mniejszego niŝ 5 cm osiągał niezadawalające wartości (ok. 60-70 %). Po szczegółowej analizie warunków realizacji pomiarów zrealizowanych w latach 2009-2010, zdecydowano się gruntownie zweryfikować metodykę, w wyniku której: Zrezygnowano z realizacji pomiarów w czasie rzeczywistym przy wykorzystaniu sieci ASG-EUPOS, ze względu na istniejące przerwy w pracy sieci związane z przesyłaniem korekt pseudoodległościowych GPS. W godzinach południowych znaczna liczba uŝytkowników skutkowała odłączaniem uŝytkowników serwisu pakietowej transmisji danych (GPRS). Niestabilność pracy sieci ASG-EUPOS skłoniła autorów do decyzji o rezygnacji z pomiarów w czasie rzeczywistym. Postanowiono realizować je w postprocessingu, dzięki czemu opracowanie wyników dawało większą swobodę wykorzystania sygnałów róŝnych stacji referencyjnych. Celem podniesienia dokładności wyznaczenia współrzędnych związanych bezpośrednio z dostępną liczbą satelitów GPS, zdecydowano się na realizację pomiarów z wykorzystaniem dwusystemowych odbiorników GNSS, wykorzystując w ten sposób sygnały dwóch systemów satelitarnych: GPS i Glonass. Dla wykorzystania odbiorników dwusystemowych zdecydowano się na wykorzystanie lokalnej stacji GPS/Glonass, bowiem sieć ASG-EUPOS nie posiada moŝliwości przesyłania korekt do odbiorników dwusystemowych. Lokalna stacja referencyjna winna był zlokalizowana w rejonie prowadzenia pomiarów (do 10 km). 3443

1. GEODEZYJNA INWENTARYZACJIA LINII TRAMWAJOWEJ GDAŃSKA PRZYGOTOWANIE POMIARÓW W oparciu o powyŝsze załoŝenia, w lutym 2012 zrealizowano kampanię pomiarową inwentaryzacji tras tramwajowych w Gdańsku. Pomiar inwentaryzacyjny trasy kolejowej miasta Gdańska realizowano z wykorzystaniem dwóch odbiorników Leica GS 15 oraz GS 12. Odbiornik Leica VIVA GS-15 z kontrolerem CS-15 oraz GS-12 z kontrolerem CS-15, charakteryzuje dokładność w trybie kinematycznym (pomiar fazowy) w poziomie: 10 mm + 1 ppm (rms) oraz w pionie: 20 mm + 1 ppm (rms). Pomimo tej moŝliwości zespół zdecydował się na realizację badań z wykorzystaniem stacji referencyjnej Politechniki Gdańskiej umoŝliwiającej transmisję poprawek róŝnicowych GPS/GLONASS. Ponadto dokonywano zapisu danych dla postprocessingu. Instalacja odbiorników systemu nawigacyjnego odbyła się w hali zajezdni tramwajowej w Gdańsku Wrzeszczu przy ulicy Wita Stwosza. Anteny odbiorników Leica Viva GS12 i GS15 zostały umieszczone na wózkach z przedwojennych wagonów serii 300 (Rys. 2). Rys. 2. Zestaw pomiarowy z odbiornikami Leica VIVA GS 15 i GS 12 zamontowanymi na wózkach. Pomiar dokładnego ustawienia anten w osi toru tramwajowego został wykonany przy pomocy tachimetru Leica TCRA 1103. Korzystając z funkcji tachimetru zdefiniowana została linia odniesienia wyznaczona przez oś toru tramwajowego. Ustawione lustra w spodarkach zostały ustawione w osi, pomierzone, a następnie ich miejsce zastąpiły anteny. Pierwszy wózek za tramwajem posiadał zamontowany odbiornik GS15, natomiast drugi GS12. Ze względów bezpieczeństwa na skraju drugiego wózka zamontowana została lampa sygnalizacyjno ostrzegawcza. Pomiary toru tramwajowego odbyły się w godzinach nocnych od godziny 23.15 dnia 21 lutego do godziny 04.36 dnia 22 lutego 2012 roku. Wózki były holowane przez zmodernizowany tramwaj Düwag N8C. 3444

Rys. 3. Szkic instalacji odbiorników GNSS na platformach pomiarowych. Kampania pomiarowa z wykorzystaniem linii tramwajowej komunikacji miejskiej, ze względu na wymaganą niską prędkość przejazdu zestawu nie mogła być realizowana w godzinach dziennych. Z tego względu jej realizacja mogła odbyć się jedynie w godzinach wieczornych z uwzględnieniem istniejącego w tych godzinach ograniczonego ruchu. W oparciu o znajomość rozkładu jazdy pozostałych tramwajów zaplanowano trasę przejazdu w sposób opisany w tabeli 1. Tab. 1. Harmonogram przejazdu zestawu pomiarowego przez Gdańsk. L.P. Przystanek Przez Przystanek Odległość Czas Czas przejazdu narastająco 1 Abrahama 0 00:00 23:15 2 Abrahama Oliwa Jelitkowo 6 00:36 23:51 3 Jelitkowo Zaspa Mickiewicza 6 00:36 00:27 4 Mickiewicza Brzeźno Nowy Port 7 00:42 01:09 5 Nowy Port Mar. Pol. Kliniczna 4 00:24 01:33 6 Kliniczna J.z K. Dworzec 2,5 00:15 01:48 7 Dworzec Br. WyŜ. Chełm 3,5 00:21 02:09 8 Chełm Okopowa Stogi Pl. 10 01:00 03:09 9 Stogi Br. WyŜ. Dworzec 8 00:48 03:57 10 Dworzec Opera Abrahama 7 00:42 04:39 11 Abrahama 0 00:00 04:39 Zaplanowana trasę przejazdu przedstawiono na rys. 4. 3445

Rys. 4. Przykładowa trasa przejazdu zestawu pomiarowego po Gdańsku. Oprogramowanie: Google Earth. 2. GEODEZYJNA INWENTARYZACJIA LINII TRAMWAJOWEJ GDAŃSKA WYNIKI Przeprowadzone pomiary na trasie linii tramwajowych Gdańsk w terenie zabudowanym pozytywnie zweryfikowały przyjęte załoŝenia. Na rysunku 5 zaprezentowano funkcję gęstości prawdopodobieństwa błędów wyznaczeń współrzędnych dwóch odbiorników GNSS (GPS/GLONASS) w 2D oraz 3D. Rys. 5. Funkcje gęstości prawdopodobieństwa błędu wyznaczenia pozycji odbiorników GNSS we współrzędnych 2D oraz 3D w pomiarach z roku 2012. Zdumiewającym wydaje się fakt, iŝ odbiornik Leica VIVA umieszczony bliŝej jednostki holowniczej (GNSS1) wyznaczał współrzędne pozycji znacząco dokładniej niŝ drugi z odbiorników Leica system 1200 (GNSS2). Świadczy to niewątpliwie o wpływie jakości technicznej odbiornika (Leica VIVA to najnowszy odbiornik GNSS) na dokładność wyznaczeń. 3446

Przeprowadzone badania wykazały, Ŝe dokładność określenia współrzędnych pozycji w pomiarach 2D osiąga wielkość poniŝej 1 cm dla pomiarów GNSS opartych o dwusystemowe rozwiązanie GPS/Glonass. Rozwiązanie 3D nieznacznie zwiększa wartość oczekiwaną o ok. 1 cm. W ten sposób pozytywnie zweryfikowano przyjęte nowe załoŝenia dla realizacji pomiarów w torze kolejowym. Odbiorniki GNSS uruchomiono niezwłocznie po wyjeździe zestawu z zadaszonej zajezdni a wyłączono, po zakończeniu pomiarów w tym samym miejscu. W tym samym czasie uruchomiono stację referencyjną GNSS Politechniki Gdańskiej zlokalizowaną w rejonie prowadzenia pomiarów. Dane ze stacji umoŝliwiają przeprowadzenie postprocessingu danych korekcji dokładności odbiorników pomiarowych na platformie. W wyniku pomiarów w odbiorniku GNSS nr 1 wyznaczono 15854 współrzędnych, natomiast w odbiorniku GNSS nr 2 określono 16015 wyznaczeń. Podczas pracy odbiorniki przebywały w 3 stanach: Code pomiar kodowy GNSS (GPS/GLONASS) brak rozwiązania fazowego dokładność metrowa, Phase xrtk pomiar fazowy GNSS (GPS/GLONASS) dokładność decymetrowa, Phase pomiar fazowy GNSS (GPS/GLONASS) dokładność centymetrowa. Dostępność poszczególnych technik pomiarowych, przy załoŝeniu wykładniczych rozkładów czasów pracy przedstawiono na poniŝszym rysunku: Rys. 6. Dostępność poszczególnych typów rozwiązań sieciowych odbiorników podczas pomiarów. Badania wykazują, Ŝe występują znaczne róŝnice pomiędzy dostępnością rozwiązań sieciowych obu odbiorników sięgające 11.5 %. Umieszczony bliŝej kabiny wagonu odbiornik statystycznie częściej tracił moŝliwość realizacji rozwiązania sieciowego ze względu na przesłanianie horyzontu prze kabinę tramwaju. PoniewaŜ oba odbiorniki pod względem technicznym naleŝy uznać za identyczne stąd naleŝy wyciągnąć wniosek, iŝ nieduŝa przesłona dla sygnałów GPS/Glonass, pomimo bardzo wysokiej średniej liczby satelitów rejestrowanych podczas obserwacji moŝe być przyczyną wysokiego zmniejszenia dostępności. 3447

Tab. 2. Dostępność typu pomiarów GPS/Glonass podczas badań dla odbiorników GNSS1 i GNSS2. Odbiornik GNSS1 [%] GNSS2 [%] Tylko kod 17.276 27.817 Phase xrtk 1.230 2.222 Faza 81.493 69.959 Znacząca róŝnica w dostępności rozwiązań GPS/Glonass skutkuje koniecznością wskazania obszarów miasta, w których nie było moŝliwe zrealizowane rozwiązania RTK. Na poniŝszym rysunku zobrazowano te części miasta w których zarejestrowano jedynie rozwiązanie kodowe. Na poniŝszym rysunku zestawiono pomiary w trybie kodowym zrealizowane przez oba odbiorniki w odniesieniu do części miasta. Rys. 7. Współrzędne w których zrealizowano pomiary kodowe GNSS podczas realizowanej kampanii (lewy odbiornik GNSS1, prawy odbiornik GNSS2). Oprogramowanie Leica Geo Office 8.2. Rysunek 7 przedstawia pomiary kodowe dla obu wykorzystanych odbiorników. Pomiary te wskazują istnienie obszarów wspólnych, w których utracono rozwiązanie RTK dla systemów GPS/Glonass. Pomimo nieistotnego zróŝnicowania czasu utraty nieoznaczoności rozwiązania GNSS wyraźnie moŝna wskazać wspólne obszary zaistnienia wspomnianej sytuacji. Analiza przyczyn utraty sygnałów GNSS umoŝliwiających uzyskanie rozwiązania fazowego GNSS (GPS/Glonass) prowadzi do konkluzji, iŝ w zabudowie miejskiej moŝliwym jest określenie 4 typów zabudowy skutkujących problemami z rozwiązaniem RTK nawet dla GPS/Glonass i obejmują one następujące typy zabudowy: zróŝnicowany typ niskiej zabudowy przemysłowej połączony z rozwinięta przyległą roślinnością (zadrzewieniem). (rys. 8a), gęsta roślinność (zadrzewienie) przylegające bezpośrednio do wąskich ulic aglomeracji miejskiej, pozbawionych zabudowy budowlanej(rys. 8b), wysoka, zabudowa miejska, pozbawiona roślinności, przylegająca do szerokich ulic (rys. 8c), niska zabudowa miejska przylegająca do bardzo wąskich dróg komunikacyjnych (rys. 8d). 3448

Rys. 8. Typy zabudowy powodujące utratę sygnałów GNSS skutkujących brakiem rozwiązania fazowego GPS/Glonass. Oprogramowanie: Google Earth wraz z Leica Geo Office. Wskazane powyŝej miejsca utraty sygnałów wymagały podjęcia działań zmierzających dla stworzenia dokumentacji fotograficznej typowych dla braku rozwiązania GNSS typów zabudowy. PODSUMOWANIE Prowadzone od kilku lat badania w zakresie kształtowania geometrycznego toru kolejowego pozwoliły na określenie optymalnej metodyki pomiarów. Uzyskiwane dostępności rozwiązań typu kodowego stanowią jednak wciąŝ dość znaczącą cześć wyznaczeń współrzędnych podczas przejazdu. Brak rozwiązania RTK przedstawione dla wspólnych obszarów dla obu odbiorników GNSS jest ściśle związane z przesłonami terenowymi. Częściowym rozwiązaniem pomiarów takich odcinków moŝe być predykacja dogodnej konfiguracji satelitów. Nie wszystkie stacje referencyjne sieci ASG - EUPOS posiadają dwusystemowe odbiorniki, ograniczając moŝliwość przesyłania poprawek tylko do amerykańskiego systemu nawigacyjnego. Wykorzystana stacja referencyjna Politechniki Gdańskiej znajdująca się 2.5 km od stacji referencyjnej GDAN ASG-EUPOS pozwoliła nie tylko na odbiór poprawek dla systemu GPS i Glonass, ale takŝe na opracowanie zebranych danych w postprocessingu duŝego zbioru danych. Dostępność tak blisko połoŝonej stacji, wpłynęły na określenie współrzędnych w pomiarach 2D i 3D na zadowalającym poziomie. BIBLIOGRAFIA 1. Baran W., New National System of Geodetic Coordinates in Poland. Geodezja i Kartografia t. XLIII, z. 1, 1994. 2. Baran L. W., Zieliński J. B., Active GPS Stations as a New Generation of the Geodetic Network. Geodezja i Kartografia, t. XLVII, z. 1-2, 1998. 3449

3. Baran L. W., Oszczak S., Zieliński J. B., Wykorzystanie technik kosmicznych w geodezji i nawigacji w Polsce. Nauka nr 4/2008, 2008. 4. Bosy J., Graszka W., Leonczyk M., ASG-EUPOS The Polish Contribution to The EUPOS Project. Symposium on Global Navigation Satellite Systems, Berlin, 11-14 November 2008. 5. Ciećko A., Oszczak B., Oszczak S., Determination of Accuracy and Coverage of Permanent Reference Stadion DGPS/RTK In Gdynia, Proceedings of the 7th Bilateral Geodetic Meeting Italy-Poland, 22-24 May 2003, Bressanone, Italy, Reports on Geodesy nr 2 (65), 2003. 6. Cord-Hinrich J., SAPOS-Part of a Geosensors Network, Symposium on Global Navigation Satellite Systems. Berlin, 11-14 November 2008. 7. Dziewicki M., Felski A., Specht C., Availability of DGPS Reference Station Signals on South Baltic, Proceedings of the 2nd European Symposium on Global Navigation Satellite Systems GNSS 98, Toulouse, France, 1998. 8. Felski A., Nowak A., Metoda Weryfikacji Systemu Nawigacji Inercjalnej na Okręcie Podwodnym. Zeszyty Naukowe AMW nr 3(178)/2009, AMW, Gdynia, 2009, s.7-16. 9. Glaus R., Geiger A., Müller U., Peels G., Precise Rail Track Surveying. GPS World, May 1, 2004. 10. Hedling G., Jonsson B, Lilje Ch. Lilje M., SWEPOS The Swedish Network of Permanent GPS Reference Station (Status February 2001). FIG Working Week 2001, Seoul Korea, 6-11 May 2001. 11. Koc W., Specht C., Nowak A., Jurkowska A., Chrostowski P., Lewiński L., Bornowski M., Wstępne wyniki badań dostępności sieci ASG-EUPOS podczas inwentaryzacji trasy kolejowej KOŚCIERZYNA KARTUZY. [CD-ROM] Konferencja Naukowo-Techniczna Współczesne Technologie Geoinformatyczne, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Kraków, 2009, 7 s., 3 rys., bibliogr. 4 poz.3. 12. Koc W., Design of rail-track geometric systems by satellite measurement. Journal of Transportation Engineering, Vol. 138, No. 1, January 1, 2012, s. 114-122, 5 rys., 1 tabl., bibliogr. 19 poz. ASCE 13. Landau H., Vollath U., Xiaoming Chen, Virtual Reference Stations versus Broadcast Solutions in Network RTK - Advantages and Limitations, GNSS Conference 2003, Graz, Austria, April 2003. 14. Mintsis G., Basbas S., Papaioannou P., Taxiltaris C., Tziavos I. N., Applications of GPS technology in the land transportation system. European Journal of Operational Research, 152, 2004. 15. Nowak A., MoŜliwości wykorzystania odbiorników GNSS do określenia orientacji przestrzennej pojazdu UGV. Archiwum Geomatyki, Pomiary Satelitarne w Geodezji i Lotnictwie, ISBN 978-83-930010-4-0, 2011, s. 37-49 16. Specht C. wraz z zespołem, Wykonanie testów infrastruktury i usług systemu precyzyjnego pozycjonowania satelitarnego ASG-EUPOS, projekt badawczy na zlecenie Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii w zakresie: Wykonanie testów infrastruktury systemu ASG- EUPOS oraz wykonania testów usług systemu ASG-EUPOS. Konsorcjum naukowe: Politechnika Gdańska/Uniwersytet Warmińsko Mazurski / Akademia Marynarki Wojennej, maj-czerwiec 2008. 17. Wildi T., Glaus R. A., Multisensor Platform for Kinematic Track Surveying, 2nd Symposium on Geodesy for Geotechnical and Structural Engineering. May 21-24, 2002, Berlin. 3450

Autorzy: Cezary SPECHT Akademia Marynarki Wojennej Władysław KOC Politechnika Gdańska Piotr CHROSTOWSKI Politechnika Gdańska Aleksander NOWAK Politechnika Gdańska Jakub SZULWIC Politechnika Gdańska Jacek SZMAGLIŃSKI Politechnika Gdańska Marcin SKÓRA Akademia Marynarki Wojennej Mariusz SPECHT Politechnika Gdańska Marcin CZAPNIK Uniwersytet Gdański 3451