ΣΥΛΛΟΓΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ GIS ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ HEPOS

Transcript

1 ΣΥΛΛΟΓΗ Ε ΟΜΕΝΩΝ GIS ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ HEPOS Γιαννίου Μιχάλης* ρ. ΑΤΜ, Επιστηµονικός Σύµβουλος ΚΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ Α.Ε. Σταυροπούλου Ιφιγένεια ΑΤΜ, Operator του HEPOS Τµήµα Γεωδαιτικών εδοµένων ιεύθυνση Ψηφιακών Συστηµάτων, Υπηρεσιών & Προώθησης Προϊόντων s: 6 ο Πανελλήνιο Συνέδριο HellasGI, Aθήνα, 1

2 Περιεχόµενα παρουσίασης Σκοπός της παρουσίασης Βασική αρχή λειτουργίας των τεχνικών DGPS Υπηρεσίες DGPS που παρέχει το HEPOS Μετρήσεις αξιολόγησης των υπηρεσιών DGPS του HEPOS Επεξεργασία µετρήσεων - υπολογισµός ακρίβειας Πλεονεκτήµατα των τεχνικών DGPS Συµπεράσµατα Σκοπός της παρουσίασης Σκοπός της παρουσίασης είναι : να περιγράψει τις αρχές λειτουργίας των τεχνικών DGPS τις υπηρεσίες DGPS που παρέχει το HEPOS να τεκµηριώσει την ακρίβεια εντοπισµού που επιτυγχάνεται µέσω των υπηρεσιών DGPS του HEPOS να αναδείξει τα πλεονεκτήµατα της χρήσης των υπηρεσιών αυτών. 2

3 Βασική αρχή λειτουργίας των τεχνικών DGPS Οι τεχνικές DGPS αφορούν εντοπισµό µε χρήση ψευδοαποστάσεων (µέτρηση αποστάσεων µε χρήση του κώδικα): = ρ δ δ δ δ δ i i i i i i i PR1 A A + c ta c t + orba + I1A + TA + e1a Ένας µόνιµος σταθµός υπολογίζει διορθώσεις ψευδοαποστάσεων: = ρ δ δ δ δ δ i i i i i i i i PRC1 A PR1A A c ta + c t = orba + I1A + TA + e1a και αποστέλλει αυτές τις διορθώσεις (Single-Base DGPS) προς τους χρήστες, οι οποίοι διορθώνουν τις µετρούµενες από αυτούς ψευδοαποστάσεις, επιτυγχάνοντας έτσι υψηλότερη ακρίβεια εντοπισµού. Για να αποφευχθεί η ελάττωση της ακρίβειας όσο αυξάνει η απόσταση του χρήστη από το σταθµό, αναπτύχθηκε η τεχνική Network-DGPS όπου οι διορθώσεις δεν υπολογίζονται από έναν µόνο σταθµό, αλλά από το σύνολο των σταθµών ενός δικτύου. Υπηρεσίες DGPS που παρέχει το HEPOS Single-Base DGPS: ιορθώσεις οι οποίες υπολογίζονται από τις µετρήσεις ενός από τους 7 σταθµούς του διπλανού σχήµατος. Πανελλαδική κάλυψη. Σύνδεση µέσω GPRS. Ακρίβεια που εξαρτάται από την απόσταση από το ΣΑ. 3

4 Υπηρεσίες DGPS που παρέχει το HEPOS Network-DGPS: ιορθώσεις που προκύπτουν από συνδυασµένη επεξεργασία δεδοµένων όλων των σταθµών του HEPOS. Υψηλή ακρίβεια. Ενιαία ακρίβεια σε όλη τη χώρα. Πανελλαδική κάλυψη. Σύνδεση µέσω GPRS και GSM. Μετρήσεις αξιολόγησης των υπηρεσιών DGPS του HEPOS Πραγµατοποιήθηκαν µετρήσεις πεδίου για τον προσδιορισµό της ακρίβειας που επιτυγχάνεται µε χρήση των υπηρεσιών DGPS του HEPOS για: Εφαρµογές συλλογής δεδοµένων GIS, ενηµέρωση χαρτών κλπ (στατικές µετρήσεις). Κινηµατικές εφαρµογές, όπως αποτύπωση οδικών αξόνων, χωµατόδροµων κλπ (κινηµατικές µετρήσεις). 4

5 Στατικές µετρήσεις ιεξαγωγή µετρήσεων από τέλη Σεπτεµβρίου έως αρχές Οκτωβρίου µετρήσεις σε 11 διαφορετικά σηµεία στους Νοµούς Αττικής και Αχαΐας. Περιγραφή Στατικών Μετρήσεων Εξασφάλιση ανοιχτού ορίζοντα. Εξασφάλιση σταθερότητας µε χρήση τρίποδα. Μετρήσεις µε γεωδαιτικό δέκτη δύο συχνοτήτων. Συνθήκες µέτρησης καλές αλλά όχι απαραίτητα ιδανικές, ώστε να είναι συγκρίσιµες µε πραγµατικές συνθήκες πεδίου. 5

6 Περιγραφή Στατικών Μετρήσεων Προσδιορισµός συντεταγµένων του κάθε σηµείου µε: Single-Base DGPS (και από τους 7 σταθµούς για τη διερεύνηση της επίδρασης απόστασης σταθµού - χρήστη) Network-Based DGPS RTK Χρόνος µέτρησης DGPS σε κάθε σηµείο 6-9 sec. Ο υπολογισµός του σφάλµατος έγινε συγκρίνοντας µε τη λύση RTK ( αληθείς συντεταγµένες). Επεξεργασία Στατικών Μετρήσεων Οριζοντιογραφικό σφάλµα κάθε σηµείου µέτρησης Οριζοντιογραφικό Σφάλµα (m) Network DGPS SB DGPS_098A (4 km) SB DGPS_095A (208 km) SB DGPS_030A (223 km) SB DGPS_076A (234 km) SB DGPS_038A (362 km) SB DGPS_079A (364 km) SB DGPS_019A (365 km) Mέτρηση 1 Mέτρηση 2 Mέτρηση 3 Mέτρηση 4 Mέτρηση 5 Mέτρηση 6 Mέτρηση 7 Mέτρηση 8 Mέτρηση 9 Mέτρηση 10 Μετρήσεις Πεδίου 6

7 Επεξεργασία Στατικών Μετρήσεων Μέσο οριζοντιογραφικό σφάλµα των 8 διαφορετικών τρόπων µέτρησης µε DGPS Network DGPS SB DGPS_098A (4 km) SB DGPS_095A (208 km) SB DGPS_030A (223 km) SB DGPS_076A (234 km) SB DGPS_038A (362 km) SB DGPS_079A (364 km) SB DGPS_019A (365 km) Μέσο Οριζοντιογραφικό Σφάλµα (m) Ακρίβεια στατικών µετρήσεων Τεχνική Single-Base DGPS Η ακρίβεια επηρεάζεται από την απόσταση του χρήστη από το σταθµό από τον οποίο προκύπτουν οι διορθώσεις DGPS. Η χρήση κάποιου σταθµού που βρίσκεται σε µεγάλη απόσταση µπορεί να οδηγήσει σε σφάλµατα που ξεπερνούν το 1 m. Τεχνική Network-DGPS Η απόσταση του χρήστη από το σταθµό αναφοράς του HEPOS δεν επηρεάζει την ακρίβεια. Παρέχει τη µέγιστη ακρίβεια. Από την ανάλυση των στατικών µετρήσεων προέκυψε µέσο οριζοντιογραφικό σφάλµα της τάξης των 0.11 m και σ = m. 7

8 Κινηµατικές Μετρήσεις ιεξαγωγή στις αρχές Οκτωβρίου Κατά µήκος της Παλαιάς Ε.Ο. Αθηνών Πατρών στο τµήµα από ερβένι έως Τράπεζα (µήκος 16 Km). Συνολικό µήκος διαδροµών και στις δύο κατευθύνσεις: 30 Km. Περιγραφή Κινηµατικών Μετρήσεων Περιβάλλον µε ανοιχτό ορίζοντα αλλά και µε εµπόδια. Μετρήσεις µε γεωδαιτικό δέκτη δύο συχνοτήτων. Συνθήκες µέτρησης καλές αλλά όχι απαραίτητα ιδανικές, ώστε να είναι συγκρίσιµες µε πραγµατικές συνθήκες πεδίου. 8

9 Περιγραφή Κινηµατικών Μετρήσεων Στατικά διαστήµατα στην αρχή και το τέλος των διαδροµών. Λήψη στίγµατος Network-DGPS µέσω του HEPOS. Παράλληλη καταγραφή µετρήσεων στη µνήµη του δέκτη (1sec). Ο υπολογισµός του σφάλµατος έγινε συγκρίνοντας µε τη λύση µετεπεξεργασίας των µετρήσεων φάσης ( αληθείς συντεταγµένες). Υπολογισµός του οριζοντιογραφικού σφάλµατος για κάθε εποχή DGPS (ανά 1 sec). Επεξεργασία Κινηµατικών Μετρήσεων Οριζοντιογραφικό σφάλµα κάθε εποχή µέτρησης Οριζοντιογραφικό Σφάλµα (m) Όχηµα εν στάσει Όχηµα εν στάσει 12:30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13:30 Χρόνος UTC Το µέσο οριζοντιογραφικό σφάλµα ανέρχεται σε: 0.18 m για το διάστηµα που το όχηµα ήταν εν στάσει 0.37 m για το διάστηµα που το όχηµα βρισκόταν εν κινήσει. 9

10 Επεξεργασία Κινηµατικών Μετρήσεων Η µειωµένη ακρίβεια του στίγµατος DGPS κατά τη διάρκεια της κίνησης είναι αναµενόµενη και οφείλεται κατά κύριο λόγο: στη µείωση του αριθµού των παρατηρούµενων δορυφόρων στη χειροτέρευση της γεωµετρίας των παρατηρούµενων δορυφόρων στον αυξηµένο θόρυβο των µετρήσεων. Επεξεργασία Κινηµατικών Μετρήσεων Οριζοντιογραφικό σφάλµα της λύσης Network-DGPS. Οριζοντιογραφικό Σφάλµα (m) Όχηµα εν στάσει Όχηµα εν στάσει 12:30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13:30 Χρόνος UTC Τιµές του δείκτη HDOP. HDOP :30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13:30 Χρόνος UTC 10 9 Αριθµός παρατηρούµενων δορυφόρων. Αριθµός δορυφόρων :30 12:40 12:50 13:00 13:10 13:20 13:30 Χρόνος UTC 10

11 Ακρίβεια κινηµατικών µετρήσεων Η ακρίβεια που µπορεί να επιτευχθεί µε χρήση της τεχνική Network- DGPS σε κινηµατικές µετρήσεις: είναι µειωµένη συγκριτικά µε την αντίστοιχη των στατικών µετρήσεων εξαρτάται έντονα από το περιβάλλον των µετρήσεων υπό µέτριες συνθήκες παρατήρησης, δηλ. ελάχιστος αριθµός 5 δορυφόρων HDOP < 4 επιτυγχάνεται µέσο οριζοντιογραφικό σφάλµα καλύτερο από 0.35 m. Πλεονεκτήµατα των τεχνικών DGPS Γενικότερα οι τεχνικές DGPS: Μπορούν να υλοποιηθούν µε απλούστερους και φθηνότερους δέκτες (π.χ. δέκτες GPS για εφαρµογές GIS). Στηρίζονται στις µετρήσεις κώδικα (δεν απαιτείται η διαδικασία επίλυσης ασαφειών φάσης). Μειώνουν το τηλεπικοινωνιακό κόστος µιας σύνδεσης GPRS διότι το δίκτυο αποστέλλει στο χρήστη µικρότερο όγκο δεδοµένων. Ειδικότερα οι χρήστες του HEPOS µπορούν να επωφεληθούν από: την αυξηµένη και οµοιογενή ακρίβεια που εξασφαλίζει η τεχνική Network-DGPS τη µη καταβολή πάγιου τέλους χρήσης τις χαµηλές χρεώσεις των τεχνικών DGPS (0.07 /min έναντι 0.10 /min του RTK). 11

12 Συµπεράσµατα Οι τεχνικές DGPS, εκτός του ότι είναι πιο εύχρηστες και οικονοµικά πιο συµφέρουσες από το RTK, εξασφαλίζουν εύκολα ακρίβεια καλύτερη του µέτρου (sub-meter accuracy). Ειδικότερα όταν χρησιµοποιείται το HEPOS µε την τεχνική Network- DGPS, τότε επιτυγχάνεται ακρίβεια καλύτερη από: 0.20 m για στατικές µετρήσεις 0.35 m για κινηµατικές µετρήσεις. Ευχαριστούµε! 12

13 13