INŽENIRSKA ZBORNICA SLOVENIJE GNSS IZMERA Boan Sopar Unverza v Lublan, Fakulea za gradbenšvo n geodezo LJUBLJANA, 211
VSEBINA GNSS ssem GPS, GLONASS, GALILEO, BEIDOU, Koordnan ssem, pomembn za GNSS ITRS, ETRS, Vrse opazovan v GNSS kodna, fazna, Dopplereva Vplv na opazovana GNSS, Salno deluoča omreža GNSS EPN, SIGNAL Meode zmere GNSS sačna, RTK, koncep VRS, Obdelava opazovan GNSS Vrednoene kakovos opazovan n na osnov opazovan GNSS določenh koordna očk Prezkus nsrumenov GNSS RTK po ISO 17123 8 sandardu Transformaca koordnanh ssemov
ČAROVNIJA? GNSS are an excellen example of Arhur C. Clarke s famous prncple ha suffcenly advanced echnology s ndsngushable from magc. S. Sen, 21 Obvladovane čarovne ehnologe GNSS e osnova za ohranev/zbolšane kakovos kk sroke ne samo na področu določve položaa
GNSS ssem GPS, GLONASS, GALILEO, BEIDOU V emelh spremenl navgaco n geodezo: vsoka očnos določve položaa n časa, narazpolago neprekneno, na razpolago kerkol na Zeml, delueo v vseh vremenskh pogoh, relavno nzka cena merske opreme, določev položaa v 3D prosoru Po mnogh lasnosh dealn ssem: sgnal pokrva velka področa, avno dosopn, sael delueo samosono.
ZASNOVA SATELITSKEGA NAVIGACIJSKEGA SISTEMA Defnca koordnanega n časovnega ssema Razporedve saelov na rnce Tp opazovan, podpr z usrezno ehnologo Načn določve 3 razsežnega položaa Saele obravnavamo ko dane očke : neprekneno zračunavane položaa saelov, d vdnos saelov Model vplvov na opazovana Podporn ssem: nformace o sanu saelov, sane amosfere
PRINCIP DOLOČITVE POLOŽAJA Trlaeraca v 3 D prosoru 3 razdale od 3 danh očk S T ρ r R
SISTEMI GNSS ameršk NAVSTAR GPS angl. Navgaonal Sysem For Tmng And Rangng NAVSTAR, g Global Posonng Sysem GPS rusk GLONASS rus. Global naya Navgasonnaya Spunkovaya Ssema kask COMPAS/Bedou evropsk Galleo
NAVSTAR GPS Pobudnk za razvo ssema e Mnsrsvo za obrambno ZDA, Začeek lea 1973 v okvru Jon Program Offce Kongres ZDA na zahevo predsednka odobr cvlnouporabo ssema Ssem operaven od 1984 Prakčno uporaben od 1985 V geodez šroko uporablan od 1989 Uvedba GPS v geodezo e naveča revoluca v nen zgodovn
Lasen referenčn ssem: Časovn GPS čas Koordnan ssem WGS 84 Lasnos: GPS 24 saelov razporeenh na 6 ravnn nomnalno 6 ravnn A F, 4 sael na ravnn 1 4 = 24 sa. renuno 32 Ravnne nagnene za 55 glede ld na ekvaoralno ravnno Sredna všna 2 2 km, e=.1, obhodn čas ~11h 58mn Tr noslnavalovana: L1 = fl1 = 1575,42 MHz CDMA L2 = fl2 =1227,6 MHz CDMA L5 = fl3 = 1176,45 MHz CDMA od 28.6.21 Trenuno sane sema: fp://ycho.usno.navy.ml/pub/gps/gpsd.x
GLONASS GLOBAL NAYA NAVIGATSIONNAYA SPUTNIKOVAYA SISTEMA Začeek č ksnovana ob koncu 7 h le 2. sol. 3 poskusn sa. 1982 Prv deluoč sael 1983 Začeek delovana 24.9.1993 Aprla 22 delovalo 8 saelov gospodarske razmere Marca 24 delovalo 11 saelov bolše gospodarske razmere Trenuno deluočh 24 saelov 3 v prprav p
GLONASS Lasen koordnan ssem PZ 9 Paramery Zeml 199 UTC čas Lasnos 24 saelov 21 deluočh dl n 3 nadomesn 3 ravnne, 8 saelov na ravnn = 24 sa. renuno 24 ravnne nagnene pro ekvaoru za 64,8 19.1 km oddalen od Zemle obhodn čas e prblžno 11 ur n 15 mnu r noslna valovana L1 fl1 = 162 + n.5625 MHz FDMA L2 fl2 = 1246 + n.4375 MHz FDMA L3 fl3 = 127.14 MHz CDMA od 211 Trenuno sane sema: hp://www.glonass cener.ru/en/glonass/
GLONASS GLONASS consellaon saus, 9.5.211г. Toal saelles n consellaon Operaonal In commssonng phase In manenance 27 SC 23 SC 1 SC 3 SC Spares In decommssonng phase GLONASS Consellaon Saus a 9.5.211 based on boh he almanac analyss and navgaon messages receved a 1: 9.5.11 UTC n IAC PNT TsNIImash Orb. slo Orb. pl. RF chnl # GC Launched Operaon begns Operaon ends Lfe me monhs Saelle healh saus In almanac In ephemers UTC Commens 1 1 1 73 14.12.9 3.1.1 16.8 + + 1:31 9.5.11 In operaon 2 1 4 728 25.12.8 2.1.9 28.4 + + 1:3 9.5.11 In operaon 3 2 6 715 25.12.6 3.4.7 52.5 + + 8:59 9.5.11 In operaon 4 3 55 71 26.2.11 Flgh Tess 5 1 1 734 14.12.9 1.1.1 16.8 + + 8:59 9.5.11 In operaon 6 1 4 733 14.12.9 24.1.1 16.8 + + 6:37 9.5.11 In operaon 7 1 5 712 26.12.4 7.1.5 76.4 + + 1:31 9.5.11 In operaon 8 1 6 729 25.12.8 12.2.9 28.4 + + 1:31 9.5.11 In operaon 9 2 2 736 2.9.1 4.1.1 8.2 + + 1:3 9.5.11 In operaon 1 2 7 717 25.12.6 3.4.7 52.5 + + 1:3 9.5.11 In operaon
GLONASS 11 2 723 25.12.7 22.1.8 4.5 + + 1:3 9.5.11 In operaon 12 2 11 737 2.9.19 12.1.11 1 82 8.2 + + 8:59 9.5.115 In operaon 13 2 2 721 25.12.7 8.2.8 4.5 + + 8:59 9.5.11 In operaon 14 2 7 722 25.12.7 25.1.8 4.5 + + 8:59 9.5.11 In operaon 15 2 716 25.12.6 12.1.7 52.5 + + 8:59 9.5.11 In operaon 16 2 1 738 2.9.1 11.1.1 8.2 + + 9:3 9.5.11 In operaon 17 3 4 714 25.12.5 31.8.6 64.5 + + 1: 9.5.11 In operaon 18 3 3 724 25.9.8 26.1.8 31.4 + + 1:3 9.5.11 In operaon 19 3 3 72 26.1.7 7 25.11.7 42.44 + + 1:31 9.5.115 In operaon 2 3 2 719 26.1.7 27.11.7 42.4 + + 8:59 9.5.11 In operaon 21 3 4 725 25.9.8 5.11.8 31.4 + + 8:59 9.5.11 In operaon 22 3 3 731 2.3.1 28.3.1 14.2 + + 8:59 9.5.11 In operaon 23 3 3 732 2.3.1 28.3.1 14.2 + + 8:59 9.5.11 In operaon 24 3 2 735 2.3.1 28.3.1 14.2 + + 9:45 9.5.11 In operaon 1 727 25.12.8 17.1.9 8.9.1 28.4 Manenance 3 718 26.1.7 4.12.7 29.11.1 42.4 Manenance 3 726 25.9.8 13.11.8 31.8.9 31.4 Manenance
GLONASS 2.2.26 GLONASS očnos se e v zadnh 3 leh hb zbolšala lšl za fk fakor 5 25 m 1 sgma Seda na nvou očnos GPS Nasledna zbolšava v 211 2.2.27 18 m 1 sgma 2.2.28 15 m 1 sgma 2.2.29 5-7 m 1 sgma
GLONASS Celoen vesolsk segmen zgraen v 21 Modernzacoa konrolnega segmena NovGLONASS K sael zbolšanh lasnos IOV začeek v 21 GLONASS bo nadaleval z oddao FDMA sgnalov Ševlo deluočh saelov DodanCDMA sgnal od začeka GLONASS K generace saelov GLONASS načr za mplemenaco n zbolšane konkurenčnos GLONASS zvezn program podalšan dlš do lea l 22
RAZLOGIZA ZA IZGRADNJO SISTEMA GALILEO Pomanklvos ssemov GPS n GLONASS: zvaalc ssemov ne noso odgovornos za posledce negoova zaneslvos zmerna naančnos Prednos, k h prnaša Galleo odprava odvsnos od ZDA n Ruse neroperablnos z GPS n GLONASS emel GNSS, naančna določev položaev v vsokh mesh skora podvoenega ševla saelov veča nklnaca saelov veča pokros na vsokh zemlepsnh šrnah nove poslovne prložnos
GALILEO Začeek snovana konec 199 Končna č odločev o zgradn marca 22 nabol sofscran GNSS Prvekspermenaln sael GIOVE A, zsrelen 28. decembra 25 Srukurrana uporaba 5 sorev: Open Servce OS brezplačen Commercal Servce CS Publc Regulaed Servce PRS n Safey of Lfe Servce SoL Search And Rescue Servce SAR Prednos pred osalm GNSS: uporabnk ma na volo podaek o kakovos določve položaa Trenuno 4 deluoč sael
GALILEO Koordnan ssem ITRS UTC čas Lasnos: Ssem bo sesavlalo 3 saelov 27 operavnh, 3 rezervn Sael bodo v 3 ravnnah, nagnenh za 56 sopn glede na ekvaor Všna saelov 23 222 km, skora krožna rnca Obhodn čas 14h 7mn Tr noslna valovana 1 sgnalov: E1, fe1 = 1575,42 MHz CDMA E5b, fe5b = 127,14 MHz CDMA E5a, fe5a = 1176,45 MHz CDMA Trenuno sane ssema: hp://www.esa.n/esa cg/ / /
FAZE PROGRAMA GALILEO Faza delovana Faze programa Galleo Faza opredelve Razvo / Faza IOV Faza uvaana / FOC 22 23 24 25 26 27 28 29 21 211 212 213 214 215 216 217 218 219
Galleo Sysem Tes Bed V1 Tesrane krčnh ehnolog 23 Galleo Sysem Tes Bed V2 2 poskusna saela 25 In Orb Valdaon 4 sael n zemelska nfrasrukura Full Operaonal Capably 27 +3 saelov Galleo 213 21
POMEN GALILEA Omogočane sorev, k h narekueo specfčne regonalne n lokalne porebe Dodana mreža opazovalnh posa nadzor kk kakovos sgnala n delovana ssema Nadzorn cenr nformaco posredue uporabnkom Povezava ssema z lokalno nfrasrukuro: povečana naančnos, obveščane o delovanu ssema na manšh območh npr. lealšča Prmeren za prakčno vse aplkace
Zasnovan ko cvln ssem PREDNOSTI GALILEA Tehnološko zasnovan enako ko GPS, na osnov zbrane konselace saelov n zemelskh konrolnh posa pa bo omogočal večo naančnos določana lege ko GPS Zagoavlal bo ud večo pokros na vsokh zemlepsnh šrnah Spreem sgnala bo zaneslveš ud v goso pozdanh območh Zasnovan e ako, da se lahko za določane položaa uporab spreemnk al pa ud spreemnk v kombnac s komunkacskm ssem, ko so GSM, GPRS, UMTS Zagoavla konnurano delovane aplkac n sorev, kar ne vela za GPS
INTEROPERABILNOST GNSS S kombnrano uporabo sgnalov GNSS e položa n očen čas na ravn kakovos, k e bolša kakor samo na osnov enega od GNSS
INTEROPERABILNOST GNSS Na razpolago > 1 saelov, naman 15 hkra nad obzorem Tr frekvence GPS Ne bo kodrana sgnalov GALILEO Inegrea n servsne garance Uporaba sega spreemnka za spreem sgnala Povečane dosopnos sgnala v urbanh področh, zpod mosov Povečane naančnos absolunega določana položaa v realnem času na 1m al bole Kombnaca GNSS pomen 95 % dosopnos sgnala, kar z enmsammssemomne ssemom ne b blodoseglvo
PRIMERJAVA GNSS GPS GLONASS GALILEO COMPASS Ševlo saelov 21 + 3 21 + 3 27 + 3 Ševlo orbalnh ravnn 6 3 3? 3 + 5 GEO Velka polos rnce 266 km 2544 km 296 km? 215 km Obhodn čas 11:58 H 11:15 H 14:7 H? 12:35 H Inklnaca 55 deg 64 deg 56 deg?55deg Masa saela 11 kg IIR 14 kg 7 kg? 22 kg Površna sončnh panelov 14 m2 23 m2 13 m2???
REFERENČNI KOORDINATNI IN ČASOVNI SISTEMI GNSS Nebesen referenčn ssem Teresrčn koordnan ssem Konnenaln referenčn ssem Poznavane geodnamčnega dogaana Globalno Regonalno Lokalno Časovn ssem n časovne skale: kl dnamčn čas defnra ga gbane nebesnh eles, zvezdn čas mera za kon položa očke na Zeml glede na nebesna elesa, amosk čas aomske ure
TEKTONIKA LITOSFERSKIH PLOŠČ Tekonka losferskh plošč e geofzkalna eora, k opsue spremembe položaev losferskh n poasnue e spremembe z relavnm premk posameznh plošč. Celono Zemlno skoro sesavla 2 globalnh losferskh plošč. Evrazska plošča, na kaer lež ud Slovena, e ena večh plošč, pokrva pa celono Evropo n skora celo Azo. Hros premkov očk na Zemln površn, k so posledca premkov losferskh plošč, opsueo knemačn model premkov losferskh plošč. Obsaa več modelov knemake losferskh plošč: NUVEL 1, NNR NUVEL 1, NUVEL 1A, NNR NUVEL 1A, APKIM, REVEL. Razlčne realzace koordnanh sesavov ITRF emelo na razlčnh geofzkalnh modelh.
LITOSFERSKE PLOŠČE GLAVNE
GLOBALNI GEODINAMIČNI MODEL
GLOBALNA RAZPOREDITEV DEFORMACIJ V ZEMELJSKI SKORJI
OGNJENI OBROČ
SODOBNI KOORDINATNI SISTEMI IUGG n IAU sa usanovl IERS Inernaonal Earh Roaon Servce z nalogo vzposavve: Nebesnega koordnanega ssema: ICRS IERS Celesal Reference Sysem Teresrčnega koordnanega ssema: ITRS IERS Terresral Reference Sysem IAG e usanovla podkomso EUREF z nalogo vzposavve evropskega koordnanega ssema: ETRS European Terresral Reference Sysem, EVRS European Vercal Reference Sysem, ESRS European Spaal Reference Sysem, ESLS European Sea Level Servce. EUREF Permanen Nework EPN,
REFERENČNI SISTEMI V GEODEZIJI Globaln geocenrčn absolun eresrčn koordnan ssem: realzran na osnov opazovan geodeske asronome, saelske geodeze, absolune gravmere globalne geodeze Lokaln kvazgeocenrčn relavn asrogeodesk koordnan ssem: realzran na osnov opazovan klasčne eresrčne geodeze
GLOBALNI GEOCENTRIČNI ABSOLUTNI TERESTRIČNI KOORDINATNI SISTEMI Lasnos koordnanh ssemov so dogovorene dogovoren koordnan ssem Naravn koordnan ssem cela Zemla: koordnano zhodšče, orenaca koordnanh os Realzran z: opazovan saelske geodeze: SLR DORIS GNSS opazovan geodeske asronome: VLBI
GLOBALNA OMREŽJA SATELITSKE GEODEZIJE
KOLOCIRANE POSTAJE Posae, na kaerh, v neposredn blžn, operavno deluea dva al več nsrumenov, z možnoso zvaana opazovan s področa saelske geodeze Koordnae očk določene č z vsoko naančnoso č klasčna č al GPS geodeza GPS VLBI SLR DORIS
GLOBALNI GEOCENTRIČNI ABSOLUTNI TERESTRIČNI Č REFERENČNI Č SISTEMI IN SESTAVI Teresrčn referenčn ssem: ITRS, WGS 84, PZ 9, GRS 8, ETRS89 Teresrčn referenčn sesav: ITRF, Regonalne zgosveglobalnh globalnh eresrčnh referenčnh sesavov: ETRF EUREF, SNARF NAREF
INTERNATIONAL TERRESTRIAL REFERENCE SYSTEM ITRS ITRS e sesavlen na osnov predpsov, dogovorov n modelov o: zhodšču, merlu, orenac n časovnh relacah z dogovorenm eresrčnm referenčnm ssemom CTRS Realzaca ITRS e Inernaonal Terresral Reference Frame ITRF, k emel na določvkoordna n hros sprememb koordna posa VLBI, GPS, SLR, DORIS Realzace ITRS so ITRFyy
ITRS DEFINICIJE Izhodšče: ežšče mase celone Zemle, vklučno z ocean n amosfero Enoa: SI, skladno stcg Geocenrc Coordnae Tme Orenaca os: skladna z BIH Bureau Inernaonal de l Heure, orenaca v renuku 1984.. Orenaca v času: zagoovlena zno Ne Roaon pogoem: horzonalna ekonka celone Zemle
ITRF 97 Realzaca na osnov: 141 posa
ITRF 25
ITRF 28 Inernaonal Terresral Reference Frame 28: zadna realzaca ITRS Dnamčen ssem zarad spremnana koordna očk: do 1 cm/leo zarad ekonskh premkov ITRF e defnran z: koordnaamočk očk v referenčnemrenuku 25. vrednosm hros sprememb koordna očk Točnos ITRF28 e 2 3 mm Sovpada zwgs 84 mačen za GPS prblžno na 1 cm hp://rf.ensg.gn.fr
ITRF 28 Realzaca na osnov: 58 očk, 934 posa, 463/117 očk S/J polobla, VLBI 84/9, SLR 76/13, GPS 39/12, DORIS 34/32.
ITRF 28 HORIZONTALNE HITROSTI
ITRF 28 HITROSTI V VIŠINI
EUROPEAN TERRESTRIAL REFERENCE SYSTEM 89 ETRS89 Podkomsa EUREF pr IAG e defnrala evropsk eresrčn referenčn ssemeuropean Terresral Reference Sysem 89 ETRS89 ETRS89 e denčen ITRS v renuku 1989. n e prren na Evrazsko ekonsko ploščo ETRS89 podpra EU n e referenca za vse geografske nformace na ozemlu Evrope Dosedane realzace ETRS89 so ETRFyy: ETRF89, ETRF9, ETRF91, ETRF92, ETRF93, ETRF94, ETRF96, ETRF97, ETRF2
EVRAZIJSKA TEKTONSKA PLOŠČA
WGS 84 Zbrka modelov, vklučno z modelom ežnosnega pola, globalnega geoda, ransformacskh enačb n množce koordna permanennh posa DoD GPS WGS 6 66 72 84 Orgnalno zasnovan na osnov ssema TRANSIT Zadna WGS 84 realzaca emel na GPS opazovanh: G73 v 1994 G873 v 1996 TRS na osnov s saelov GPS oddanh efemerd Sovpada z ITRF na nvou 1 cm Za večno aplkac WGS 84 = ITRF, s em, da e ITRF velko bole realzran na mm bvou.
PZ 9 Osnova za uporabo ssema GLONASS Podoben ssemu WGS 84 Temel na 26 posaah Realzaca na osnov ehnke foografrana zvezdnega ozada saelov, SLR, Dopplereva opazovana, saelska almera Razlkue se od WGS 84 za prbl. 4 cm
GALILEO TERRESTRIAL REFERENCE FRAME GTRF Galleo Geodesy Servce Provder GGSP GGSP Konzorc GFZ, AIUB, ESOC, BKG, IGN Defnca, mplemenaca, vzdrževane GTRF GTRF e kompablen ITRF Sodelovane med IERS, IGS, ILRS GTRF e realzaca ITRS Podobna srukura ko v IGS/GPS: Galleo rnce, Urn ek saelovh ur, Rezula dan v GTRF ITRF
PREDVIDENE LOKACIJE KONTROLNIH POSTAJ GALILEA
GPS SIGNAL Za vsak sael unkaen GPS sgnal GPS sgnal sesavla: dve mkrovalovn nosln valovan L1, L2, merske kode modulrane na nosln valovan, navgacsko sporočlo Nosln valovan: osnovna frekvenca f = 1.23 MHz f L1 =154*f f = 1575.42MHz, f L2 =12*f = 1227.6 MHz Valovane prehaa oblake, odba od obekov n vodnh površn, zausav ga fzčna ovra
NOSILNO VALOVANJE Sredsvo za prenos nformac v oblk kod do uporabnka, Omogoča določev časa poovana sgnala, Svelobna hros * čas poovana sgnala => razdala oddank spreemnk, Desnosučno krožno polarzrano valovane, Obremeneno z Dopplerevm efekom, L1 modulrano s C/A, P n navgacsko kodo, L2 modulrano s P n navgacsko kodo,
MERSKE KODE Lasnos slučanega šuma PRN kode, Unkane za vsak sael, C/A Koda: f C/A =1.23 MHz, λ C/A =293 m, Ponov se vsako ms, P koda: f P =1.23 MHz, λ P =29.3 m, Ponov se na 266.4 dn. Y koda S A on spreem možen z uporabo.. Auxlary OupuChpov AOC
NAVIGACIJSKO SPOROČILO Omogoča č navgaco v realnem času, Oddano vsakh 2 ponovev C/A kode, Dolžna 15 bov, Vsebna navgacskega sporočla: efemerde saela s kaerega e oddano, model urnega eka saelovh ur, nformace o sanu ssema n saela, paramer modela onosfere, almanah vseh saelov.
OPAZOVANJA KODE AVTOKORELACIJA KODE Prmerava spreee n nerne kode, Prdobev časovnega nervala poovana sgnala, Časovn nerval zmeren z dvema urama psevdorazdala, Razdala med saelom n spreemnkom
AVTOKORELACIJA KODE
OPAZOVANJA FAZE Prmerava spreeega n nernega valovana Prdobev časovnega nervala poovana sgnala Določev razdale med saelom n spreemnkom Časovn nerval zmeren z dvema urama Nedoločena psevdorazdala Izmera faze z naančnoso 1% valovne dolžne.1ns Fazna enačba razdale v enoah valovne dolžne: Φ p k = ϕ k ϕ p + N p k 1 = f ρ p k c
NEZNANO ŠTEVILO CELIH VALOV Napomembneša neznanka faznh opazovan, Klučna neznanka za dosegane položaa vsoke očnos, Enačba faznh opazovan: d R Φ = Φ + C + N 1
GPS SPREJEMNIK Ševlne zvedbe NAV, GIS, GEO, voašk šk anena eno al dvofrekvenčna predoačevalec šbek sgnal, šum RF del obdelue sgnal kodnazanka prmerava kod fazna zanka prmerava noslnh valovan mkroprocesor krml spreemnk konrolna enoa omogoča upravlane spreemnka pomnlnk vr energe
GPS SPREJEMNIKI
KOMBINACIJE OPAZOVANJ Kodna, fazna psevdo razdala prsranska ocena za pravo geomersko razdalo, Zmanšanealodsranev al nekaerh vplvov, Prdobev ocene za vrednos nekaerh neznank, Kombnacesh sh pov opazovan: kodnh, faznh fazne razlke Kombnace razlčnh pov opazovan: fazna, kodna, vrednos Dopplereve frekvence Kombnace opazovan razlčnh frekvenc: narrow lane L4, wde lane L5, Iono free L3
FAZNE RAZLIKE Enona odsran pogrešek saelove ure Dvona odsran pogrešek škspreemnkove ure Trona odsran neznano ševlo celh valov k k 1 2 k 1 k 2 vekor vekor vekor A B A B A B
VPLIVI NA GPS OPAZOVANJA Ionosfera Troposfera Trnce n ure saelov Geomera Anene
ZEMLJINA ATMOSFERA Ionosfera Troposfera Refrakcsk koefcen v vakuumu c c 2 c 1 c 3 Razšrane EMV e odvsno od frekvence EMV Uporaba opazovan dveh frekvenc lahko odsran vplv onosfere Uporaba zunanh modelov onosfere občano nso usrezne kakovos Razšrane EMV n odvsno od frekvence EMV. Vplv roposfere lahko skora odsranmo z uporabo merenh vrednos zračnega laka c n Vplv roposfere lahko zračunamo na osnov GPS opazovan
ATMOSFERA = TROPOSFERA + IONOSFERA Vplvonosfere na psevdorazdalo: od1do 15m Vplv roposfere na psevdorazdalo: Vš. ko 9 2 15 1 5 Suha kom. 2.3 m 6.7 m 8.8 m 12.9 m 23.6 m Mokra kom..2 m.8 m.8 m 1.11 m 2.22 m Tropo. ref. 2.5 m 7.3 m 9.6 m 14. m 25.8 m
IONOSFERA vs. TROPOSFERA IONOSFERA LASTNOST TROPOSFERA 5 5 km Lokaca nad Zemlo 5 km Aomsk ksk O Kemska sesava Dušk N2, ksk O2 naba Elekrčno nevralna Odvsnos od valovne dolžne DA EMV NE DA, več del Š. prosh elekronov TEC: >Sončeva akvnos, >dolžna svelega dneva, > azmu n všnsk ko saela, > geografska šrna opazovalca. Odprav se da z lnearno kombnaco Na refrakco vplva NE > kolčna vodne pare, > zračn lak, > emperaura, > všnsk ko saela.
MODELI IONOSFERSKE REFRAKCIJE Porebn so samo pr enofrekvenčnh č opazovanh. Ionosfersk ploskovn model, Dnevn kosnusn model, Ionosfersk očkovn model, Klobucharev model z navgacskega sporočla odprav 5 6% vplva. Pr dvofrekvenčnh faznh opazovanh vplv prvega reda odsranmo s.. ono free lnearno kombnaco L3 za bazne vekore dolžne do 3km Usvarao se model za odpravo vplva všh redov. Vplv onosfere lahko odpravmo do < 1 mm
TROPOSFERSKA REFRAKCIJA Refrakvnos N določmo z modelom na podlag opazovan T, P, e v roposfer Zgora Essen&Froome Vplv suhega zraka z modelom predsavmo do < 1 mm Vplv vodne pare modelramo z naančnoso neka cm
MODELI TROPOSFERSKE REFRAKCIJE Razlčn model roposferske refrakce so posledca razlčnh prsopov k reševanu negrala vzdolž po razšrana EMV n zpelav zrazov za določevvplva vplva roposfere na sgnale s saelov z razlčnm všnskm ko proekcske komponene. Hopfeldov model, Saasamonenov model, Model Goad&Goodman, Gradenn model, V programskh pakeh prevladuea Hopfeldov n Saasamonenov model.
PRIMERJAVA MODELOV TROPOSFERE Vekor h Hopfeld h brez h Goad h brez h Saasamonen h brez h Nell h brez 1 km.476 m.598 m.6 m.47 m 12 km.72 m.814 m.817 m.691 m Odsopana v všnskh komponenah vplv relavne roposferske refrakce Vekor l Hopfeld l brez l Goad l brez l Saasamonen l brez l Nell l brez 1 km.33 m.41 m.41 m.31 m 12 km.237 m.244 m.245 m.234 m Odsopana v dolžnah baznh vekorev vplv absolune roposferske refrakce Popravk všnske komponene so prece več od popravkov dolžne baznega vekora. Precešne razlke med razlčnm model. Paroma podobn rezula. Vplv absolune refrakce močno narašča z dolžno baznega vekora.
TROPOSFERA IONOSFERA Nabol problemačen e vplv roposferske refrakce posebe mokre komponene, čeprav le a predsavla le 1% po GPS sgnala skoz amosfero oz..2% 2%negove celone po. Vplv amosfere lahko modelramo s cm očnoso. Bolšonaančnos lahkodosežemo dosežemo, če v času merev na sošču mermo meeorološke paramere T, P, e v občan praks se ega ne poslužuemo. Možna e ud obrana po na podlag znanh vplvov amosfere na GPS opazovana lahko določmo kolčno vodne pare v solpcu zraka al pa kolčno TEC v onosfer.
NEZNANO ŠTEVILO CELIH VALOV v = 4 km/s 22 km 1 km 5km 1 km Valovna dolžna = 19 cm => man ko 1 ns
POLOŽAJ SATELITOV Merlo vplva geomere saelov na nebu na naančnos določana položaa e dano s fakor DOP Dluon of Precson VDOP, HDOP, PDOP n GDOP Česo sael blzu skupa, e možno področe, ker se nahaa spreemnk bsveno veče, ko če so bol šroko razporeen po nebu. Rešev e v opazovanu čm več saelov vsa 15 nad horzonom. Nabolš rezula so dosežen z nzkm GDOP, navadno pod 8.
VEČPOTJE MULTIPATH Večpoe vplva na kodna n fazna opazovana. Pogrešek se poav, kadar sgnal ne prspe na aneno samo neposredno, ampakse del sgnala dodano odbe ododbonh površn v blžn anene. Večpoe e naveč pogrešek, k ga e v prmeru GNSSopazovan porebno obravnava. Večpoe e nezogben v večn prmerov GNSS zmere, ker prhaa do odboa GNSS sgnala od obekov, ko so la, zgradbe, vodne površne v blžn spreemnka. Tpčna okolaz vsokm poencalom za mulpah so npr. okolca kovnskh sreh, mokrh dreves, sopnc n žčnah ogra. Sgnal, odb od obeka v blžn, prspe do anene v časovnem zamku glede na sgnal, k prspe do anene drekno
VEČPOTJE MULTIPATH Vplv odboa sgnala e odvsen od: akos sgnala, všnskega koa, lasnos anene n spreemnka er načna obdelave GNSS sgnala. Ker e mulpah odvsen od geomere okolce anene, se v krakemčasovnem območuobnaša kosemačenvplv zarad spremnana geomerske razporedve saelov Problemačen e predvsem za knemačna opazovana.
VEČPOTJE MULTIPATH Vplv večpoa sgnala na fazna opazovana n nkol več od λ/4 za L1 do 4,8 cm, za L2 do 6 cm. Vplv mulpaha na kodna opazovana, znaša do λ/2 Za C/A kodo do 15 mza P kodo do 15 m. Pogrešek zmanšamo: s prmerno oblkovanm anenam opremlenm s.. groundplane al. choke rng anene, prmerno posavvo anene nzko nad lem ehnkam bdelave sgnala sprememba polarzace valovana
VEČPOTJE MULTIPATH Pogrešek mulpaha odvsen od geomerskega razmera: med očko oddae sgnala GNSS anena saela med očko spreema GNSS anena spreemnka med obek, od kaerh se sgnal odba. Ta geomerska razmera določao dodano po, k o prepoue GNSS sgnal zarad odboa od obekov. Brez večpoa b bla a po opredelena ko ravna lna med saelom n spreemnkom, k o opsuemo s pomočo azmua er všnskega koa med saelom n spreemnkom. Ta geomera posane bol zapleena, ko vklučmo še obek, od kaerega se sgnal odba.
OSNOVNI MODEL VEČPOTJA Zakasnev faze e enaka relavn faz z večpoem obremenenega sgnala GNSS anena spreema dva sgnala: dreknega n odbega. Zakasnev faze e funkca všne anene h n koa Rdečepuščceč dlš dalšapo zarad odbonega obekaβ. odboa glede na drekn sgnal. Faza mulpaha e odvsna od valovne dolžne λ.
VELIKOSTI VPLIVOV NA GPS OPAZOVANJA Vplv Trnca saela Ura saela Ionosfera Troposfera Mulpah Kodn Mulpah Fazn Anena Velka prosorska korelranos Absolun vplv 2 5 m 2 1 m.5 >1 m.1.5 m m mm cm mm cm Lokaln vplv Kalbraca skupa: Relavn vplv 1.1 2 ppm. ppm 1 5 ppm 3 ppm m mm cm mm cm 1 2 cm + 1 2 ppm
NAČINI DOLOČITVE POLOŽAJA NA OSNOVI OPAZOVANJ GNSS Na osnov opazovan v GNSS lahko prdobmo: absolun relavn položa Absolun položa e določen na osnov: danh položaev GNSS saelov opazovanh razdal med saelom n spreemnkom Relavn položa e določen na osnov: danh položaev GNSS saelov opazovanh razdal med saelom n spreemnkom relavno na znan položa ene al več očk V obeh prmerh položa emel na razdal med saelom n spreemnkom.
METODE IZMERE GNSS Glede na načn določve položaa: absoluna relavna Glede na dnamko zmere: sačna knemačna Glede na čas prdobve rezulaov: z naknadno obdelavo opazovan obdelava med samo zmero
DELITEV METOD PO NATANČNOSTI sačna meoda GPS zmere knemačne meode z naknadno obdelavo Sop & Go RTK meode GPS zmere Sop & Go absoluna določev položaa na osnov kodnh n faznh opazovan Precse Pon Posonng PPP
STATIČNA METODA GPS IZMERE 1 e nanaančneša meoda zmere, doseglva naančnos 1 cm do vzposavve omreža SIGNAL smo o uporablal za vzposavev koordnane osnove za porebe geodeske zmere po vzposavv omreža SIGNAL e uporaba usmerena v specfčne naloge: naloge z zahevo po naančnos položaa všo od 1 cm geodeza v nženrsvu geodnamčne naloge zvedba zaheva neka logsčne prprave, na zaprh območh z man vdnm GPS sael pa ud planrane
STATIČNA METODA GPS IZMERE 2 obdelavo GPS opazovan deloma naknadno, n možnos zvedbe v realnem času bolš rezula ud zarad možnos uvoza precznh efemerd er drugh paramerov neznano ševlo celh valov N1 e bolše določeno zarad dalše časovne zvedbe opazovan dalš časovn nerval omogočao odsranev določenh vplvov na opazovana, npr. odbo sgnala od obeka angl. mulpah obdelavo deloma lahko ud zbolšamo s spremnanem nasavev popravlane slabše obdelanh vekorev naknadno lahko ugoavlamo pogreške v mrež zaprane fgur z zravnavo mreže dosežemo, da se odsopana razporedo po vse mrež enako krer MNK
KINEMATIČNE METODE IZMERE 1 GPS opazovana obdelamo naknadno, n možnos zvedbe v realnem času bolš rezula ud zarad možnos uporabe precznh efemerd er drugh paramerov neznano ševlo celh valov N1 e bolše določeno zarad dalšega raana opazovan dalš časovn nerval omogočao odsranev določenh vplvov na opazovana, npr. večpoa obdelavo dl deloma lhk lahko ud zbolšamo lš s spremnanem nasavev popravlane slabše obdelanh vekorev naknadnolahkougoavlamopogreške v mrež zaprane fgur z zravnavo mreže dosežemo, da se odsopana razporedo po vse mrež enako krer MNK
DOLOČITEV ABSOLUTNEGA POLOŽAJA IZ KODNIH OPAZOVANJ POINT POSITIONING 5-1 m
RAZDALJA SATELIT SPREJEMNIK Geomerska razdala med saelom n spreemnkom : dl l čb,, 2 2 2 z y x f z Z y Y x X + + = ρ Izrazzarazdaloenelnearna enačba Za uporabo geomerske razdale v lnearnem č dl l ρ maemačnem modelu zravnave lnearzaca Lnearzaca z zazvoem v Taylorevo vrso + Δ ρ Δ ρ Δ ρ = ρ ρ z z Z y y Y x x X
DOLOČITEV ABSOLUTNEGA POLOŽAJA NA OSNOVI KODNIH RAZDALJ 1 NA OSNOVI KODNIH RAZDALJ 1 Opazovana kodna psevdo razdala: Lnearzrana oblka kodne psevdo razdale: T I c d d c P ε + + + + = ρ = cd z z Z y y Y x x X P Δ ρ Δ ρ Δ ρ = ρ Enačbe popravkov v oblk: f l d BΔ v = = + z Z y Y x X P cd z z Z y y Y x x X v = ρ + Δ ρ + Δ ρ + Δ ρ +
DOLOČITEV ABSOLUTNEGA POLOŽAJA NA OSNOVI KODNIH RAZDALJ 2 NA OSNOVI KODNIH RAZDALJ 2 4 kodne razdale od 4 saelov: Δ Δ Δ = z y x Δ ρ ρ ρ = = 3 3 2 2 1 1 3 2 1 P P P f f f f ρ ρ ρ = 3 2 1 d = 3 2 1 P P P l = 3 2 1 v v v v Δ d z ρ ρ 4 4 4 P f f ρ ρ 4 P 4 4 v c z Z y Y x X 1 1 1 ρ ρ ρ ρ ρ ρ c z Z y Y x X c c a a a c a a a z y x z y x 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 1 1 1 ρ ρ ρ ρ ρ ρ = = z Z y Y x X c z Z y Y x X c a a a c a a a z y x z y x z y x 4 4 4 3 3 3 3 3 3 4 4 4 3 3 3 B ρ ρ ρ c z Z y Y x X 4 4 4
DOLOČITEV ABSOLUTNEGA POLOŽAJA NA OSNOVI KODNIH RAZDALJ 3 Za 4 opazovane psevdo razdale prdobmo vekor neznank Δ z rešvossema lnearnhh enačb voblk: BΔ = d l = f Za opazovane večč ko 4 psevdo razdale, dl prdobmo ocenen vekor neznank z rešvo problema zravnave: T T 11 N = B PB = B Pf Δ = N Absolun položa očke lahko prdobmo za vsak renuek opazovan. To pomen, da e na a načn mogoče prdob ud položae v gbanu.
DOLOČITEV ABSOLUTNEGA POLOŽAJA NA OSNOVI FAZNIH RAZDALJ 1 NA OSNOVI FAZNIH RAZDALJ 1 Opazovana fazna psevdo razdala: 1 1 fd N fd + ρ λ = Φ d N Lnearzrana enačba fazne psevdo razdale: 1 cd N = λ ρ λφ 1 cd N z z Z y y Y x x X + λ Δ ρ Δ ρ Δ ρ = ρ λφ Enačba popravka: z Z y Y x X 1 cd N z z Z y y Y x x X v Φ λ = ρ + λ Δ ρ + Δ ρ + Δ ρ +
DOLOČITEV ABSOLUTNEGA POLOŽAJA NA OSNOVI FAZNIH RAZDALJ 2 Za vsak opazovan sael dodana neznanka 4 fazne razdale od 4 saelov 1 N 4 fazne razdale od 4 saelov ρ 2 1 Φ Φ 2 1 2 1 v [ ] T 4 3 2 1 1 1 1 1 d N N N N z y x Δ Δ Δ Δ = λ ρ ρ ρ c z Z y Y x X 1 1 1 1 1 1 ρ ρ ρ = 4 3 2 d Φ Φ Φ = 4 3 2 l = 4 3 2 v v v v λ λ ρ ρ ρ = z Z y Y x X c z Z y Y x X 3 3 3 2 2 2 2 2 2 B λϕ ρ 1 1 1 f λ ρ ρ ρ λ ρ ρ ρ c z Z y Y x X c y 4 4 4 4 4 4 3 3 3 λϕ ρ λϕ ρ λϕ ρ = = 4 4 3 3 2 2 4 3 2 f f f f ρ ρ ρ λϕ ρ f
DOLOČITEV ABSOLUTNEGA POLOŽAJA NA OSNOVI FAZNIH RAZDALJ 3 Za fazna opazovana 4 saelov, v enem renuku, e problem nerešlv: 4 enačbe popravkov n 8 neznank. Za opazovana v dveh renukh mamo 8 enačb popravkovn9 elemenov: Poleg pogreška urnega sana spreemnka d še d +1 Z opazovan v reh renukh 1, 2 n 3 prdobmo 12 enačb, k vsebueo 1 neznank. Problem e ore za 3 renuke opazovan nezdružlv n ga rešmo z zravnavo po meod namanšh kvadraov. Ob zveden ncalzac lahko ud na osnov faznh opazovan prdobmo položa ko funkco časa
DOLOČITEV RELATIVNEGA POLOŽAJA NA OSNOVI FAZNIH RAZDALJ 1 Relavn položa e podan z baznm vekorem Položa očke B glede na položa očke A e dan z: r B = r A + Δr AB Bazn vekor e:, Δr AB Δr AB xb xa ΔxAB = y = Δ B ya y AB zb za Δ zab Relavn položa določamo na osnov kodnh al faznh razdal Venačbah psevdorazdal znan položa referenčne očke Ta načn n prmeren za dosegane naančnos v geodez Določev relavnega položaa emel na enonh, dvonh n ronh faznh razlkah.
DOLOČITEV RELATIVNEGA POLOŽAJA NA OSNOVI FAZNIH RAZDALJ 2 Izhodšče so dvone fazne razlke 1 k k k k k k Ker e : 1 1 k AB k AB k AB N + ρ λ = Φ 1 k AB k AB k AB N λ + = ρ λφ k AB ρ A k A B k B k AB ρ + ρ ρ = ρ ρ Ker e : Lnearzaca vsakegaodšrhčlenov gorne enačbe: AB ρ A A B B AB ρ + ρ ρ ρ ρ B k B k B k k k z Z y Y x X Δ Δ Δ B B B B B B B B k B B B k B B B k B B k B k AB z z Z y y Y x x X z y y x x Δ ρ + Δ ρ + Δ ρ + ρ Δ ρ Δ ρ Δ ρ = ρ ρ A k A A k A k A A k A k A A k k A B B B z z Z y y Y x x X + Δ ρ + Δ ρ + Δ ρ + ρ ρ ρ ρ A A A A A A A A A A z z Z y y Y x x X Δ ρ Δ ρ Δ ρ + ρ
DOLOČITEV RELATIVNEGA POLOŽAJA NA OSNOVI FAZNIH RAZDALJ 3 Položa očke A poznamo, zao vela Enačbapopravka: Δx A = Δy A = Δz A = v k AB k k k + axb ΔxB + ayb ΔyB + axb ΔzB + λn AB1 = λφ AB + ρ ρb ρ + ρa Fazna opazovana 4 saelov, k, l, m za dva renuka opazovan 1 n 2, predsavlao namanše ševlo opazovan, porebnh za prdobev relavnegapoložaa. k k k B k A a a a B = a a a k xb l xb m xb k xb l xb m xb 1 1 1 2 2 2 a a a a a a k yb l yb m yb k yb l yb m yb 1 1 1 2 2 2 a a a a a a k zb l zb m zb k zb l zb m zb 1 1 1 2 2 2 λ λ λ λ λ λ ΔxB Δ y B Δ zb Δ = k N AB 1 l N AB 1 m N 1 AB f k f AB 1 l f AB 1 m f = AB 1 k f AB 2 l f AB 2 m f 2 AB
KAKOVOST REZULTATOV GPS IZMERE meoda GPS zmere p GPS spreemnka n anene p opravlenh opazovan programska oprema za obdelavo opazovan presoa srokovnaka o usreznos opravlenh posopkov zmere er obdelave opazovan kakovos v vseh fazah do prdobve koordna očk v želenem koordnanem ssemu
LASTNOSTI OBDELAVE GPS OPAZOVANJ klučna faza pr zvedb proeka GPS zmere zagoavlane pogoev za odkrvane grobh pogreškov n vplvov na opazovana pomembna e usrezna obravnava vplvov na opazovana cl e prdobev opmalnh rezulaov zmere prdobev nformace o kakovos rezulaov zmere zagoavlane kakovos kk ves čas zvaana zmere zagoavla usrezno kakovos rezulaov zmere
LASTNOSTI OBDELAVE FAZNIH OPAZOVANJ obsežna uporaba ehnk zravnave po meod namanšh kvadraov določev3dkoordna glede na geocenrčn karezčn koordnan ssem ker zvaamo GPS zmero v korakh, poeka ako ud obdelava kompleksnos obdelave podakov e defnrana z želeno kakovoso rezulaov namanš rezula obdelave zravnave faznh GPS opazovan e bazn vekor relavn položa očk
OBDELAVA FAZNIH OPAZOVANJ Ugoden PDOP, za opazovana dalša od 3 mnu, za vekore d<2 km moramo vedno določ neznano ševlo valov ko naravno ševlo V splošnem vela: za vekore d<15km vedno nuno določ neznano ševlo celh valov ko naravno ševlo za vekore 15km<d<5km možno določ neznano ševlo celh valov ko naravno ševlo za opazovana dalša od 3 mnu, za vekore d>5km uporabmo rone fazne razlke Ko e neznano ševlo celh valov uspešno določeno, fazna opazovana prevormo v.. določeno razdalo
VREDNOTENJE KAKOVOSTI REZULTATOV RMS na osnov popravkov opazovan ševlo odsranenh opazovan rezula sasčnh esov na osnov popravkov opazovan popravk prblžnh vrednos neznank a poseror referenčna varanca a poseror kovarančnamarkaneznank p končne rešve fxed al floa er razlke vrednos neznank med rešvam zaneslvos opazovan n neznank
VERIFICIRANJE REZULTATOV pregled sausa saelov skupn časopazovan na kraščh baznega vekora koordnae danh očk všne anen uporablen model roposfere DOP fako prmerava L1, L2 n L3 rešev zračun baznh vekorev v več serah ocena uspešnos določveneznanh ševl celh valov prmerava rezulaov z danm kolčnam
DOLOČITEV NEZNANEGA ŠTEVILA CELIH VALOV 1 napomembneša faza geodeske GNSS zmere sredsvo za dosegane vsoke očnos GNSS zmere maemačn posopek prevorbe sešeh faznh opazovan v razdale z mlmerskoočnosoočnoso v modern geodesk obdelav GNSS opazovan e določev zaneslvega es egaševla celh valovklučna ao a operaca, od kaere e odvsna zaneslvos n očnos rezulaov celone zmere
DOLOČITEV NEZNANEGA ŠTEVILA CELIH VALOV 2 Uspešnos določvee odvsnaod: sopne zaneslvos ločevana geodeskh neznank n neznanh celh valov velkos nemodelranh vplvov na opazovana dolžne baznega vekora dolžne raana opazovan geomere sael spreemnk kakovos podakov opazovan mulpah, cycle slp,... nemodelranh vplvov na opazovana
DOLOČITEV NEZNANEGA ŠTEVILA CELIH VALOV 3 določev a pror vrednos neznanh začenh vrednos za ševlo celh valov uporabo usreznh algormov skana eh neznank ko naravnh ševl uporabo algormov odločana za zbro nabolšh vrednos celh valov esna saska RSS v programskh pakeh se uporabla.. razmere rao, k e kvocen RSS drugen prve nabolšo množco neznanh celh valov
DOLOČITEV NEZNANEGA ŠTEVILA CELIH VALOV 4 neznanke dobro določene v blžn naravnega ševla kraka sera slaba geomera razporedve saelov dolg vekor, neodsranen vplv na opazovana
GEOMETRIJA VALOVNIH FRONT valovne frone faznh opazovan v 2D dve množc vzporednh ln v 3D ploskve mreža se zavr okrog očke, k predsavla prav položa očke
POTREBNO ŠTEVILO OPAZOVANJ Naančnos koordnanh neznank narašča z večanem ševla opazovan Ob uspešn določv ševla celh valov naančnos koordnanh neznank skokovo narase Od akra napre se skora ne povečue več Po zveden ncalzac nadalevane opazovan n več smselno
KONCEPT DGPS Alernava določv relavnega položaa Iz razlke med znanm n renunm položaem referenčne očke določev skupnega vplva na opazovane razdale sael spreemnk, Izračun razlk popravkov razdal sael referenčn spreemnk, Posredovane popravkov moblnemu spreemnku, Mobln spreemnk uporab popravke: Zmanšane velkos vplvov na opazovana Izračun položaa moblnega spreemnka: DGPS na osnov kodnh opazovan RTK na osnov faznh opazovan
DGPS 1 Na referenčn posa A se računa: popravek psevdo razdale PRC: PRC = ρ A RA časovne spremembe popravkov psevdo razdale RRC: RRC PRC A PRCA PRCA = = PRC + RRC popravk psevdo razdal se uporabo na sran moblnega spreemnka B: R B corr = RB + PRC
DGPS 2 Popravk psevdo razdal dlse posredueo moblnemu spreemnku v RTCM formau, Popravk PRC vsebueo: Pogreške spreemnkovh ur, Neodsraene vplve na opazovana onosfere, roposfere, rnc saelov, Kombnaco določve NŠCV Kakovos popravkov se slabša z oddalenoso od referenčne posae er z večanem laence, Popravk PRC povzročo močno prosorsko korelranos položaev Točnos DGPS e 1m/1 km.
GLOBALNI DGPS
EGNOS EUROPEAN NAVIGATION OVERLAY SYSTEM Razv s sran Evropske Vesolske Agence Mšlen ko dopolnlo osalm GNSS ssemom, predvsem za zagoavlane navgacske podpore za lealsk, vodn n kopensk prome Delue na L1 GPS frekvenc, ore e sgnale možno zazna z vsem GPS spreemnk Sesavlen z 3 geosaconarnh saelov n več zemelskh posa
EGNOS 2
WAAS WIDE AREA AUGMENTATION SYSTEM Je ssem, k zbolšue naančnos določve absolunega položaa Razv v Severn Amerk Razv za cvlno rabo, predvsem lealsvo Sesavla ga mreža geosaconarnh saelov n zemelskh posa
WAAS 2
RTK KINEMATIČNA METODA V REALNEM ČASU Nekaer enačo DGPS n RTK Knemačne meode zmere, kombnrane z meodo Sop&Go Baznm n moblnm spreemnkom e vzposavlena komunkacska zveza: radska zveza GSM, GPPRS; UMTS, EDGE preok podakov po GSM al moblnem nerneu Preok podakov: sandard RTCM
RTK: KINEMATIČNA METODA V REALNEM ČASU Po komunkacsk zvez se pošlao: podak faznh opazovan, prdoblen na baznem sošču popravk faznh n kodnh opazovan Obdelava opazovan poeka z broadcas efemerdam možno b blo vklučud ud efemerde IGU, če o frmware nsrumena dovolue Problem: zguba komunkacske zveze, akra uporabmo knemačno meodo zmere z naknadno obdelavo Poav.. Assed GPS A GPS
KAKOVOST PRC V ODDALJENOSTI REFERENČNA POSTAJA ROVER PRC Deanska vrednos vplvov na opazovana Oddan PRC popravek Pogrešek odvsen od oddalenos slabšane kakovos z narašcanem oddalenos Referencn spreemnk Rover Oddalenos
OBMOČJE USTREZNE KAKOVOSTI PRC POPRAVKOV PRI DGPS/RTK PRC mee obmoca Naveca še spreemlva napaka dolocve položaa z DGPS/RTK Referenca Oddalenos
POVEČANJE OBMOČJA SPREJEMLJIVE VELIKOSTI PRC POVEČANJE ŠTEVILA REFERENČNIH POSTAJ PRC Deanske vrednos vplvov na opazovana Inerpolran vrednos vplvov za položa rovera Velkos vplvov na Ref 1 Velkos vplvov na Ref 2 Ref 1 Rover Ref 2 Oddalenos
NAMEM IN CILJI VZPOSTAVITVE OMREŽIJ GNSS Ogrode n prakčna realzaca novega slovenskega državnega koordnanega ssema n osnova državne geonformacske nfrasrukure Povezovane razlčnh koordnanh ssemov Dosop do eresrčnh koordnanh ssemov n nhova prakčna realzaca aca Obravnavane globalnega n lokalnega geodnamčnega dogaana Neprekneno vzdrževane koordnanega ssema Zagoavlane nformac uporabnkom koordnanega ssema Ineroperablnos saelskh ssemov povezovane med koordnanm n navgacskm ssem Vrednoene regonalnh amosferskh pogoev Zagoovev enone referenčne osnove Hz n V oz. enonega k.s.
NAMEM IN CILJI VZPOSTAVITVE OMREŽIJ GNSS Spremlane premkov n df deformac na lokalnem l območu Lokalna/regonalna GNSS permenenna omreža Preučevane lokalnhgeodnamčnhpoavov Analze pred geodnamčnm dogodk, med nm n po nh Ugoavlane sprememb gladne ezer, mor, spremembe nadmorske všne Modelrane poresov Preučevane č norane srukure Zemle preko določve paramerov Roace z GNSS Izdelava geo knemačnega modelaobmoča območa Razvane n vzdrževane hrosnh modelov n s em razvan n vzdrževane geodeskega dauma
NAMEM IN CILJI VZPOSTAVITVE OMREŽIJ GNSS Lž Laž prehod med globalnm l n regonalnm omrež Zagoovev nepreknenh n zaneslvh prosorskh podakov Povečanazaneslvos podakov/opazovan Omogočane naančnh merev s saelsko ehnologo po vse držav zadosue eden referenčn spreemnk Konnuran nadzor nad kakovoso opazovan n sablnoso položaa GPS posa omreža Izvedba merev v realnem času Možnos naknadne obdelave podakov merev Raconalneša zmera Navezava GPS merev na fzčno realzaco k.s. Določevane n zagoavlane precznh efemerd na volo uporabnkom na splen sran IGS
EPN EUREF PERMANENT NETWORK Omreže GNSS posa EPN EUREF Permanen Nework omogoča dosop do ETRS89 EPN omreže salno deluočh referenčnh GPS posa delue ob usrezn znansven podpor Posae v EPN mao: znane naančne koordnae vakualnem ITRFyy, znane naančne koordnae v ETRS89, časovne vrse koordna v akualnem ITRFyy časovne vrse koordna v ETRS89 vekore hros sprememb koordna v akualnem ITRFyy vekore hros sprememb koordna v akualnem ETRS89
EUREF PERMANENT NETWORK 21 vklučenh v EPN 244 posa
PRODUKTI EPN Ocenene hros s prpadaočm negoovosm v posaa GSR1 v Lublan: vn = 2.56 ±.1 mm/y ve =.32 ±.13 mm/y vu =.2 ±.28 mm/y
OMREŽJE SIGNAL Posae v omrežu: 15 v SLO 5 v Ial 5 v Avsr 1 na Madžarskem 7 na Hrvaškem Koordnae posa določene v ETRS89: ETRF96 1995.55 D96
OMREŽJE SIGNAL Omreže GNSS posa SIGNAL Slovena Geodeza Navgaca Lokaca omogoča dosop do ETRS89 Operavno od26 Posae v omrežu SIGNAL mao: znane naančne koordnae v akualnemitrfyy ITRFyy, znane naančne koordnae v ETRS89 1995.55, časovne vrse koordna v akualnem ITRFyy časovne vrse koordna v ETRS89 vekore hros sprememb koordna v akualnem ITRFyy vekore hros sprememb koordna v akualnem ETRS89
MREŽNI RTK FKP Ocenavplvov na opazovana na osnov opazovan na referenčnh posaah Vzposavev modelov vplvov na opazovana: vsako ref. posao vsako noslno valovane vsak sael Model vplvov na opazovana: z lnearnm polnomom s polnomom nzke sopne s kolokaco po MNK Ref R f 1 Ref R f 2 Rover Ref 3 Ref 4 Vhodn podak: podak opazovan referenčnh posa Geomersk model vplvov na opazovana Izhodn podak: paramer model Vplvov na opazovana
RAZLIKA MODELIRANIH FAZNIH POPRAVKOV IN DEJANSKIH VPLIVOV V OMREŽJU GPS POSTAJ Fazn popravek ε FKP δ FKP ε 1 Razlka: deansk - modelran FKP vplv ε 1 ε FKP ε M ε 2 Ref 1 Rover Ref 2 Oddalenos
MREŽNI RTK VRS Prblžen položa rovera poslan v računsk cener Izdelava modela vplvov na opazovana na osnov opazovan na referenčnh posaah Vzposavev podakov vrualnh opazovan za lokaco rovera Ref R f 1 Ref R f 2 Rover VRS Ref 3 Ref 4 Vhodn podak: podak opazovan referenčnh posa Geomersk model vplvov na opazovana Izhodn podak: podak opazovan za vrualno posao
RAZLIKA MODELIRANIH FAZNIH POPRAVKOV VRS IN DEJANSKIH VPLIVOV V OMREŽJU GPS POSTAJ Fazn popravek ε δ VRS Razlka: Modelran VRS - deansk vplv ε 1 ε VRS ε M ε 2 Ref 1 Ref VRS Rover Ref 2 Oddalenos
RAZLIKA MODELIRANIH IN DEJANSKIH VPLIVOV V OMREŽJU GPS POSTAJ VRS ALI FKP referenčna posaa 1 napaka nerpolace vplvov prava napaka mobln referenčna referenčna spreemnk posaa 3 posaa 2 napaka modelranh vplvov
GNSS OPAZOVANJA 1. Ponovlvos določve koordna za očko BAZA1 S saela oddane efemerde. Koordnae očke BAZA1 določene glede na 1 referenčno očko: LJUB, 2 referenčn očk: LJUB, ILIR 3 referenčne očke LJUB,ILIR, KOPE 4 referenčne očke LJUB,ILIR, KOPE NOVG.
GNSS OPAZOVANJA 2. Ponovlvos določve koordna obdelave sačne zmere. Leva skala prkazue odsopane od 24 urne rešve dn, DE n Dh. Desna skala prkazue ponovlvos za vse r koordnae rdeč graf
GNSS OPAZOVANJA 3. Ponovlvos določve koordna za očko BAZA1 v knemačnem načnu S saela oddane efemerde. Koordnae očke BAZA1 določene č glede na 1 referenčno očko LJUB.
GNSS OPAZOVANJA 4. Ponovlvos določve koordna za očko BAZA1 v knemačnem načnu. Preczne efemerde. Koordnae očke BAZA1 določene glede na 1 referenčno očko LJUB.
GNSS OPAZOVANJA 5. Ponovlvos določve koordna za očko BAZA1 v knemačnem načnu S saela oddane efemerde. Koordnae očke BAZA1 določene č glede na 2 referenčn očk LJUB, ILIR.
GNSS OPAZOVANJA 6. Ponovlvos določve koordna za očko BAZA1 v knemačnem načnu Preczne efemerde. Koordnae očke BAZA1 določene glede na 2 referenčn očk LJUB, ILIR.
GNSS OPAZOVANJA 7. Ponovlvos določve koordna za očko BAZA1 v knemačnem načnu. S saela oddane efemerde. Koordnae očke BAZA1 določene č glede na 3 referenčne očke LJUB, ILIR, KOPE.
GNSS OPAZOVANJA 8. Ponovlvos določve koordna za očko BAZA1 v knemačnem načnu. Preczne efemerde. Koordnae očke BAZA1 določene glede ld na 3 referenčne očke LJUB, ILIR, KOPE.
GNSS OPAZOVANJA 9. Ponovlvos določve koordna za očko BAZA1 v knemačnem načnu. S saela oddane efemerde. Koordnae očke BAZA1 določene glede na 4 referenčne očke LJUB, ILIR, KOPE, NOVG.
GNSS OPAZOVANJA 1. Ponovlvos določve koordna za očko BAZA1 v knemačnem načnu. Preczne efemerde. Koordnae očke BAZA1 določene glede na 4 referenčne č očke LJUB, ILIR, KOPE, NOVG.
GNSS OPAZOVANJA 11. Velka geodeska mreža del omreža SIGNAL Referenčne očke: Lublana, Nova Gorca, Ilrska Bsrca, Koper 24 urna opazovana na območu Razdrega
GNSS OPAZOVANJA 12. Sačna GNSS Traane opazovana opazovan n e h obdelana s 24ur 5672,1529 426112,636 672,995 programskm pakeom TTC n s 16ur 5672,151 426112,665 672,9913 saela oddanm efemerdam. 12ur 5672,1489 426112,654 672,995 8ur 5672,1482 426112,673 672,9893 4 bazn vekor od 4 danh očk. 6ur 5672,1432 426112,662 672,9968 Z zravnanm opazovan določene koordnae nove očke BAZA1. Formalne naančnos vsoke na nvou mm očnos koordna. 4ure 5672,1438 426112,672 672,9968 2ur 5672,1481 426112,692 672,9955 1ura 5672,1487 426112,616 672,989
GNSS OPAZOVANJA 13. Sačna GNSS opazovana obdelana s programskm pakeom TTC n s saela oddanm efemerdam na osnov generranh opazovan VRS za položa očke BAZA1. Traane opazovan n e h VRS3mn 5672,13 426112,5198 673,1469 VRS2mn 5672,9898 426112,5222 673,1553 VRS1mn 5672,944 426112,5291 673,1846 VRS5mn 5672,959 426112,536 673,1913 VRS3mn 5672,958 426112,537 673,1888 VRS1mn 5672,959 426112,533 673,1835
GNSS OPAZOVANJA 14. Razlke dn de dh 24ur,,, koordna, 16ur,19 -,29 -,8 določenh v razlčno dolgh časovnh nervalh opazovan. Referenca so sačno 12ur,4 -,18, 8ur,47 -,37,12 6ur,97 -,26 -,63 4ure,91 -,36 -,63 2ur,48 -,56 -,5 1ura,42 -,7,15 VRS3mn,526,838 -,1564 določene VRS2mn,549,814 -,1648 koordnae za 24 urno raane opazovan. VRS1mn,585,745 -,1941 VRS5mn,57,73 -,28 VRS3mn,571571,729729 -,1983 VRS1mn,57,733 -,193
GNSS OPAZOVANJA 15. Razlke koordna, določenh v razlčno dolgh časovnh nervalh opazovan. Referenca so sačno določene koordnae za 24 urno raane opazovan.,1,5, -,5 24ur -,1 -,15 -,2 16ur 12ur 8ur Spremnane koordna očke 6ur 4ure 2ur 1ura VRS3mn VRS2mn VRS1mn VRS5mn VRS3mn VRS1mn po n po e po h -,25 Dolžna raana zmere n načn določve koordna očke
PREIZKUS GNSS RTK INSTRUMENTOV PO ISO STANDARDU 17123 8 Članek GV: Polona Pavlovčč Prešeren, Albn Mencn, Boan Sopar Analza prezkusa nsrumenara GNSS RTK po navodlh sandarda ISO 17123 8 Dplomska naloga: VSŠ GEO, Albn Mencn Prezkus GNSS RTK nsrumenov po ISO sandardu 17123 8
VSEBINA STANDARDA ISO 17123 8 navodla za erensk prezkus delovana GNSS RTK merske opreme za posamezno delovšče brez posebne dodane opreme preveramo usreznos rezulaov zmere spreemnka glede na navedbe prozvaalca preučue samo naančnos ne očnosč vrednoene povprečne vrednos koordna dveh očk prmerava horzonalne dolžne n všnske razlke
MERSKE TOČKE Oddalenos: od 2 do 2 m Horzonalne razdale n všnske razlke σ 3 mm Te vrednos obravnavamo ko dane referenčne prmerava ugoavlana grobh pogreškov v koordnaah.
POENOSTAVLJENI IN POPOLNI PREIZKUS Poenosavlen posopek prezkusa ena sere merev 5 nzov merev določev koordna na 2 očkah. v razmku 5 mnu od prešnega skupa 25 mn» vplv večpoa vezan na 2 mn ugoavlanegrobh grobh pogreškov Popoln prezkus r zaporedne sere vsakh 9 mn v 1h 3mn se spremen geomera saelov deloma amosfersk pogo omogoča določev sandardnh odklonov za horzonaln položa za elpsodno všno sasčno esrane
Sasčn es A n B STATISTIČNI TESTI skladnos prdoblenh sandardnh odklonov s eorečnm sandardnm odklonom podanh s sran prozvaalca opreme χ2 sasčnes es Sasčn es C n D al vzorc se al razlčne opreme, z razlčnh prezkusov prpadao s populac Fsherev sasčn es
Topcon»baza«12 prmerav glede na druge nsrumene nčelno hpoezo zavrnemo 9 kra sasčn es C 12 kra sasčn es D Leca 12 prmerav glede na druge nsrumene nčelno hpoezo zavrnemo 7 kra sasčn es C 4 kra sasčn es D Trmble 23prmerav glede na druge nsrumene nčelno hpoezo zavrnemo 8 kra sasčn es C 3 kra sasčn es D Možn vzrok za prpadnos razlčnm populacam razporedv saelov vzhaane n zahaane saelov večpoe ud : razlke v programsk oprem dnevne značlnos neodsranen pogrešek faznega cenra
TRANSFORMACIJE KOORDINATNIH SISTEMOV Transformaca koordnanh ssemov predsavla maemačno povezavo dveh koordnanh ssemov Transformaco predsavlao maemačn zraz preslkave koordna z enega v drug koordnan ssem Transformace pravokonh koordnanh ssemov: ransformace r razsežnh ssemov ransformace dvo razsežnh ssemov Transformaco koordnanh ssemov zvedemo z: vnapre danm ransformacskm paramer, z oceno ransformacskh paramerov med ssemoma
TRANSFORMACIJE KOORDINATNIH SISTEMOV V državnem ssemu: horzonaln položa nadmorska všna, neznana geodna všna GNSS ehnologe zagoavlao r razsežen položa, Transformaca koordnanh ssemov e ena napogosešh nalog: v okvru geodeske zmere er nalog združevana položaev prdoblenh na razlčne načne.
METODE TRANSFORMACIJ KOORDINATNIH SISTEMOV Podobnosna ransformaca: ransformra preme lne v preme lne, ohrana koe merlo e neodvsno od smer lne enako v vseh smereh dolžne ln n položa očk v mrež se spremeno če e merlo enako eno orogonalna ransformaca Afna ransformaca: ransformra preme lne v preme lne, ohrana vzporednos spremen se velkos, oblka, položa n orenaca merlo e odvsno od smer lne v koordnanem ssemu
IZBIRA METODE MODELA TRANSFORMACIJE Krer za zbro modela ransformace: ševlo očk, danh v obeh ssemh razmere: ševlo ransformacskh paramerov ševlo očk, s koordnaam danm v obeh ssemh velkos območa, k ga želmo ransformra dmenza koordnanh ssemov 3 D, 2 D, 1 D zahevana naančnos č ransformranh hkoordna vnapre znan ransformacsk paramer al h e porebno ocen v glavnem emelo na predposavkah
PODOBNOSTNA TRANSFORMACIJA Napogosee uporablan model ransformace Defnrana s 7 ransformacskm paramer: 3 premk med koordnanma ssemoma 3 zasuk med koordnanma ssemoma 1 razmere enoe dolžn med koordnanma ssemoma Lasnos: mahno ševlo ransformacskh paramerov maemačno enosaven model ransformace enosavenza programrane model predposavla homogenos koordnanh ssemov brez lokalnh dsorz v merlu n/al orenac.
SKICA PODOBNOSTNE TRANSFORMACIJE z 2 z CT z 1 z G ε z T r CT r G z 2T z 1T 1T x 1T ε y y y G 1 O 2 r O 1 y 1T y CT y 2 y 2T x 2T CT x G x x 1 x 2 ε x
MATEMATIČNI MODEL PODOBNOSTNE TRANSFORMACIJE TRANSFORMACIJE Burša Wolf model: Δ x x x + ε + Δ Δ Δ = 1 1 2 2 1 y x y x y x s R Molodensk Badekaš model: Δ 1 2 z z z + ε + Δ Δ + = m m s m m y y x x y x y x y x 1 1 2 2 1 ' ' R Δ m m s m m z z y y z y z y z y 1 1 2 2 '
ROTACIJSKE MATRIKE Roacske marke: cosω sn ω R z ω = sn ω cosω 1 R y ψ = cosψ sn ψ 1 sn ψ cosψ R x ε = 1 cosε sn ε sn ε cosε Kardanska roacska marka: R = R z y x ω R ψ R ε Za mahne koe zasukov lahko uporabm roacsko marko: R 1 ω ψ ω 1 ε ψ ε 1
VHODNI PODATKI V IZRAVNAVO TRANSFORMACIJE Koordnae denčnh očk v 3 R pravokonh k.s.: s: Ne uporabm všne očk všna očke v d.k.s. pravloma slabše kakovos od horzonalnh koordna y,x,h= ϕ,λ,h= X,Y,Z Vse koordnae za zravnavo ransformace očk v obeh ssemh obravnavam z enako naančnoso Q=I Helmerova podobnosna ransformaca V zravnavo ransformace moram vkluč 4 al več veznh očk V zravnav ransformace uporabm 1 al več konrolnh očk
IZRAVNAVA TRANSFORMACIJE Splošn model zravnave Podobnosna ransformacae e zvezna funkca Posledce zamenave zvezne funkce s končnm ševlom dskrenh očk zmanšamo z usrezno porazdelvo očk: očke na ne b ble kolnearne na b enakomerno pokrle celono področe na b se nahaale na obodu območa ransformace če se v mrež nahaao dsorze na b mrežo ločl na manše dele n h obravnaval ločeno
REZULTAT IZRAVNAVE TRANSFORMACIJE Rezula zravnave ransformace: dva nza zravnanh koordna ocenen ransformacsk paramer Koordnana ssema maa po zravnav ransformace: enakomerlo merlo, enakoorenaco, enakolego Spremeno se glede na sane pred zravnavo: koordnae očk mahne spremembe ko med očkam mreže dolžne med očkam mreže Končno č vrednoene rezulaov ransformace s pomočo usreznh sasčnh esov
VREDNOTENJE REZULTATOV IZRAVNAVE TRANSFORMACIJE Uporablamo občana merla kakovos rezulaov zravnave: vrednos referenčne č varance a poseror vrednos neznank ransformacskh paramerov popravk p opazovan odsopana med danm n ransformranm koordnaam denčnh očk kovarančna marka vekora neznank r. paramerov kovarančna marka vekora popravkov koordna koordnae.. konrolnh očk Rezula ransformace so močno odvsn od prvzee naančnos č koordna očk
TRANSFORMACIJA MED D48 IN ETRS89 V TRIRAZSEŽNEM PROSTORU
TRANSFORMACIJA MED D48 IN ETRS89 V RAVNINI KARTOGRAFSKE PROJEKCIJE
TRANSFORMACIJA MED NAČRTOM K. SGRAFIČNE S. IZMERE IN ETRS89
PRIMER TRANSFORMACIJE DIPLOMSKA NALOGA IGNAC ŠILEC Šporna dvorana Podčerek