Na geodetskoj točki Kalibracijske baze Geodetskog fakulteta izvršena
su GPS mjerenja, GNSS RTK metodom. Mjerenja su vršena u razdoblju
od 8-17h (uobičajeno radno vrijeme geodeta na terenu) sa svrhom dobivanja koordinata uz pomoć kojih se vršila analiza točnosti CROPOS sustava. Izvršenim izjednačenjem, numeričkom i grafičkom analizom dobiveni su statistički pokazatelji te je zaključeno da je preporučeno vrijeme za mjerenje GNSS RTK metodom, CROPOS sustavom, od 8-11h

Antonio Luketić

Ivan Žižić

Matej Varga

Hrčak - Portal of scientific journals of Croatia

48List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu > 1. Priprema i izvođenje mjerenjaIdeja provjere točnosti CROPOS su-stava u »idealnim« uvjetima, a opet isko-ristivost u praktičnoj geodeziji, tema je ovoga članka.Točka na kojoj su izvršena mjerenja je stabilizirani betonski stup (VIII. po redu) na Kalibracijskoj bazi Geodetskog fakulte-SAŽETAK. Na geodetskoj točki Kalibracijske baze Geodetskog fakulteta izvr-šena su GPS mjerenja, GNSS RTK metodom. Mjerenja su vršena u razdoblju od 8-17h (uobičajeno radno vrijeme geodeta na terenu) sa svrhom dobivanja koordinata uz pomoć kojih se vršila analiza točnosti CROPOS sustava. Izvrše-nim izjednačenjem, numeričkom i grafičkom analizom dobiveni su statistički pokazatelji te je zaključeno da je preporučeno vrijeme za mjerenje GNSS RTK metodom, CROPOS sustavom, od 8-11h.KLJUČNE RIJEČI: CROPOS, RTK metoda, kalibracijska baza, VPPSAntonio Luketić, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: aluketic@geof.hrMatej Varga, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: mvarga@geof.hrIvan Žižić, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: izizic@geof.hrta u Donjoj Lomnici. Baza je svojevrsna mikro-mreža sa 14 betonskih stupova s vijcima za prisilno centriranje. Izgrađena je 1982. godine, a smještena je na nasi-pu odteretnog kanala. Kalibracijska baza, primarno korištena za kalibraciju elektro-optičkih daljinomjera i preciznog geodet-skog instrumentarija, idealno je mjesto za obaviti GPS mjerenja s obzirom na zada-tak i ciljeve ovog članka. Slika 2 prikazuje dimenzije, građu i stabilizaciju stupa. GPS mjerenja, GNSS RTK metodom, obavljena su 29.11.2009.godine u perio-du od 8- 17h. Vremenski uvjeti su bili na granici idealnih (sunčano, temperaturna amplituda tijekom dana 10°C). Lokacija ISPITIVANJECROPOS SUSTAVANA	KALIBRACIJSKOJ	BAZIGEODETSKOG	FAKULTETASlika 1. Trojac na BaziSlika 3. Stabilizacija stupaSlika 4. Elevacije satelita na dan mjerenja za ZagrebSlika 2. DOP za dan mjerenja» Antonio Luketić  » Matej Varga  » Ivan ŽižićLuketić A., Varga M., Žižić I. (2010): Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakultetaEkscentar, br. 12, str. 48-51TEMA BROJA49List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebui visinskom smislu rasponi minimalnih i maksimalnih vrijednosti su:Evidentno je da je daleko najveći raspon između minimalne i maksimalne vrijednosti popravke izražen u vertikalnoj komponenti (6,6 cm).Mjerenje je podijeljeno na tri dijela sa svrhom dobivanja saznanja u kojem dijelu dana postižemo »najisplativije« rezultate. Slika 6 ukazuje da GNSS RTK mje-renje u idealnim uvjetima najbolje vršiti u razdoblju od 8h do 10h kada možemo po-stići optimalne rezultate. Obzirom na po-našanje ionosfere u jutarnjim satima (Slika 5) i činjenicu da ionosferske anomalije u relativnim mjerenjima na kratkim udalje-nostima od baze najviše utječu na točnost mjerenja, to je iznenađujuće. Također se zaključuje da x komponenta ima najmanje oscilacije od referentnog mjerenja za ra-zliku od h komponente koja je nestabilna tijekom dana. > 3. ZaključakIako danas izrada plana opažanja nije toliko zastupljena zbog razvoja tehnologi-je i povećanja broja satelita u orbiti ista-knuli bi njegovu važnost prilikom izvođe-nja preciznih radova. Na temelju podataka mjerenja i izvršene ocjene točnosti uočili smo primjetne razlike u rezultatima (ko-ordinatama ) tijekom dana. Naime, iz podataka o vidljivosti satelita, njihovom broju, DOP (Dilution of precision) faktoru apriori smo očekivali najgore rezultate u razdoblju od 11h do 14h (drugi dio dana). Analizom dobivenih rezultata ustanovili smo kako su se naša očekivanja ostvarila. Tijekom drugog dijela dana došlo je do najviših oscilacija između mjerenja. Graf standardnih odstupanja mje-renja (Slika 7) prikazuje kako se podaci referentnih standardnih odstupanja mje-renja mijenjaju tijekom dana te usporedbu s referentnim standardnim odstupanjem određenim na osnovu najvjerojatnije vri-mjerenja je 4-5 metara povišena od okol-nog terena (eliminacija multipath efekta), horizont je gotovo čist, a reflektirajućih površina, kao ni komunikacijskih vodova nema. Uvjeti za izvođenje mjerenja do-statni su za visoko precizne inženjerske radove, a u kojima se može postići točnost na mm (Bačić 2009).Plan opažanja, za dan mjerenja, izra-đen je u programskom paketu TGO v.1.63, a ono podrazumijeva prikazivanje dostu-pnosti GPS i GLONASS satelita (elevacija, broj satelita, vidljivost satelita, DOP). Pri tome, slika 3 prikazuje vrijednosti DOP-a tijekom dana mjerenja, a na slici 4 vidimo putanje satelita.  Obzirom na planiranje, a priori je moguće očekivati rezultate obzirom na doba dana, meteorološke uvjete i stanje troposfere i ionosfere.Primjenjena je GNSS RTK metoda, koja se u suvremenom svijetu i nekim inženjerskim radovima, vrlo često kori-sti. To je relativna metoda što znači da se uz simultano opažanje najmanje 4 sateli-ta može odrediti relativni vektor između dvije točke (»baze« sa poznatim koordina-tama i rovera za kojega korisnik određuje koordinatu). Projektirani GNSS RTK su-stavi imaju mogućnost određivanja cjelo-brojnih ambiguiteta u pokretu bez potrebe za statičkom inicijalizacija pa se često na-zivaju i »on-the-fly« tehnike. Ograničava-jući faktor GNSS RTK metode su sustavne pogreške nastale utjecajima troposfere i ionosfere. Danas se u svijetu razvijaju per-manentne stanice koje uz primjenu Vir-tualnih referentnih stanica omogućavaju korištenje GNSS RTK metoda na udalje-nostima između »baze« i rovera većoj do 50 km.Korišten je CROPOS servis VPPS (Visoko precizni servis pozicioniranja u realnom vremenu) za koju DGU jamči centimetarsku točnost (2 cm- 2D i 4 cm- 3D). Spomenuti je servis i jamčena toč-nost dovoljan za: katastarsku izmjeru, dio inženjerske geodezije, izmjeru državne granice, aerofotogrametriju i hidrografiju. Format podataka, koji GPS uređaj prima, jest RTCM 2.3. format, razvijen od GNSS Service Comitee, šalje korisniku podatke tj. poruke. Neke od najvažnijih poruka, koje korisnik dobiva su: diferencijalni GPS korekcijski podaci (pseudodaljenost i brzina satelita), korigirane pseudaljeno-sti (u odnosu na stari podatak putanje), koordinate referentne stanice (Y,X,Z ), početnu poruku (kao zapis vremena), GPS efemeride, GPS parcijalne korekcije, GNSS RTK fazna mjerenja i psudoudalje-nosti (korigirane i nekorigirane)... Mjerenja su izvršenaTopconovim in-trumentarijem iz GNSS RTK Hiper Pro serije. Pri tomu su najbitnije specifikacije instrumenta:• 40 kanalni: 20 GPS L1+L2 (dvo-frekvencijski GPS), GPS L1 + GLONASS (jednofrekvencijski GPS+GLONASS), 20 GPS L1+L2/GLONASS (dvofrekvencijski GPS+GLONASS),• preciznost: H: 10 mm + 1 ppm, V: 15 mm + 1 ppm (RTK).Kampanja je podijeljena u 9 serija mjerenja. Svaka serija mjerenja trajala je 60 minuta, tako da je podijeljena u 6 sesija od po 10 minuta. Za svaku sesiju dobive-ne su koordinate y, x i h transformirane iz elipsoidnih koordinata u WGS84 sustavu.GPS uređaj prisilno je centriran. Visi-na instrumenta, budući da je bio direktno priključen na betonski stup, je 0,00 m. > 2. Analiza i obrada mjerenjaNakon mjerenja, obrada podataka izve-dena je u programskom paketu MS Office Excelu 2007.Dobiveno je 6 setova koordinata (y, x i h) za svaki sat vremena mjerenja (ukupno 9 sati). Običnom aritmetičkom sredinom odre-đene su:• srednje vrijednosti koordinata za svaki sat i • srednja vrijednost koordinate svih mjerenja. Pomoću navedene srednje vrijednosti koordinata za svaki sat i srednje vrijedno-sti za sva mjerenja određena su poprav-ke mjerenja (vy, vx i vh). Uz to, računata su i referentna standardna odstupanja te standardno odstupanje nepoznanica. Na-vedeni postupak, u poglavlju Izjednačenje direktnih mjerenja, detaljno je objašnjen u knjizi Računska obrada geodetskih mjere-nja (Rožić 2007). U provedenom izjed-načenju matrica težina mjerenja je jedinična što po-jednostavljuje po-stupak izjednače-nja i pretpostavlja da su sve koordina-te dobivene mjere-njima iste točnosti.U položajnom Slika 5. Indeks ionosferske refrakcijeSlika 6. Popravci mjerenja za svaki satVy [m] Vx [m] Vh [m]min. -0,014 -0,011 -0,034max. 0,012 0,011 0,032Tablica 2. Minimalni i maksimalni  popravci koor-dinataLuketić A., Varga M., Žižić I. (2010): Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakultetaEkscentar, br. 12, str. 48-5150List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u ZagrebuSesija y x hPOPRAVKA IZRAčUNATA POMOĆU SREDNJE VRIJEDNOSTI KOORDINATA SVAKOG SATAREFERENTNO STANDARDNO ODSTUPANJESTANDARDNO ODSTUPANJE NEPOZNANICAPOPRAVKA IZRAčUNATA POMOĆU SREDNJE VRIJEDNOSTI KOORDINATA SVIH MJERENJA1. DIOE8-9 VY [m] VX [m] Vh [m] S0Y S0X S0h SY SX SZ VY VX VhE8_1 5063003,715 5579046,287 159,500 -0,009 -0,001 0,004 0,006 0,003 0,005 0,003 0,001 0,002 -0,007 0,000 0,012E8_2 5063003,711 5579046,285 159,507 -0,005 0,001 -0,003 -0,003 0,002 0,005E8_3 5063003,704 5579046,289 159,506 0,002 -0,003 -0,002 0,004 -0,002 0,006E8_4 5063003,705 5579046,288 159,502 0,001 -0,002 0,002 0,003 -0,001 0,010E8_5 5063003,702 5579046,281 159,511 0,004 0,005 -0,007 0,006 0,006 0,001E8_6 5063003,698 5579046,285 159,496 0,008 0,001 0,008 0,010 0,002 0,016E8 5063003,706 5579046,286 159,504E9-10 S0Y S0X S0h SY SX ShE9_1 5063003,707 5579046,286 159,526 -0,002 -0,002 -0,010 0,004 0,004 0,008 0,002 0,002 0,003 0,001 0,001 -0,014E9_2 5063003,703 5579046,279 159,507 0,002 0,005 0,009 0,005 0,008 0,005E9_3 5063003,701 5579046,281 159,514 0,004 0,003 0,002 0,007 0,006 -0,002E9_4 5063003,703 5579046,282 159,521 0,002 0,002 -0,005 0,005 0,005 -0,009E9_5 5063003,702 5579046,289 159,521 0,003 -0,005 -0,005 0,006 -0,002 -0,009E9_6 5063003,713 5579046,288 159,507 -0,008 -0,004 0,009 -0,005 -0,001 0,005E9 5063003,705 5579046,284 159,516E10-11 S0Y S0X S0h SY SX ShE10_1 5063003,716 5579046,290 159,509 0,004 0,001 -0,002 0,004 0,004 0,004 0,002 0,001 0,001 -0,008 -0,003 0,003E10_2 5063003,716 5579046,295 159,505 0,004 -0,004 0,002 -0,008 -0,008 0,007E10_3 5063003,719 5579046,294 159,510 0,001 -0,003 -0,003 -0,011 -0,007 0,002E10_4 5063003,722 5579046,291 159,502 -0,002 0,000 0,005 -0,014 -0,004 0,010E10_5 5063003,725 5579046,289 159,512 -0,005 0,002 -0,005 -0,017 -0,002 0,000E10_6 5063003,723 5579046,285 159,506 -0,003 0,006 0,001 -0,015 0,002 0,006E10 5063003,720 5579046,291 159,507jednosti svih mjerenja (obična aritmetička sredina). Zbog jednostavnije usporedbe rezultata podijelili smo period mjerenja na tri dijela u razdobljima od 8h do 11h, od 11h do 14h te od 14h do 17h. Važno je istaknuti nepouzdanost koordinata koja je najviše izražena u h komponenti. Na osnovu toga možemo ustanoviti kako RTK metoda, CROPOS sustavom (VPPS servis), nije pogodna za precizna visinska mjerenja ili iskolčenja točaka.Bitno je napomenuti kako za naj-povoljnijih uvjeta tijekom mjerenja (či-sti horizont) u razdoblju od 11h do 14h povremeno nije moguće odrediti fiksno rješenje. Uzrok tomu je loša konstelacija i manji broj satelita koja ne omogućuje povoljan presjek za određivanje fiksnog rješenja što je vidljivo na slici 8. Primjeti se obrnuta proporcionalnost DOP faktora u odnosu na broj satelita. »Gubljenje« signala kao i ponovna inicijalizacija instrumentarija (npr. otva-ranje novog direktorija) uzrokuje razlike između rezultata istih mjerenja odnosno utječe na točnost određivanja koordinata.S obzirom na položajnu i visinsku točnost koju nam pruža korišteni VPPS i rezultata provedenih analiza došli smo do zaključka kako CROPOS sustavom zadovoljavamo potrebe većine geodet-skih zadataka. Primjenom CROPOS-a brzo i efikasno možemo doći do koordi-nata poligonskih točaka, što znači da nije potrebno tražiti njihove koordinate u ka-tastarskim uredima, nositi puno opreme za potrebe mjerenja, »razvlačiti« poligon-ske vlakove kako bi se približili detalju, a što sve uvelike olakšava proces izmje-re. U kombinaciji s terestričkim metoda-ma osiguravamo temeljno načelo kojem trebamo težiti, a to je da budemo točni i ekonomični.Zahvaljujemo Geodetskom fakultetu i Zavodu za geomatiku na ustupljenom instrumentariju. Također, zahvaljujemo asistentu Mladenu Zrinjskom  koji nas je u nedjelju u 7h ujutro strpljivo telefonski navodio do kalibracijske baze.  > Literatura » Bačić, Ž., Bašić, T. (1999): Satelitska geodezija II, interna skripta, Geodetski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb. » Rožić, N. (2007): Računska obrada geodetskih mjerenja. Sveučilište u Zagrebu, Geodetski fakultet. » CROPOS konferencija, Zbornik radova (2009): Bačić Ž., Učinkovita primjena tehnologija i razvoj znanja – preduvjet moderne geodezije; Marjanović M., Miletić I., Vičić V. » URL-1: http://www.cropos.hr/ (15.01.2010.). » URL-2: http://www.geocentar.hr/ (16.01.2010.).Slika 8. Broj vidljivih satelitaSlika 7. Graf standardnih odstupanja mjerenjaLuketić A., Varga M., Žižić I. (2010): Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakultetaEkscentar, br. 12, str. 48-51E51List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u ZagrebuSesija y x hPOPRAVKA IZRAčUNATA POMOĆU SREDNJE VRIJEDNOSTI KOORDINATA SVAKOG SATAREFERENTNO STANDARDNO ODSTUPANJESTANDARDNO ODSTUPANJE NEPOZNANICAPOPRAVKA IZRAčUNATA POMOĆU SREDNJE VRIJEDNOSTI KOORDINATA SVIH MJERENJA2. DIOE11-12 VY [m] VX [m] Vh [m] S0Y S0X S0h SY SX SZ VY VX VhE11_1 5063003,713 5579046,283 159,498 -0,004 0,002 0,032 0,009 0,003 0,026 0,004 0,001 0,011 -0,005 0,004 0,014E11_2 5063003,711 5579046,282 159,509 -0,002 0,003 0,022 -0,003 0,005 0,003E11_3 5063003,723 5579046,284 159,516 -0,014 0,001 0,014 -0,015 0,003 -0,004E11_4 5063003,699 5579046,286 159,564 0,010 -0,001 -0,034 0,009 0,001 -0,052E11_5 5063003,704 5579046,290 159,551 0,005 -0,005 -0,020 0,004 -0,003 -0,039E11_6 5063003,701 5579046,285 159,545 0,008 0,000 -0,014 0,007 0,002 -0,033E11 5063003,709 5579046,285 159,531E12-13 S0Y S0X S0h SY SX ShE12_1 5063003,690 5579046,283 159,546 0,012 0,001 -0,018 0,010 0,004 0,019 0,004 0,002 0,008 0,018 0,004 -0,034E12_2 5063003,699 5579046,277 159,549 0,003 0,007 -0,021 0,009 0,010 -0,037E12_3 5063003,694 5579046,282 159,538 0,008 0,002 -0,010 0,014 0,005 -0,026E12_4 5063003,705 5579046,284 159,510 -0,003 -0,001 0,018 0,003 0,003 0,002E12_5 5063003,716 5579046,288 159,503 -0,014 -0,004 0,025 -0,008 -0,001 0,009E12_6 5063003,708 5579046,287 159,524 -0,006 -0,003 0,004 0,000 0,000 -0,012E12 5063003,702 5579046,284 159,528E13-14 S0Y S0X S0h SY SX ShE13_1 5063003,701 5579046,290 159,530 0,002 -0,004 -0,019 0,002 0,002 0,014 0,001 0,001 0,006 0,007 -0,003 -0,018E13_2 5063003,703 5579046,287 159,529 0,000 -0,001 -0,018 0,005 0,000 -0,017E13_3 5063003,701 5579046,286 159,501 0,002 0,000 0,010 0,007 0,001 0,011E13_4 5063003,707 5579046,285 159,503 -0,004 0,001 0,008 0,001 0,002 0,009E13_5 5063003,704 5579046,284 159,503 -0,001 0,002 0,008 0,004 0,003 0,009E13_6 5063003,704 5579046,286 159,503 -0,001 0,000 0,008 0,004 0,001 0,009E13 5063003,703 5579046,286 159,5123. DIOE14-15 S0Y S0X S0h SY SX Sh 0,000 0,000 0,000E14_1 5063003,715 5579046,288 159,517 -0,004 -0,004 -0,003 0,004 0,007 0,009 0,001 0,003 0,004 -0,007 -0,001 -0,005E14_2 5063003,710 5579046,291 159,516 0,001 -0,007 -0,002 -0,002 -0,004 -0,004E14_3 5063003,706 5579046,290 159,530 0,005 -0,006 -0,016 0,002 -0,003 -0,018E14_4 5063003,715 5579046,273 159,506 -0,004 0,011 0,008 -0,007 0,014 0,006E14_5 5063003,710 5579046,278 159,509 0,001 0,006 0,005 -0,002 0,009 0,003E14_6 5063003,709 5579046,286 159,505 0,002 -0,002 0,009 -0,001 0,001 0,007E14 5063003,711 5579046,284 159,514E15-16 S0Y S0X S0h SY SX ShE15_1 5063003,704 5579046,291 159,510 0,001 0,000 -0,016 0,004 0,003 0,009 0,001 0,001 0,004 0,004 -0,004 0,002E15_2 5063003,706 5579046,285 159,488 -0,001 0,006 0,006 0,002 0,002 0,024E15_3 5063003,705 5579046,291 159,492 0,000 0,000 0,002 0,003 -0,004 0,020E15_4 5063003,699 5579046,294 159,498 0,006 -0,003 -0,004 0,009 -0,007 0,014E15_5 5063003,707 5579046,293 159,488 -0,002 -0,002 0,006 0,001 -0,006 0,024E15_6 5063003,710 5579046,289 159,486 -0,005 0,002 0,008 -0,002 -0,002 0,026E15 5063003,705 5579046,291 159,494E16-17 S0Y S0X S0H SY SX SHE16_1 5063003,715 5579046,283 159,496 -0,006 0,006 0,009 0,007 0,007 0,009 0,003 0,003 0,004 -0,007 0,004 0,016E16_2 5063003,713 5579046,282 159,501 -0,004 0,007 0,004 -0,005 0,005 0,011E16_3 5063003,713 5579046,288 159,500 -0,004 0,001 0,005 -0,005 -0,001 0,012E16_4 5063003,710 5579046,287 159,505 -0,001 0,002 0,000 -0,002 0,000 0,007E16_5 5063003,704 5579046,291 159,505 0,005 -0,002 0,000 0,004 -0,004 0,007E16_6 5063003,697 5579046,300 159,522 0,012 -0,011 -0,017 0,011 -0,013 -0,010E16 5063003,709 5579046,289 159,505E 5063003,708 5579046,287 159,512ARITMETIčKA SREDINA SVIH MJERENJA min = -0,014 -0,011 -0,034 min = -0,017 -0,013 -0,052max = 0,012 0,011 0,032 max = 0,018 0,014 0,026LEGENDA  Popravka mjerenja, standardna odstupanja mjerenja i standardna odstupanja nepoznanica za pojedine satePopravka mjerenja, standardna odstupanja mjerenja i standardna odstupanja nepoznanica svih mjerenja Najvjerovatnije vrijednosti mjerenja pojedinog sataNajvjerovatnije vrijednosti svih mjerenja Tablica 1. Numerička obrada mjerenjaLuketić A., Varga M., Žižić I. (2010): Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakultetaEkscentar, br. 12, str. 48-51

Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakulteta

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Hrčak - Portal of scientific journals of Croatia