Hva skal vi med fastmerker?

Innhold:

●Har Norge et entydig geodetisk grunnlag?

●Hvorfor har Vegvesenet fokus på nabonøyaktighet?

●Målefeil, standardavvik og toleranser

●NS3580 Bygg og anleggsnett

●Sanntids-GNSS (CPOS/SmartNET/Topnet)

–BaneNor, pilotprosjekt

–Framtiden?

Trond Arve Haakonsen, Vegdirektoratet, NVDB og Geodata

Hva skal vi med fastmerker?

Flere horisontale geodetisk(e) grunnlag?

1. Stam-/landsnett

2. CPOS

3. TopNET

4. SmartNet

Stikningsdagene 12-13/02-2018

Vegvesenets mål: Alle aktører på et vegprosjekt skal «måle likt», uavhengig av valgt løsning.

https://www.lantmateriet.se/geodesi

Håndbøker


https://www.lantmateriet.se/geodesi

https://www.lantmateriet.se/sv/Om-Lantmateriet/Samverkan-med-andra/Handbok-i-mat--och-kartfragor-HMK/


Kan vi bruke CPOS direkte i sann tid?


Geometriske toleranser fra N200 Vegbygging

Toleranse: Maksimalt tillatt avvik mellom: (1) Innmålt,”som-bygget” og (2) prosjektert.

Eksempler:

Veger: Vertikalt: Traubunn: ±40mm, Topp asfalt: ±10 mm

Konstruksjoner:

Søyler, vegger, dekker: 5-15 mm

6

Toleranser fra håndbok N200 Vegbygging

Slitelag +/- 10mm

Bindlag +/- 15mm

Bærelag +/- 20 mm

Forsterkningslag +/- 30mm

Traubunn/planum +/-

40mm (løsmasse)

Toleranse: Maksimalt avvik mellom (1): Innmålt, ”som-bygget” og (2) prosjektert.


Fra: https://www.kartverket.no/Posisjonstjenester/CPOS/


Målefeil tilnærmet normalfordelte når antall obs n er stor


Funksjonens vendepunkter

2 2 2

1

1ˆ ( )

( 1)

n

X i

i

S x xn

μ

σ

estimeres med ҧ𝑥

estimeres med S

Geometrisk toleranse ≠ standardavvik


Om toleranse 10mm og høydenøyaktighet måleutstyr er 5mm (totalstasjon), forventes et av 20 avvik utenfor toleransen, gitt at fastmerkene er feilfrie!

Måleutstyrets nøyaktighet, S bør være 3 ganger mindre enn toleransen


http://www.t-a.no/nyheter/2016/10/12/Br%C3%B8drene-Br%C3%B8ndbo-tilkjent-millionerstatning-etter-feil-GPS-m%C3%A5ling-13631875.ece

Kan vi bruke CPOS til fastmerkemåling?

http://www.t-a.no/nyheter/2016/10/12/Br%C3%B8drene-Br%C3%B8ndbo-tilkjent-millionerstatning-etter-feil-GPS-m%C3%A5ling-13631875.ece

God nabonøyaktighet mellom fastmerker sikrer sammenhengende veiparseller uten sprang


P4P5

P6P7

“Overmåling” med GNSS og totalstasjon ivaretar både

absolutt nøyaktighet og nabonøyaktighet


1) Oppdragsgivers ansvar:

● Avklare felles geodetiske referanserammer for prosjektet før prosjekteringen starter

● Etablere et bygg- og anleggsnett for prosjektet før byggingen starter

:

2) Prosjekterendes ansvar:

● Kontrollere at prosjektets referanserammer benyttes i prosjekteringen.

:

3) Utførendes ansvar:

● Kontrollere at nøyaktigheten på punktdata for etablering av bygg- oganleggsnett står i forhold til krav som stilles til prosjekteringen og utførelsen

● Fortetting av bygg- og anleggsnett ved behov (se 7.5);

NS3580 Bygg- og anleggsnett, ansvarsfordeling


Tabeller fra NS3580


Kan midlede CPOS-punktmålinger være et alternativ til statisk GNSS?


Antatt S_middel for CPOS med uavhengige obs.


18 uavhengige målinger S_middel = 4 mm

S-formelen forutsetter at vi ikke har tidskorrelasjon


2 2 2

1

1ˆ ( )

( 1)

n

X i

i

S x xn

Signifikant

tidskorrelasjon?

Ja => S for optimistisk

Treffer vi forventningsverdien om vi midler

f.eks. CPOS-høyder over en kort tidsintervall?


2 2 2

1

1ˆ ( )

( 1)

n

X i

i

S x xn

Oppdages en systematiskfeil ved beregning av S ?

● Enkel test utført av en av vegvesenets geomatikereved vegavdelingen Telemark.

● 20. juni – 22. sept 2017

● Åpent godt GNSS punkt

● Leica GS14 + CS20

● NN2000

● Måletid 5-10 sek pr gang

● 3D KK < 2 cm for alle kontrollene

En enkelt undersøkelse av CPOS Ulefoss


Avstand mellom CPOS-stasjoner i omr, ca 35km

Ulefoss

Notodden


En enkel CPOS-undersøkelse Ulefoss, Telemark - høyde

Enkeltobservasjon 𝑆1=0,018mMiddel av 18 besøk, 𝑆 ҧ𝑥=0,004m

Odden, Ulefoss

52,338 20.06.17-15.01

52,300 20.6.17-22.37

52,293 21.6.17-08.25

52,362 21.6.17-16.26

52,308 22.6.17-9.02

52,326 23.6.17-09.04

52,351 28.6.17-16.14

52,345 29.6.17-09.31

52,331 3.7.17-12.07

52,313 5.7.17-10.17

52,328 29.8.17-09.40

52,31 30.08.17-08.57

52,307 30.08.17-09.00

52,322 18.9.17-17.10

52,325 19.9.17-09.37

52,319 21.9.17-08.10

52,307 22.9.17-08.42

52,321 22.9.17-16.55

52,3226 middel

0,0181 STD

0,0043 STD, middel av 18


Noen spørsmål ………


Klarer vi normkravene til YP-høydedeformasjon ved typiske avstander 3-

400m mellom søyler i henhold NS3580 med midlede sanntids-GNSS?

Kan en stole på nabonøyaktigheten til FM basert på CPOS-punktmåling?

BaneNOR-prosjektet kan kanskje gi oss svar

Innmåling av jernbanesporet med Cpos

Fokus grunnriss, YP-punktdeformasjon ved midlede punktobs.

Merking av punkt.

Stive skinner:

Ikke samme strenge krav til

høyde som vegbygging

Benytter andre metoder for å

måle høydeforskjeller mellom

høyre og venstre spor

Spennende prosjekt:Resultater på G&H neste år?


Toleransekrav for ytre pålitelighet av grunnlagsnett

Ikke det samme som geometriske toleranser for som-bygget

Forutsetter gjennomført og godkjent observasjonstest. (alle grove feil fjernet).

Største gjenværende grovfeil defineres statistisk (indre pålitelighet), som endepunktet

i et konfidensintervall omkring den estimerte grovfeilen, med størst tallverdi.

Ytre pålitelighet gir svar på hvor stor skade/deformasjon en gjenværende grov feil

kan gjøre på de ukjente (N,E,H) eller en funksjon av disse.


● Nettets geometri

● Antall overbestemmelser (Redundans)

● Observasjonene (ikke bare utstyrets teoretiske nøyaktighet)

● Grunnlagspunktenes homogenitet/kvalitet

– Ytre pålitelighet beregnes med «tvunget» nett

Ytre pålitelighet er avhengig av


Ytre pålitelighetsdokumentasjon for høydeberegning Ukjente eller funksjoner av de ukjente:1. Punktdeformasjon. Ved kun høydeanalyse => Hvor mye deformeres/endres

høyden i et enkelt punkt som følge av en mulig gjenværende grovfeil.

2. Høydeforskjeller mellom punkter undersøkes.

3. Høydedeformasjoner. Hvor mye deformeres/endres en forbindelse mellom

to punkter i det utjevnede nettet, som følge av en gjenværende grov feil?

4. Alle forbindelser undersøkes, uansett om det er målt mellom punktene


Høydekomponenten, ofte den største utfordringen

NS3580 Tolereansekrav, ytre pålitelighet for Bygg- og Anleggsnett


2

22 2

l

kp (1)

der

er i deler per million (ppm)

l er skrå avstand mellom punktene i kilometer (korteste avstand, ikke langs nivellement)

p er i ppm (velges ut fra kravet i nettet)

k er i millimeter (velges ut fra kravet i nettet)

Klasse

Punkter i

Parameter for høyde Tilsvarer toleranser

p

ppm

k

mm

ppm

(l=400m)

Høydeforskjell

(l=400m)

1 Områdetype 1: Byområde, høyder i nasjonalt system 5 5 18,4 7,3mm

Bygg- og anleggsnett 10 10 36,7 14,7mm

2 Områdetype 2: Tettbygd/utbyggingsområder, høyder i nasjonalt system 20 20 73,6 29,4mm

Hvor mye endres høydeforskjellen mellom to punkter i det utjevnede nettet, som følge av en gjenværende grov feil i en observasjon?


∆ℎ

Flere horisontale geodetisk(e) grunnlag?

1. Stam-/landsnett

2. CPOS

3. TopNET

4. SmartNet


Framtiden ser lys ut

http://no.smartnet-eu.com/oppdatering-av-koordinatene-paring-alle-smartnet-stasjoner_953.htm

I løpet av 2018:

SmartNET≈CPOS≈TopNET≈Landsnett


http://no.smartnet-eu.com/oppdatering-av-koordinatene-paring-alle-smartnet-stasjoner_953.htm


∆ℎ

Hvor mye endres høydeforskjellen mellom to punkter i utjevnet nett som følge av en gjenværende grov feil i en observasjon?

Etter landsnett ≈ sanntids-GNSS, undersøke nett målt med sanntids-GNSS + totalstasjon og/eller nivellement


ROGFAST, Boknafjordtunnellen 26,7 km

Documents

Hva skal vi med fastmerker?