Upload
others
View
20
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
11
METODE GPS MERENJA
SAVREMENE GEODETSKE TEHNOLOGIJE
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
2
Metode pozicioniranja
Merenje pseudorastojanja
▪ Kodno merenje – pseudorastojanje se određuje pomoću
C/A ili P koda. Jednoznačna merenja, neosetljiva na prekide
u prijemu signala.
▪ Fazno merenje – pseudorastojanje se određuje pomoću
faze nosećeg signala. Pojava neodređenosti, za čije
rešavanje je potrebno istovremeno opažanje pomoću dva
GPS prijemnika.
Fazna neodređenost – nepoznat broj celih faza talasa.
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
3
Apsolutno pozicioniranje (pozicioniranje jedne tačke)- navigaciono
rešenje
▪ Koristi se jedan prijemnik kojim se mere rastojanja od satelita do
antene prijemnika (kodno merenje).
▪ Položaj prijemnika (tačke), odnosno tri pravougle koordinate (Y, X,
Z) se određuju u terestričkom sistemu koji je vezan za Zemlju i čiji se
koordinatni početak nalazi u centru Zemlje (Earth Centered Earth
Fixed–ECEF), tj. WGS84.
Metode pozicioniranja
Tačnost metode:
- trajanje opažanja od nekoliko
sekundi: 5m - 50m
- precizne efemeride 2m - 5m
Primena: navigacija na kopnu
moru i u vazduhu.
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
4
Relativno (diferencijalno) pozicioniranje
▪ Podrazumeva primenu najmanje dva
prijemnika kojima se vrši simultano
opažanje na iste satelite (kodno ili
fazno). Tačnost pozicioniranja je znatno
veća nego kod apsolutnog. Uobičajeno je
da su koordinate jedne tačke poznate dok
se koordinate druge tačke ocenjuju
relativno u odnosu na prvu (ocenjuje se
vektor između dve tačke).
▪ Strožije posmatrano, izraz relativno se
obično odnosi na opažanja faza nosećih
signala dok se za slučaj primene kodnih
merenja koristi izraz diferencijalni GPS
(DGPS).
Metode pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
5
Statičko i kinematičko pozicioniranje
▪ Statičko pozicioniranje podrazumeva stacionarnost prijemnika za vreme
opažanja. Povremeni prekidi u prijemu signala nisu kritični.
▪ Kod kinematičkog pozicioniranja prijemnik može da se kreće tokom
opažanja. Velika osetljivost na prekide u prijemu signala.
Merenja u realnom vremenu i sa naknadnom obradom
▪ U slučaju merenja u realnom vremenu konačni rezultati se dobijaju u
trenutku opažanja. Ukoliko se kod računanja koriste samo podaci iz jedne
epohe merenja, onda se takvi rezultati nazivaju trenutnim. Pod pojmom
real-time se podrazumeva dobijanje rezultata iz nekoliko epoha merenja.
▪ Naknadna obrada merenja se izvodi nakon prikupljanja određene količine
podataka i obavlja se u birou gde se kombinuju merenja izvedena na više
tačaka.
Metode pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
6
Statičko apsolutno pozicioniranje
▪ Koristi se kad se ne traži visoka tačnost, u uslovima kada nije definisan
datum mreže, a ne planiraju se astronomska opažanja. Mogu se primeniti
kodna i fazna merenja.
▪ Jednosekundnim opažanjem moguće je postići tačnost od 20m-50m (C/A
kod) i 5m-20m (P-kod).
▪ Duži period opažanja + precizne efemeride = tačnost od 2m-5m.
▪ Primena: izrada karata sitnije razmere, geofizička ispitivanja, određivanje
vremena...
Kinematičko apsolutno pozicioniranje
▪ Koristi se za određivanje putanje kretanja objekta (trodimenzionalno).
Male je tačnosti, reda nekoliko desetina metara. Tipično se primenjuje u
navigaciji i praćenju pokretnih objekata.
Metode pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
7
Statičko relativno pozicioniranje
▪ Svodi se na ocenu vektora između dva stacionarna prijemnika
(fazna merenja). Vektor se često naziva baznom linijom. Naziva se i
statičkim GPS premerom.
▪ Dostiže se tačnost i do 0.1ppm (0.1mm/km).
Kinematičko relativno pozicioniranje
▪ Jedan prijemnik je stacionaran, a drugi pokretan i vrše se simultana
opažanja.
▪ Znatno veće tačnosti od kinematičkog apsolutnog pozicioniranja
(kodna merenja – 1m, fazna merenja – oko 1cm).
▪ Primena: geodetski premer.
Metode pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
8
Statička metoda
▪ Statička metoda koristi se u geodetskim mrežama tačaka
međusobnog rastojanja preko 20 km.
▪ Podaci merenja se istovremeno registruju sa dva ili više prijemnika
na isti skup satelita, istom brzinom registracije koja obično iznosi od
1, 10 do 60 sekundi.
▪ Prijemnici registruju podatke u trajanju koje zavisi od dužine bazne
linije, broja vidljivih satelita, kao i kvaliteta njihove geometrije.
▪ Jedna epoha podataka dovoljna je da obezbedi centimetarsku tačnost
pod uslovom da je rešena fazna neodređenost.
Metode relativnog pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
9
Statička metoda
▪ Ukoliko je opažačka sesija duža od 20 minuta, mnogi izvori
sistematskih grešaka se redukuju tako da se može očekivati
centimetarska tačnost.
▪ Kod zahteva najviše tačnosti, period merenja ne treba biti kraći od 45
minuta.
▪ Statička metoda se primarno koristi prilikom horizontalnog i
vertikalnog povezivanja mreže tačaka lokalnog premera sa tačkama
Državne referentne mreže, kod praćenja tektonskih pomeranja.
Metode relativnog pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
10
Statička metoda
▪ Iz iskustva se zna da za dužinu od 20 km i 5 vidljivih satelita sa
dobrim rasporedom, period merenja iznosi oko 1 čas.
▪ Duže bazne linije zahtevaju duži period simultanog rada prijemnika.
▪ U određivanju perioda merenja važi opšte pravilo - period merenja
na svakoj stanici iznosi 30 minuta + 20 minuta/10 km.
▪ Nakon prikupljanja dovoljne količine podataka prijemnici se
isključuju i po planu opažanja premeštaju na sledeće tačke.
Metode relativnog pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
11
Statička metoda
Uslovi pri merenju statičkom metodom glase:
▪ Minimalni period opažanja pri merenju baznih linija kraćih od 10 km
iznosi 45 minuta;
▪ Interval registracije treba da iznosi od 5-30 sekundi;
▪ Za vreme trajanja opažačke sesije poželjna je značajna promena
geometrije satelita;
▪ Jednofrekventni prijemnici mogu se koristiti kod kratkih dužina,
kada zahtevi tačnosti nisu maksimalni.
Metode relativnog pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
12
Brza statička metoda
▪ Brza statička metoda se obično koristi kod pogušćavanja postojećih
i uspostavljanja novih geodetskih mreža.
▪ Pre početka merenja vrši se izbor datih tačaka i na taj način stvaraju
se uslovi za povezivanje GPS i postojećeg koordinatnog sistema.
▪ Ova metoda je prelazna varijanta od statičke ka kinematičkoj
metodi.
▪ Postupak rada je skoro istovetan, kao kod statičke metode, ali sa
sesijama od 5-8 min (brza statika).
▪ Kratka zadržavanja na stanicama, prema načinu izvođenja i brzini
pozicioniranja, brzu statiku poistovećuju sa kinematičkom
metodom sa postprocesiranjem.
▪ Ova metoda se zbog toga naziva i pseudokinematička metoda
relativnog pozicioniranja.
Metode relativnog pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
13
Brza statička metoda
▪ Radi kontrole i veće pouzdanosti merenja vrši se ponovno posedanje
tačaka ili rad sa dve baze.
▪ Između prvog i drugog posedanja tačke treba da prođe najmanje sat
vremena (da bi se značajno promenila konstelacija satelita).
▪ Prednost u odnosu na klasični koncept statičke metode je mnogo veći
učinak sa malom razlikom u kvalitetu dobijenih ocena koordinata
položaja.
▪ Prednost u odnosu na kinematičku relativnu metodu: nije kritično
gubljenje veze sa satelitima i u toku prelaska na sledeću stanicu nije
neophodan kontakt sa satelitima, čak prijemnici mogu biti isključeni.
▪ S obzirom na relativno dobru tačnost pozicioniranja i efikasnost u
smislu brzine izvođenja premera, ova metoda je našla veliku primenu u
geodeziji (pogušćavanje postojeće mreže tačaka radi izvođenja
premera zemljišta)
Metode relativnog pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
14
Reokupaciona metoda
▪ Jedan prijemnik nepokretan, drugi se kreće
▪ Ista tačka se meri bar dva puta, u razmaku od minimum sat vremena
▪ Minimum 5 vidljivih satelita, dužina sesije 5min+1min/km
▪ Registracija podataka na svakih 5sec ili kraće
▪ Tačnost pozicioniranja: 5 do 10mm+1ppm
Metode relativnog pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
15
Kinematička metoda u realnom vremenu (RTK metoda)
▪ Jedan prijemnik nepokretan, drugi se kreće
▪ Pre početka merenja rover se mora inicijalizovati
▪ Inicijalizacija se obavlja u pokretu (on-the-fly)
▪ Rover mora sve vreme pratiti satelite, u suprotnom se mora ponovo
inicijalizovati
▪ Period merenja nekoliko sekundi
▪ Preciznost od 2 do 5 centimetra
▪ Podaci dostupni na terenu
Kinematička metoda u naknadnoj obradi (Post-Processing Kinematics –
PPK)
▪ Duže vreme inicijalizacije
▪ Veća preciznost
Metode relativnog pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina
16
Stani-kreni metoda (Stop and go)
▪ Jedan prijemnik nepokretan, drugi se kreće
▪ Inicijalizacija rovera pre početka merenja
▪ Rover mora sve vreme da ima konekciju sa satelitima, u suprotnom se
mora ponovo inicijalizovati
▪ Period merenja do 30 sekundi
▪ Preciznost reda nekoliko centimetra
Metode relativnog pozicioniranja
Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina