Porovnání přesnosti a parametrů různých GPS přijímačů Porovnání přesnosti a parametrů různých GPS přijímačů a testování nástrojů pro transformaci dat mezi a testování nástrojů pro transformaci dat mezi souřadnicovými systémy WGS-84 a S-JTSKsouřadnicovými systémy WGS-84 a S-JTSK

Vedoucí diplomové práce: Ing. David Vojtek

Autor: Radim Brix

Studijní skupina: G562

Školní rok: 2004/2005

Vysoká škola báňská - Technická univerzita OstravaHornicko - geologická fakulta

Institut geoinformatiky

Cíle diplomové práceCíle diplomové práce

• provést porovnání parametrů a přesností GPS přijímačů dostupných na institutu geoinformatiky

- na základě parametrů udáváných výrobcem

- na základě měření

• otestovat přesnost a vhodnost programů pro transformaci dat mezi souřadnicovými systémy WGS-84 a S-JTSK

Systém GPSSystém GPS

• globální polohový navigační systém vyvinutý armádou USA

• do plného provozu byl uveden roku 1987

• skládá se ze tří segmentů:

- kosmický (družice, v současné době 27)

- řídící (5 monitotovacích stanic + 3 stanice pro komu-

nikaci s družicemi)

- uživatelský (GPS přijímače)

GPS přijímačeGPS přijímače

• Fortuna Clip-On Bluetooth

• Garmin Geko 301

• Pathfinder ProXL

• Pretec Compact GPS

• Trimble GeoXT

Porovnání GPS přijímačůPorovnání GPS přijímačů

Parametry získané od výrobců:

• Velikost a váha • Spotřeba • Výdrž baterií • Provozní teplota • Vlhkost• Nadmořská výška • Maximální rychlost pohybu • Parametr TTFF • Přesnost • Cena

Porovnání GPS přijímačůPorovnání GPS přijímačů

Tabulka hodnocení parametrů udávaných výrobcem:

Systém vah a bodů. 5 - nejlepší, 1- nehorší

Porovnání GPS přijímačůPorovnání GPS přijímačů

Pořadí GPS přijímačů podle získaných bodů:

1. 33,6 bodů Geko 3012. 30,1 bodů GeoXT3. 30,0 bodů Fortuna4. 28,2 bodů Pretec5. 21,5 bodů Pathfinder

Měření s GPS přijímačiMěření s GPS přijímači

• měření byla prováděna v katastru Ostrava – Poruba

• dva druhy měření: statické – měření na jednom bodě dynamické – mapování předem určené trasy

• podmínky měření lepší podmínky – min. 8 viditelných družic, parametr PDOP < 2

horší podmínky – < 8 viditelných družic, parametr PDOP > 2

Měření s GPS přijímačiMěření s GPS přijímačistatická měření

• vybrány 4 body, ke třem zjištěny z databáze ČÚZK

přesné souřadnice ve WGS-84

• 4 bod v lese

• měření - 10 min, prováděno průměrování

• průběh měření zapisován do GPS Tracklogu (vývoj

parametru PDOP a počet použitých družic během měření)

• celkem provedeno 40 měření

dynamická měření

• 3 trasy – volná obloha, les, zástavba

• zaznamenáván GPS Tracklog

• celkem provedeno 36 měření

Měření s GPS přijímačiMěření s GPS přijímači

• k plánování měření dle daných podmínek byl používán programový prostředek Trimble Planning v 2.7

• u statických měření byly pro jednotlivé body vytvořeny masky překážek pro přesnější plánování

• masky slouží programu k vyhodnocení viditelnosti jednotlivých družic z daných bodů

Na Fojtství U Fak. nemocnice U VŠB

Přesnost měření – Na FojtsvíPřesnost měření – Na Fojtsví

• hodnocení přesnosti polohy

• hodnocení přesnosti výšky

Přesnost měření – U Fak. nemocnicePřesnost měření – U Fak. nemocnice

• hodnocení přesnosti polohy

• hodnocení přesnosti výšky

Přesnost měření – U VŠBPřesnost měření – U VŠB

• hodnocení přesnosti polohy

• hodnocení přesnosti výšky

Přesnost měřeníPřesnost měření

Pořadí:

1. Pathfinder2. Pretec3. Geko 3014. Fortuna5. GeoXT

Výdrž bateriíVýdrž baterií

GeoXT – dodržel výdrž udávanou výrobcemPretec – nemá vlastní zdrojFortuna – o půl hodiny kratší výdržGeko 301 – o hodinu a půl kratší výdržPathfinder – 4 hodiny

Parametr TTFFParametr TTFF

U Pathfinderu a GeoXT byla použita pouze jedna hodnota.

Měřeno 3x a výsledky zprůměrovány.

Hot Start – almanach a efemeridyWarm Start – almanach bez efemeridCold Start – bez almanachu a efemerid

Celkové hodnoceníCelkové hodnocení

Tabulka hodnocení parametrů udávaných výrobcem doplněná o naměřené údaje:

Celkové hodnoceníCelkové hodnocení

Pořadí GPS přijímačů podle získaných bodů:

1. 32,6 bodů Geko 3012. 31,1 bodů Pretec3. 30,7 bodů Fortuna4. 26,3 bodů Pathfinder5. 22,7 bodů GeoXT

Testování programůTestování programů

K testování byly vybrány tyto programy:

• ArcGIS 9.0 – autor firma ESRI• WGS84 – autor Zdeněk Hrdina• Majster – autor Gábor Timár• Matkart 2004 – autor Bohuslav Veverka• TransForm 1.0 – autor Markéta Hanzlová• WGS84 to SHP verze 1.5 – SCHKO České republiky• Tranďák 1.0 – autor Martin Krempl

Testování programůTestování programů

• Deset identických bodů pokrývajících celou ČR• Souřadnice ITRF-97 a S-JTSK

Transformace WGS-84 do S-JTSKTransformace WGS-84 do S-JTSK

Celková přesnost programů:

Problém s programem WGS84 to SHP – 6 z 10 bodů nešlo transformovat

Transformace S-JTSK do WGS-84Transformace S-JTSK do WGS-84

Celková přesnost programů:

Program WGS84 nepodporuje tuto transformaci

Literatura a wwwLiteratura a wwwLiteratura:Rapant P.: Družicové polohové systémy. VŠB - TU Ostrava, 2002. ISBN 80-248-0124-8.  202 stran Hrdina Z., Pánek P., Vejražka F.: Radiové určování polohy. ČVUT, 1999. 259 stran

Hanzlová M.: Program pro transformaci souřadnic mezi souřadnicovými systémy platnými v ČR. VŠB-TU Ostrava, 2001. 50 stran

Hrdina Z.: Transformace souřadnic ze systému WGS-84 do systému S-JTSK. ČVUT Praha,1997. 21 stran

Internet:• http://www.trimble.com• http://www.pretec.com• http://www.fortuna.com.tw• http://www.garmin.com• http://www.navtechgps.com/• http://www.gpsweb.com/• http://www.gpsworld.com• http://www.ha.cz/gps_garmin_emap/levastr.html• http://dataz.cuzk.cz/• http://www.gps.gov/gps/default.htm • http://tvorbamap.shocart.cz/kartografie/systemy.htm • http://www.geospeleos.com/Mapovani/WGS84toSJTSK/wgs84tosjtsk.htm a další

Děkuji za pozornost

radim.brix@centrum.cz