[Home Page]
   Ověření přesnosti technologie firmy by/S@T
a některé možnosti využití

        Firma by/S@T nabízí uživateli technologii měření GPS v síti permanentních referenčních stanic a garantuje pro uživatele dva základní parametry:
  1. 1 - 3 cm absolutní přesnost ve WGS84/ ETRS89,
  2. nezávislost na vzdálenosti od referenční stanice.

        V současné době je v jižním Bavorsku firmou by/S@T provozována síť 9 referenčních stanic rozmístěných ve vzdálenostech 50 - 70 km a v pátek 24. března 2000 byl firmou VIAGEOS s.r.o. na okraji této sítě proveden test za účelem ověření přesnosti výsledků měření GPS technologií by/S@Tu. Tento test byl v podstatě opakováním testu ze 14. 3. (neúspěšného pro technické problémy na straně by/S@Tu), kterého se spolu s firmou VIAGEOS s.r.o. zúčastnila také firma GEODÉZIE Krkonoše s.r.o.
        K testovacímu měření byla vybrána lokalita u městečka Marktschwaben, asi 15 km východně od okraje Mnichova, která se nachází na okraji dosahu tří ref. stanic a je v ní stabilizován bod o známých souřadnicích systému WGS-84. Výběrem lokality byly sledovány dva cíle:
  1. co největší vzdálenost od ref. stanic,
  2. měření na takovém místě, které je "ještě v síti" a není nutná extrapolace dif. korekcí vně sítě ref. stanic. Navíc zde nelze opominout ani případný rušivý vliv Mnichovské městské aglomerace.

        Snahou testu bylo porovnat nejen přesnost měření opakovaného s časovým odstupem na témže bodě, ale také deklarovanou absolutní přesnost v souřadnicovém systému WGS84/ETRS89. Proto byl nad bodem o známých souřadnicích, které byly použity jako fixní, a třemi dalšími blízkými (cca 150 m vzdálenými) přechodnými stanovisky proměřen čtyřúhelník včetně úhlopříček. Jako přech. stanovisko byly použity stativy s podložkami a bylo tak možné měření provést na nucených centracích. (Výšky antén byly vztaženy k horní ploše anténních adaptérů.) Jednotlivé vektory byly pro dosažení skutečné nezávislosti měřeny pouze 2 dvoufrekvenčními aparaturami Trimble 4000 Ssi s anténami Compact L1/2 se základnovým talířem rychlou statickou metodou po dobu 25 minut s elevační maskou 15o a intervalem záznamu 5 vteřin. Měření bylo zpracováno postprocesingem firemním softwarem GPSurvey 2.35. Uzávěry v obrazci a také v jeho jednotlivých částech nepřekročily hodnotu 5 mm a vyrovnané souřadnice pak posloužily jako srovnávací etalon.
        Dále byla provedena pracovníky firmy by/S@T opakovaná observace nad všemi body s odstupem 30 minut. Při první observaci byla při přechodu mezi body použita metoda stop-and-go, při druhé observaci bylo měření na každém bodě vždy zahajováno zapnutím přístrojů a přihlášením do sítě. Během měření byly také sledovány časy potřebné pro přihlášení se do sítě, pro počáteční inicializaci měření a při metodě stop-and-go čas pro určení dalšího bodu.
        Rozbor výsledků je zřejmý z níže uvedené tabulky, maximální rozdíl od daných souřadnic činil 33 mm ve směru poledníku, 25 mm ve směru rovnoběžky a 21 mm ve výšce, max. rozdíl pro dvojicí měření činil 19, 24 a 21 mm a lze říci, že takto provedený test potvrdil oba deklarované parametry. Dále bylo zjištěno, že v rámci testu nepřesáhl čas potřebný pro přihlášení do sítě 4 minuty, počáteční inicializace měření trvala maximálně 5 minut (jeden případ, ostatní do 3 minut) a měření na bodě při použití metody stop-and-go bylo dlouhé 5 - 15 vteřin.

        Měření v síti referenčních stanic firmy by/S@T znamená značné zjednodušení práce a zvýšení efektivity v celé řadě geodetických i ne zcela ryze geodetických aplikací GPS.
Například:
        Sběr dat pro gis. Při podobné náročnosti měřických prací získáme řádově přesnější informace o poloze.
        Mapování, geometrické plány, zaměřování skut. stavu. Odpadá budování polygonových pořadů, případně potřeba vlastní ref. stanice a postprocesing.
        Letecká fotogrammetrie. Podstatně jednodušší zaměření vlícovacích bodů, zlepšení navigace letadla a určování polohy fotogrammetrické kamery.
        Bodové pole. Ve většině případů není nutné jeho budování. Podrobný bod je určen přímo s dostatečnou přesností.
        Vyhledávání podzemních sítí. Téměř okamžitě jsou k dispozici dostatečně přesné souřadnice. K vlastnímu měření postačuje pouze jeden člověk a jedna aparatura.
        Vytyčovací sítě liniových staveb. Pokud je deklarovaná přesnost shledána jako postačující, výrazným způsobem se zjednoduší budování vytyčovací sítě, v některých vhodných případech může odpadnout úplně.
        Pozn.: Je jasné, že výše uvedené příklady nemohou postihnout veškeré možné aplikace GPS a uvedené výhody nelze využít obecně, ale pouze tam, kde lze GPS nasadit. Měření v síti ref. stanic neodstraní trvalé překážky pro měření GPS jako jsou např. zákryty.

        Možné výhody měření v síti ref. stanic bych rád podrobněji popsal na příkladu měření GPS, které provádí firma VIAGEOS s.r.o. Úkolem firmy je vytvoření digitální mapy silniční sítě České republiky z novoměřických dat, kdy osa komunikace a poloha středů křižovatek bude určena s přesností do 10 cm a souřadnice budou odevzdány v obou národních souřadnico- vých systémech, tedy v S-JTSK a ETRS89.

        Jakou technologii tedy bylo nutné zvolit?
        Nejprve byla vyloučena kódová měření vzhledem ke své sice submetrové, ale pro tuto práci nízké přesnosti.
        Z fázových měření pak musela být s ohledem na vzálenost od ref. stanice a problémy s rádiovým spojením vyloučena kontinuální kinematická metoda v reálném čase.
        Pro problémy s přerušováním satelitních signálů způsobené zákryty v lesnatých úsecích, stromořadími podél komunikací, ale také jednotlivými stromy, které enormě, i při využití inicializace on-the-fly, zvýšily časovou náročnost postprocessingových výpočtů a zásadním způsobem snížily spolehlivost výsledků, musely být jako nevhodné označeny i kinematické metody zpracovávané postprocessingem.
        Po rozboru výsledků testovacích měření se ukázalo jako nejvhodnější zaměřit pomocí rychlé statické metody nebo kinematické metody stop-and-go s prodlouženou inicializací on-the-fly zastabilizované středy křižovatek a další nezbytně nutný počet bodů potřebných pro udržení přesnosti trajektorie osy komunikace získané metodou ARAN (Automatic Roadware ANalyzer) po projetí příslušné komunikace technologickým vozidlem. Tato trajektorie je navíc pro hrubou nezávislou kontrolu snímána souběžným kódovým měřením, při využití ref. stanice měřící pro rychlá statická měření. Pracovní den pak při optimálním využití 4 aparatur obnáší nasazení 7 osob, 4 vozidel a 4 dvoufrekvenčních aparatur. To klade značné nároky na organizaci práce a zároveň vyžaduje dalšího pracovníka pouze pro zpracovávání, předávání a zálohování naměřených dat. Navíc takovéto optimální nasazení není možné každý den, neboť rychlost postupu stabilizačních prací je rozdílná od rychlosti získávání dat metodou ARAN. Tímto postupem jsme schopni předávat zadavateli zhruba 4500 km zaměřené silniční sítě ročně.
        Měřením v síti referenčních stanic shora uvedených parametrů, by v organizaci práce mohlo dojít k několika změnám, které by zásadním způsobem ovlivnily efektivitu prací na zadaném úkolu.

  1. při stabilizaci prováděné faststatické měření by netrvalo déle než 8 minut (přihlášení do sítě a prvotní inicializace by pravděpodobně musela probíhat vždy znovu na každém bodě). To představuje úsporu času jedné dvoučlenné skupiny asi o 1/4.
  2. Obsluha vlastní referenční stanice by při posílení o jednu osobu mohla vykonávat stejnou činnost jako stabilizační měřická skupina.
  3. Každá měřická skupina by mohla pracovat zcela samostatně, tím odpadá složité plánování při optimalizaci organizace přesunu ref. stanice a následný vynucený prostoj ostatních měřických skupin.
    Z uvedených tří bodů vyplývá, že produktivita práce stabilizačních měřických skupin by při zachování počtu aparatur (3) a vozidel (3) a posílení o jednoho polního pracovníka stoupla zhruba na čtyřnásobek. Navíc prací v reálném čase odpadají veškeré nároky na postprocessingové zpracovávání dat, tzn. úsporu jednoho pracovníka.
  4. Při měření technologickým vozidlem se systémem ARAN by zcela odpadla potřeba vlastní ref. stanice a kontrolní kódové měření by se mohlo změnit v kontrolní měření na fázi a tím by mohla být v otevřených úsecích trajektorije komunikace získána ještě jednou zcela nezávisle s dostatečnou přesností. Navíc by bylo zároveň provedeno nezávislé kontrolní určení polohy všech při stabilizaci zaměřených bodů.

        Je vidět, že například při této aplikaci by měření v síti zvýšilo produktivitu práce až 4x a navíc by přineslo vzhledem k nezávilým kontrolám nepoměrně vyšší spolehlivost výsledků. Není tedy příliš odvážné vyslovit předpoklad, že při vhodné konstelaci všech dalších vnějších vlivů (počasí, technický stav vozidel a ostatních prac. prostředků, potřeba odpočinku pracovníků, jejich zdravotní stav, pracovní náročnost ostatních zakázek apod.) by zpracování 18 000 km silniční sítě I. a II. tříd trvalo místo 4 let jeden rok.

Článek rovněž zazněl jako referát na sympoziu o DGPS, 30.března 2000 v Průhonicích bysat

    Ing. Pavel Taraba

č.b.

B

[m]

L

[m]

H(ell.)

1

daná

48

11

10.40250

11

52

48.84117

546.813

1

1.měř.

10.40290

48.84123

546.780

1

2.měř.

10.40346

48.84163

546.786

odch.

d-1.

-0.00040

-0.012

-0.00006

-0.001

0.033

odch.

d-2.

-0.00096

-0.030

-0.00046

-0.009

0.027

odch.

1.-2.

-0.00056

-0.017

-0.00040

-0.008

-0.006

2

daná

48

11

11.44493

11

52

52.46919

547.224

2

1.měř.

11.44537

52.46929

547.211

2

2.měř.

11.44572

52.47047

547.231

odch.

d-1.

-0.00044

-0.014

-0.00010

-0.002

0.013

odch.

d-2.

-0.00079

-0.024

-0.00128

-0.026

-0.007

odch.

1.-2.

-0.00035

-0.011

-0.00118

-0.024

-0.020

3

daná

48

11

9.72879

11

52

53.32861

546.861

3

1.měř.

9.72961

53.32923

546.877

3

2.měř.

9.72901

53.32900

546.871

odch.

d-1.

-0.00082

-0.025

-0.00062

-0.012

-0.016

odch.

d-2.

-0.00022

-0.007

-0.00039

-0.008

-0.010

odch.

1.-2.

0.00060

0.019

0.00023

0.005

0.006

REF

daná

48

11

10.21270

11

52

50.8329

544.820

REF

1.měř.

10.21340

50.8334

544.820

REF

2.měř.

10.21375

50.8326

544.799

odch.

d-1.

-0.00070

-0.022

-0.00050

-0.0100

0.000

odch.

d-2.

-0.00105

-0.033

0.00032

0.006

0.021

odch.

1.-2.

-0.00035

-0.011

0.00082

0.016

0.021


Z časopisu Zeměměřič č. 6+7/2000
[Server] [GPS] [Pošta]