[Home Page]

Ruční GPS a mobilní mapování

Globální systém určování polohy (GPS) vnesl revoluční změny do měřické a mapovací praxe. Jeho nynější vývoj vede k poskytování spolehlivějších, integrovaných a civilně řízených služeb, které jsou široce využívány díky vzrůstající dostupnosti produktů, pružnosti a přenosnosti, při relativně nízkých cenách.

GPS poskytuje uživatelům možnost určování poloh s přesností od milimetrů do cca 10 až 30 metrů, podle užitých zařízení. Nejnovější vývoj umožňuje navigaci a sledování pohyblivých objektů, vozidel, zařízení a dokonce i jednotlivých osob. Vypnutí SA (Selective Availability) na družicích systému v roce 2000 podstatně usnadnilo život výrobcům ručních GPS přijímačů; ty dnes mohou dát přesnost polohy i lepší než 2 m. To postačí pro mnohé požadavky velkoměřítkového mapování a pro všechna střední měřítka. Mobilita, standardní interface, softwarová a GIS kompatibilita umožňuje s těmito přístroji nejen tradiční zaměřování, jako je shromažďování dat topografických, ale i shromažďování a údržbu dat pro GIS v reálném čase.

Uplatnění technologie GPS v mobilních mapovacích systémech (MMS, Mobile Mapping System) je v tomto směru velkým pokrokem. Diferenční GPS (DGPS) je pro MMS inovací s významným zvýšením přesnosti. MMS snižuje náklady a dobu potřebnou na polní práce a umožňuje zjišťovat současně polohy i atributy objektů - s využitím dálkově přejímaných dat. MMS tak umožňuje archivovat a revidovat (doplňovat) údaje bez nutnosti opakovaných polních kampaní. MMS se hojně užívá v terénu při inventarizaci cest, přírodních zdrojů, při katastrálním zaměřování, pro potřeby městských správ, dokumentaci k uplatňování zákonů, při zaměřování následků přírodních katastrof atd.


GPS mapování

Výrobci ručních GPS přístrojů stále pokračují v jejich miniaturizaci a v jejich vybavování novými funkcemi. Jednou z nejnadějnějších je technologie »vestavěných« základních map a prostředky ke stažení map doplňkových. Je již řada výrobků s těmito možnostmi od firem jako Garmin, Magellan nebo Lowrance (výčet nalezneme v textu příslušného odstavce a podrobnosti o některých z nich v tabulce 1 originálu článku). Mapy jsou zobrazovány v různě nastavitelné grafice navigačních displejů. Ceny takto vybavených GPS přijímačů jsou v rozmezí cca 200 - 400 US$. Bývají to dvanáctikanálové přijímače, mající kapacitu pro záznam poloh 500 - 700 bodů trasy, třeba pro použití v příštích dnech, s možností jejich přenosu do/ z počítače např. při optimalizaci příští cesty. Některé z ručních GPS přijímačů jsou spojeny s mobilními telefony, což umožňuje např. předávání polohových údajů mezi dvojicí přístrojů.


GPS mapování a shromažďování a údržba dat GIS

Pro GPS mapování a shromažďování/údržbu dat GIS je na trhu řada vhodných výrobků např. firem Trimble nebo Magellan (jsou v originálním textu příslušného odstavce a podrobnosti o některých v tabulce 2 tamtéž). Trimble GeoExplorer 3 a Magellan ProMARK mají asi stejnou velikost (21 x 9 x 5 cm) a hmotnost (méně než 1 kg), srovnatelnou kapacitu paměti (1/4 MB), mají 10 až 12 simultánních kanálů, přesnost poloh z DGPS na úrovni prvních jednotek metrů, výstupy NMEA (»navigační«). ProMARK umí zpracovávat v reálném čase korekce DGPS. Obě uvedená zařízení mohou být použita v řadě aplikací.


Mobilní mapování
Koncepce systému mobilního mapování a jeho vývoj

Koncepce mobilního mapování byla iniciována Centrem pro mapování USA (sponzorovala NASA) a kanadskou Univerzitou v Calgary. Centrum definovalo, že MMS (mobilní mapovací systém) je mobilní plošina, na níž je integrována řada senzorů a měřících systémů, které provádějí téměř kontinuální určování trojrozměrných poloh jak vlastní plošiny, tak i simultánně shromažďovaných geoprostorových dat (míní se data o okolí). Univerzita ve své definici zdůrazňuje, že MMS pracuje v autonomním režimu bez navazování na pozemní geodetické body. MMS mohou být používány na pozemních vozidlech, ve vrtulnících či v letadlech. Jádrem MMS jsou navigační inerciální systémy (INS, gyroskopy a akcelerometry), GPS přijímače a další zařízení, jako počítače překonané vzdálenosti, barometry, sklonoměry, laserové skenery, kamery aj. První MMS se objevily počátkem 80. let a v polovině let devadesátých začaly přecházet k digitálnímu zobrazování a k přesné navigaci (tabulka 2 v originálním textu ukazuje vybavení sedmi typů MMS z té doby. Všechny mají GPS a CCD nebo VHS kamery, a proklamují přesnost I1 - 2 m). Tato tendence pokračuje. Tak Ohio State University vyvíjí integrovaný systém GPS/INS/CCD určený pro přesné (na cm úrovni) monitorování středové čáry a okrajů dálnice.


Komerčně dostupné MMS a jejich typické znaky

Je řada komerčně dostupných MMS, z nichž šest je v tabulce 4 originálního textu. Např. systém VISAT Van má dva L1/L2 GPS přijímače, INS (asi kvůli tomu protiblokovací systém), 8 digitálních kamer, řídící jednotku zobrazování. Určuje vlastní polohu s přesností 0,3 m a polohu objektů relativně k vozidlu s přesností 0,1 m do vzdálenosti 35 m. Je schopen pracovat při rychlosti až 60 km/h, a to i v městské zástavbě, kde samotné GPS pracuje s obtížemi. Na obr. 1 v článku je snímek vozidla (trochu větší dodávka), kde je to vše smontováno a na obr. 2 je vzorové blokové schéma toku informací v takovém systému. Jiné MMS se liší hlavně počtem a typy kamer.


Závěry

Ruční GPS přístroje s cenami pod 1 000 US$ se staly progresivním a multifunkčním prostředkem pro navigaci a zeměměřictví, zejména pokud jde o GPS mapování a shromažďování i údržbu dat GIS. MMS se již řadu let využívají při zaměřování dopravních cest. Inovace, které proběhly od počátků v osmdesátých letech, tj. integrace GPS (a DGPS), INS a digitálních kamer s vysokým rozlišením, učinily z MMS vysoce přesné a výkonné systémy pro měřické práce. Řada z nich je komerčně dostupná pro různé aplikace. A řada dále zdokonalovaných je ve vývoji.

B. XIAO, K. ZHANG

vyvěšeno: 17.03.2004
ID článku: 1136
další informace: www.vugtk.cz/nzk/c5-02/xiao.htm


Z časopisu Zeměměřič č. 03-03
[Server] GPSNZK [Pošta]