IZ ZNANOSTI IN STROKE = Ghli J na ti .,.,, UDK 528.738:629.783(497.12) GPS ME PSE O NEMATIČNA ODA IZMERE mag. Miran Kuhar, mag. Janez Oven, Simona Savšek-Saftc, mag. Bojan Stopar FAGG-Oddelek za geodezijo, Ljubljana Prispelo za objavo: 25.2.1993 Izvleček Opisana sta izmera in izračun koordinat točk za fotogrametrične oslonilne točke, izmerjene s psevdokinematično metodo sistema GPS. Opisana je psevdokinematična metoda opazovanja, podan je primer izmere 12 točk na območju Pivke. Iz:računane so koordinate točk v sistemu GK in analize natančnosti. Ključne besede:fotogrametrija, Globa! Positioning System, natančnost, oslonilne točke, psevdokinematična metoda, Slovenija UVOD a območju Pivke je bila v decembru z namenom uporabe v fotogrametriji izmerjena mreža 12 točk z GPS psevdokinematično metodo. Primer Pivke je bil izbran, ker je bil v letu 1991 na tem območju izveden CAS in izmerjena navezovalna mreža. Koordinate točk so bile izračunane na Geodetskem zavodu Slovenije, topografije pa hranijo na Geodetski upravi v Postojni. Pri izmeri so bile uporabljene talne točke. DOLOČITEV KOORDINAT OSLONILNIH TOČK Z GPS-jem a določitev fotogrametričnih oslonilnih točk je bilo s psevdokinematično metodo istema GPS izmerjenih 12 točk (Slika 1). Točke so bile razdeljene v dve skupini. Prva skupina so točke z danimi koordinatami GK (5 točk). V skupini so trigonometrične točke 4. reda: 113z, 106z in 175z, trigonometrična točka 3. dopolnilnega reda, točka 104z in navezovalna točka 86. Osem oslonilnih točk (fl, t2, f3, f4, fS, f6, f7 in f8) tvori drugo skupino točk. Le-te so bile izračunane z meritvami GPS-ja. Točka f2 je identična točld 106. Vse točke so dostopne z osebnim avtomobilom. Oslonilnim točkam je bilo treba določiti koordinate v koordinatnem sistemu GK PSEVDOKINEMATIČNA METODA- OPAZOVANJA ahtevana natančnost določitve oslonilnih točk je bila podana glede na natančnost fotogrametrije, in sicer mx = rny = ±0,05 min mz= ±0,10 m. Glede na zahtevano natančnost, zaradi relativno kratkih razdalj (do 5 km) in dobre dostopnosti točk, je bila za določitev novih točk z meritvami GPS-ja uporabljena psevdokinematična metoda, ki zadovoljuje dane zahteve (King 1987). GPS psevdokinematična metoda izmere spominja na kinematično metodo po načinu opazovanj (pridobivanja podatkov) in na statično metodo pri obdelavi podatkov. Metoda je znana tudi pod Geodetski vestnik 37 (1993) imenom statična metoda s presledkom ali prekinjena statična metoda. Za izvedbo psevdokinematičnih meritev sta potrebna vsaj dva sprejemnika z antenama. Pri tipični psevdokinematični izmeri je eden od sprejemnikov na znani točki, z drugim pa se premikamo od točke do točke in na vsaki registriramo podatke 5 do 10 minut. Po približno eni uri se s potujočim sprejemnikom vrnemo na vsako točko še enkrat in ponovno opazujemo 5 do 10 minut. Tuko tvorimo za vsako točko približno enourno opazovanje brez podatkov v sredini (Slika 2). Pomembno je, da isti sprejemnik obišče isto točko dvakrat. Enourni časovni razmik med prvim in drugim obiskom točke je potreben, da se razporeditev satelitov na nebu dovolj spremeni in s tem omogoči določitev neznanega števila celih valov (integer ambiguity). časovni zamik med opazovanji iste točke ne sme biti krajši od 50 minut in ne daljši od 120 minut (Ewing 1990). Slika 1: Točke, na katerih so bila izvedena opazovanja (izsek iz karte 1:50,000) planiranju izmere z GPS psevdokinematično metodo je treba imeti na razpolago 3 iste satelite (bolje 4 ali več), ki bodo na nebu ves čas opazovanja ene grupe točk (dvakratnega obiska vseh točk). V času potovanja med točkami ni potrebno sprejemati satelitskega signala. Če imamo več potujočih sprejemnikov, ki istočasno zbirajo podatke, in so operaterji v radijski zvezi, lahko določimo tudi vektorje med njimi. Pri psevdokinematični metodi ni nujno, da je eden od sprejemnikov na stalni točki, ampak se lahko vsi premikajo. Tu postopek je produktivnejši, posebno v primeru, ko imamo na voljo manjše število sprejemnikov. Na ta način pa pridobimo manj neodvisnih vektorjev. eodetski vestnik 37 (1993) 1 Slika 2: Psevdokinematična metoda izmere (en stalen, en premičen sprejemnik) V našem primeru srno izmero točk opravili s tremi dvofrekvenčnirni sprejemniki GPS Ashtech XII. Opazovanja so bila izvedena 16. decembra 1992. Planiranje opazovanj je bilo opravljeno glede na metodo izmere, razporeditev satelitov in število sprejemnikov, kar Je pri učinkovitosti odločilnega pomena. Razporeditev satelitov (do sedaj je lansiranih 20 satelitov) je dopuščala opazovanja med 10.15 in 12.05 in od 12.45 naprej po lokalnem času. Potrebni čas opazovanj, skupno s potovanji med točkami, z dvema sprejemnikoma, bi bil 8 ur, s tremi sprejemniki pa 4 ure. Opazovanja so potekala v dveh sekcijah. V obeh sekcijah je bil en sprejemnik na stalnem mestu, dva sta bila potujoča. Opazovanja s potujočima sprejemnikoma so potekala sočasno (radijska zveza) tako, da je bilo mogoče med vsemi točkami izračunati 18 vektorjev. Potek meritev po posameznih sekcijah je bil naslednji: l. sekcija . Začetek ·.··.· ... ··.· .. · · .. · ... • · · •· · ... · · ·· · . . . . . · . ·· · . ·.·.·.·. s. pre. ;iem.ni.k. ·. ·. ·• . . opaw:vanja > KJ:necopaiovanja 1 > -c:· -,i - > ·•• · .... · •.··.· '2 > .. 10.15 10.23 104 f3 10.33 10.41 104 175 10.52 11.02 104 f6 11.12 11.20 104 f3 11.30 11.38 104 175 11.48 11.57 104 f6 Geodetski vestnik 37 (1993) 1 Sprejemnik . .3. f1 86 f2 f1 86 f2 2. sekcija ir Začetek Sprejemnik Sprejemnik Konec opazovanja .· opazovanja ·. 1 ·. ·. 2 ·. 12.50 13.03 86 104 13.18 13.26 86 f8 13.45 13.55 86 f5 14.10 14.18 86 104 14.32 14.41 86 f8 14.53 15.05 86 f5 Realni čas opazovanja je razviden iz preglednic sekcije 1 in sekcije 2. PSEVDOKINEMATIČNA METODA- RAČUNANJA Sprejemnik 3 113 f4 f7 113 f4 f7 S programom za obdelavo GPS opazovanj smo izračunali 18 prostorskih vektorjev (Slika 3) in njihovo nata.nčnost. Vektorje smo nato izravnali v mreži s programom Columbus. Mrežo smo najprej izravnali kot prosto mrežo na elipsoidu, tako da smo privzeli za dane koordinate ene točke ( 3. Pri opazovanjih v Pivki sta bila: rms: 0,003 < rms < 0,04, ratio: 25 < ratio < 284. Srednji pogreški izmerjenih koordinatnih razlik vektorjev po posameznih oseh so bili od 3 do 61 milimetrov. Pred izravnavo mreže so bila izračunana odstopanja zapiranja likov (trikotnikov in četverokotnikov). Odstopanja so bila v mejah natančnosti srednjih pogreškov vektorjev. Pri izračunu mreže iz prostorskih vektorjev je podana tudi natančnost vsake točke v mreži (Slika 4). Odstopanja v osi Y so med 11 i1,132 mm, v osi X med 9 in 28 mm in v osi Z med 27 in 61 mm, kar kaže, da so višine točk dvakrat slabše določene kot položaj. Na to lahko vplivajo slabe višine danih točk ali pa je elipsoid slab približek za geoid. Neodvisno kontrolo smo naredili na točki 106 ( ena od fotogrametričnih točk), ki je imela dane GK koordimi,te. Odstopanja na točki 106 so: /J. Y == /J.X == 0,01 min /J.Z = 0,07 m. ZAKLJUČEK Meritve v Pivki so pokazale, da je psevdokinematična metoda meritev v sistemu GPS-ja primerna in učinkovita pri meritvah v mrežah, kjer razdalje niso daljše od nekaj kilometrov. Zaželjeno je, da so točke lahko dostopne. Psevdokinematična metoda bi bila primerna za nove lokalne mreže, navezovalne mreže ali mreže fotogrametričnih oslonilnih točk. Vira: Ewing, B., 1990, Psevdokinematic GPS far the surveyor, GPS World, Chester, sept.-okt., 50-52. King, R. W., Masters, E.G., 1987, Surveying with GPS, Duemmlers Verlag, Bonn. Recenzija: Dušan Miškovic Barbara Sušnik eodetski vestnik 37 (1993) 1