GPS del 2. Sadegh Jamali

Transkript

1 GPS del 2 Sadegh Jamali Baserat på material från: Mohammad Bagherbandi, Stig-Göran Mårtensson, Faramarz Nilfouroushan (HIG); Lars Ollvik och Sven Agardh (LTH) 1

2 GPS-mätmetoder

3 Absolut positionering (en mottagare) Relativ positionering (minst två mottagare) Känd punkt Principen för absolut positionering. Lantmäteriet Principen för relativ positionering. Lantmäteriet 3

4 Absolut positionering Relativ positionering mottagares positionen bestäms direkt i förhållande till satelliterna. mottagares positionen bestäms relativ till en eller flera kända punkter endast en mottagare. fler än en mottagare mätosäkerheten är stor flera felkällor elimineras känd punkt4

5 Absolut positionering Kodmätning: Efter Taylorutvecklingen: Minsta-kvadratlösningen: A d X = (L L 0 ) + V d X = (A T PA) 1 A T P λ 5

6 Relativ positionering känd punkt OBS Samtidiga observationer från två eller flera mottagare 6

7 Relativ positionering- enkeldifferens Fasmätning: 7

8 Relativ positionering- dubbeldifferens Minsta-kvadratlösningen: A d X = (L L 0 ) + V Känd punkt d X = (A T PA) 1 A T P λ 8

9 Relativ positionering- dubbeldifferens OBS Här finns det flera satelliter. A känd punkt B 9

10 Satellit positionering typer Statisk Kinematisk 10

11 Statisk relativmätning En GNSS-mottagare står då och loggar bärvågsdata i allt från några minuter till flera timmar. positionen erhålls genom efterberäkning (post -process). (fasmätning) Hoffman-Wellenhof et al. (2001) Mätosäkerheten blir 0,5-2 cm, delvis beroende på hur länge man loggat data (ju längre tid desto lägre osäkerhet). 11

12 kinematisk relativmätning Källa: Lantmäteriet Vid kinematisk mätning bestämmer mottagaren sin position under rörelse. Kinematisk relativmätning är en efterberäkningsmetod 12

13 Differentiella metoder Samma princip för relativ och differentiell positionering Skillnaden: relativmätning är en efterberäkningsmetod medan differentiell mätning är en realtidsmetod (koordinaterna beräknas direkt i fält) Differentiella metoder: kodobservationer (DGPS-metoden), eller både kod- och fasobservationer (RTK-metoden). 13

14 RealTid Kinematisk, RTK 1. single RTK (en referensstation) Med hjälp av en radiolänk mellan referensmottagare och rörlig mottagare (rover), korrektioner skickas till en eller flera rörliga mottagare. vanligaste mätmetoden (cm-nivå noggrannhet) Rover 14

15 2. Nätverks-RTK (två eller flera referensstationer) Sverige är världsledande i Nätverks-RTK. Korrektioner skickas ut från fasta referensstationer. cm-noggrannhet i hela landet. SWEPOS stationer Nätverks-RTK, Källa Lantmäteriet, Swepos.lmv.lm.se

16 Osäkerhet för GPSmätmetoderna

17 Absolutmätning Relativmätning PPP (Precise Point Positioning): två-frekvensmottagare, fas+kod mätningar, efterberäkning osäkerhet cm-nivå för PPP osäkerhet ~ cm statisk kinematisk osäkerhet ~10 m osäkerhet ~ 1-3 cm 17

18 (kinematisk) (kinematisk) (absolut) (statisk) (kinematisk) (kinematisk) (statisk) 18

19 GPS-instrument

20 Garmin, Magellan etc. Trimble: GeoExplorer, Pathfinder Leica: GS5, GS20, GS50 Geodetisk mottagare (nästa sidan)

21 Geodetisk mottagare Leica Geosystems GX 1230 GG Topcon HiPer+ Trimble R8

22 Referenssystem som används i GPS

23 Vilket referenssystem använder GPS? World Geodetic System 1984 (WGS 84) jordens form Ellipsoid (jordens matematiska form) ellipsoid karaktäriseras a = halva storaxeln b = halva lillaxeln f = avplattningen f = ( a - b ) / a 23

24 Sveriges äldre jordellipsoid Sveriges nya jordellipsoid WGS 84 24

25 Vilket referenssystem använder Nätverks-RTK? SWEREF 99 (Nationella plana system) SWEREF 99 realiseras av SWEPOS-stationerna. SWEPOS: ett svenskt nät av referensstationer för GNSSmätningar. Mer information om SWEREF 99 : 25

26 Sammanfattningsvis Idag används GNSS för många olika ändamål. Inmätning Utsättning Noggrann positionsbestämning (deformationsmätning). Banbestämning (t.ex. bestämning av position och orientering laserskanner etc.) 26

27 Det finns olika sätt att utföra GNSS-mätningar. Man kan dela in sätten beroende på: 1) hur många mottagare som används: a. absolutmätning - en mottagare b. relativmätning - två eller flera mottagare; en referensmottagare är placerad på en känd punkt 27

28 2) om mottagarna står stilla eller rör sig under mätningen: a. statisk mätning b. kinematisk mätning 3) bearbetningstillfället: a. realtid b. efterbearbetning 28

29 4) vilka GPS-observationer som används: a. kodmätning endast kodobservationer b. fasmätning både fas- och kodobservationer 5) vilka bärfrekvenser används vid mätning a. enkelfrekvensmätning mätningarna (kod- och fas-) utförs bara på L1- frekvens b. tvåfrekvensmätning mätningarna utförs både på L1 och L2-frekvens 29

30 Ytterligare information om GNSS lantmäteriet hemsidan 30

31 GNSS och RTK framtiden. 31

32 Videoklipp: Extraläsning: 32