Användarmanual för RUFRIS i GeoPad

Transkript

1 Användarmanual RUFRIS

2 Användarmanual för RUFRIS i GeoPad RUFRIS i GeoPad All rights reserved. No parts of this work may be reproduced in any form or by any means - graphic, electronic, or mechanical, including photocopying, recording, taping, or information storage and retrieval systems - without the written permission of the publisher. Products that are referred to in this document may be either trademarks and/or registered trademarks of the respective owners. The publisher and the author make no claim to these trademarks. While every precaution has been taken in the preparation of this document, the publisher and the author assume no responsibility for errors or omissions, or for damages resulting from the use of information contained in this document or from the use of programs and source code that may accompany it. In no event shall the publisher and the author be liable for any loss of profit or any other commercial damage caused or alleged to have been caused directly or indirectly by this document. Printed: 2017 in Stockholm

3 Innehåll Innehåll 1 Introduktion till RUFRIS Stationsetablering med GeoPad Generellt om RUFRIS etablering 3 Referenser

4 RUFRIS i GeoPad 1 Introduktion till RUFRIS Bakgrund till RUFRIS RUFRIS står för RealtidsUppdaterad FRI Station. Du etablerar en RUFRIS genom att mäta in ett antal punkter med både GNSS och totalstation samtidigt. Utifrån dessa mätvärden koordinatberäknas en RUFRIS och därefter är du klar att utföra din inmätning / utsättning. Metoden innebär att stationsetablering kan ske utan föregående inmätning av fasta stompunkter. GeoPad + GNSS-antenn + Prisma RUFRIS-tekniken bygger på en mätstång som är kombinerad med både GNSSantenn och prisma. Med GeoPad kan du därmed få mätvärden från både GNSS och totalstationen samtidigt. En RUFRIS etableras genom att du mäter in ett antal punkter med både RTK och totalstation simultant. För att detta ska vara möjligt krävs att avståndet mellan GNSS-antennens referenspunkt (ARP) och prismat är känt och definierat i instrumentets konfiguration/mätprofil. Kortfattat ställer man upp totalstationen, mäter mot ett antal bakobjekt till dess att den fria stationens koordinater och orientering är beräknad med tillräcklig noggrannhet. Samtidigt som totalstationen mäter, lagras data från GNSS. Mjukvaran i GeoPad koordinatberäknar din RUFRIS, genom att kombinera mätvärden från GNSS med längder och vinklar från totalstationen, så att du snabbt och enkelt ska kunna arbeta med inmätning och utsättning. Fördelar Varför RUFRIS? Metoden är framförallt användbar i situationer där man saknar tillgängliga Ger koordinater direkt i fält. Orientering skattas direkt i fält. Snabb uppstart av inmätning. Inga punktmarkeringar behövs, därmed påverkas inte mätningarna av eventuella rörelser i marken. Flexibel placering av station. stompunkter och där man eftersträvar hög relativ noggrannhet. Vad är RUFRIS? En metod att utföra inmätningar utan att etablera fasta stompunkter. Stationens koordinater beräknas utifrån simultan mätning med totalstation och RTK. Varje inmätt punkt bidrar till en förbättrad noggrannhet på stationen. Detta ger i sin tur en succesiv förbättring av hela inmätningen. Metoden att etablera en RUFRIS har utarbetats och utvärderats av KTH och WSP på uppdrag från Trafikverket. 1.1

5 2 2.1 Stationsetablering med GeoPad RUFRIS utrustning 1 totalstation 1 RTK-mottagare 1 mätstång med prisma GeoPad Stationsetablering Figur 1. Stationsetablering. För att etablera en RUFRIS, klicka på [Stationsetablering]. Välj totalstation och klicka [Framåt>]. Aktiva instrumentprofiler RUFRIS kommer att använda de instrumentprofiler för totalstation och GNSS, för totalstation och som ligger som aktiva i GeoPad. GNSS Behöver du ändra dessa, gå in under och redigera inställningar på vanligt sätt. för totalstation respektive GPS, 2.2

6 RUFRIS i GeoPad Stationsetablering RUFRIS Figur 2. Etablera RUFRIS. För att etablera en RUFRIS med GeoPad, markera [Som fri station med GNSS-bakobjekt] och klicka [Framåt>]. Klicka dig fram genom dialogerna där du får ange stationsnamn, väder mm, samt ange totalstationens förväntade noggrannhet. Figur 3. Ange värden för totalstationens förväntade noggrannhet, eller klicka på [Häm ta standard]. Använd de noggrannhetsangivelser för instrum entet som ges av instrum enttillverkaren. 2.3

7 Återanvänd stödbakobjekt som bakobjekt I dialogen nedan gör du inställningar för mätning med totalstation. Du väljer själv om du vill mäta in ett, flera eller inga stöd-bakobjekt. Tanken med stöd-bakobjekt är att du ska kunna Ø lägga ut nya markerade punkter, t.ex. förtäta ett stomnät Ø mäta in dessa med totalstation Ø när RUFRIS är etablerad, koordinatberäknar GeoPad automatiskt stödbakobjekten och spar dem i projektets PP-fil. Har du mätt in stöd-bakobjekt, kan du vid ett senare mättillfälle använda dessa för att etablera en "vanlig" fri station - koordinaterna finns ju sparade i din PP-fil! Det finns även möjlighet att i efterhand beräkna koordinaterna för stödbakobjekten. Överför då inmätningsfilen till Geo och beräkna filen där. Inställningar för totalstationsmätning & Möjlighet till stödbakobjekt Figur 4. Ange offset, refl.höjd och prism a. Stöd-bakobjekt Här visas namnen på de stöd-bakobjekt som du eventuellt har mätt in med totalstationen. Punktnamn Ange namn på det stöd-bakobjekt som du eventuellt väljer att mäta in. Reflektorhöjd Ange reflektorhöjden. Tips angående reflektorhöjd: Höjd från punktmarkering till prismacentrum. Används till både stödbakobjekt och GNSSbakobjekt. Måste anges innan mätning utförs. Eventuell ändring av reflektorhöjden under pågående mätning påverkar följande mätningar, dock inte redan lagrade. Prisma / låsmod Ange val av prisma. Klicka på Meny Totalstation för att ändra val av prisma. Offset prisma-gnss Ange avståndet mellan prismats centrum och GNSSantennens referenspunkt (ARP). Anslut till RTK-service Bocka i för att ansluta till RTK-service. [<< Mät] Klicka på knappen för att mäta ett stöd-bakobjekt. 2.4

8 RUFRIS i GeoPad Mät in bakobjekt GNSS och totalstation [>>Ta bort] Klicka på knappen för att ta bort en inmätt, markerad punkt. [Framåt >] Klicka på knappen för att komma vidare och ansluta till rovern och RTK. Du börjar stationsetableringen av RUFRIS då du har kontakt med både totalstationen och GNSS samtidigt. GNSS-bakobjekt kallas de punkter som har mätts in med både GNSS och totalstation samtidigt. Stationsetableringen förbättras ju fler punkter som mäts. Figur 5. Exem pel på 22 inm ätta GNSS-bakobjekt. GNSS-bakobjekt (X/X) Inmätt punkt som mätts in simultant med GNSS och totalstation. (X/X): Antal aktiva bakobjekt i förhållande till totala antalet inmätta bakobjekten. Namn (d3d) Bakobjekten namnges alltid automatisk till GNSSX, där X motsvaras av löpnumret på den inmätta punkten. (d3d): delta3d. Avvikelsen i 3D för den mätta punkten. Detta är ett utjämnat värde jämfört med GNSSkoordinaten. sr Den beräknade stationskoordinatens standardavvikelse radiellt. sz Den beräknade stationskoordinatens standardavvikelse i höjd. so Den beräknade orienteringens standardavvikelse. s0 Grundmedelfel för beräkningen. 2.5

9 DOP /CQ Kvalitetsindikator för GNSS mätning. Gränser för tillåtna värden på DOP / CQ finns lagrade i instrumentprofilen, där de även kan redigeras. Sat Anger antal satelliter som är aktiva i GNSS-mottagarens positionsberäkning. RTK Anger typ av GNSS lösning. Fix/Float/DGPS/Navig Prima / låsmod Anger vilket prisma som är valt samt typ av låsning. Färgmarkeringen av rutorna för sr, sz, so och s0 indikerar hur väl stationens position kan anses vara beräknad. Röd - icke godkänd. Gul - godkänd motsvarande etablering av fri station i bruksnät, enligt HMK. Se även tabell nedan. Grön - godkänd motsvarande etablering av lokalt nät med hög intern noggrannhet, enligt HMK. Se även tabell nedan. Nättyp Punktmedelfel Medelfel i i plan utjämnad höjd Orientering Bruksnät 14 mm 10 mm 3,6 mgon Lokalt nät med hög intern noggrannhet, t.ex. ett byggplatsnät 7 mm 5 mm 1,8 mgon Tabellen visar toleranser för om m ätning av fri station, enligt HMK-Ge:D underavsnitt Orienteringstoleransen beräknad för ett punktavstånd på 250 m. [Mät] Klicka på knappen för att mäta, data från både totalstationen och GNSS lagras. [Framåt >] Klicka på knappen för att komma vidare. Stationsetableringen beräknas och eventuella stöd-bakobjekt koordinatberäknas och sparas i PP-filen. Klicka på knappen [Mät]. Data från både totalstationen och GNSS lagras. Mät in punkter tills tillräcklig noggrannhet på stationskoordinater och orientering erhålls. Vid stationsetablering rekommenderas inmätning av punkter simultant med totalstation och GNSS, för att tillgodose en god kontrollerbarhet. För placering av punkterna, se Placering av punkter 10. I de fall stationshöjden inte hämtas från kringliggande höjdnät skattas stationshöjden vid RUFRIS etableringen utifrån koordinater bestämda med RTK. 2.6

10 RUFRIS i GeoPad Mätvärden kan väljas bort, och åter läggas till, genom att klicka på en punkt i rutan Namn (d3d). Stationsetableringen och dess noggrannhet beräknas då omedelbart om. Figur 6. Ett GNSS-bakobjekt avm arkerat. När etableringen klarar toleranserna klicka på [OK]. Figur av 22 GNSS-bakobjekt aktiva. Notera förbättringen av s0. 2.7

11 Eventuella stöd-bakobjekt koordinatberäknas och sparas i PP-filen. Figur 8. Stöd-bakobjekt beräknas. Stationsetableringen klar. Figur 9. Uppställningen klar. 2.2 Generellt om RUFRIS etablering RUFRIS etablering och kontroll En RUFRIS etableras och kontrolleras enligt följande: Markera eventuellt stationspunkten med en tillfällig markering. Placera totalstationen över stationspunkten. o Horisontera och centrera instrumentet. o Mät instrumenthöjden. 2.8

12 RUFRIS i GeoPad Mät punkter tills önskad noggrannhet på stationskoordinater och orientering erhålls. Mät minst 15 punkter för att tillgodose en god kontrollerbarhet. För placering av punkter, se Placering av punkter 10. När RUFRIS etableringen är klar, utför dina mätningar - t.ex. inmätning eller utsättning. Förberedelser Val av totalstation för detaljmätning görs utifrån de toleranskrav som ställs på detaljmätningen. Notera att totalstationens mätningsnoggrannhet endast marginellt påverkar skattningen av obekanta vid RUFRIS etablering. Istället är kvaliteten i RTK-mätningen direkt styrande. I de fall stationshöjden inte hämtas från kringliggande höjdnät skattas stationshöjden vid RUFRIS etableringen utifrån koordinater bestämda med RTK. Lokala variationer finns i de av Lantermäteriet framtagna geoidmodeller. Hänsyn måste då tas till eventuella systematiska skillnader mellan avvägda och RTKbestämda höjder. 2.9

13 Rekommendationer vid Kvaliteten på stationsuppställningen påverkas till största delen av RUFRIS-mätning noggrannheten i GNSS-mätningarna. & o Se till att ha bra värden på RTK-kvalitetsindikatorn (DOP / CQ) vid inmätning Placering av av GNSS-punkter. gemensamma punkter o RTK-kvaliteten påverkar resultatet. Vid dålig kvalitet kan du få ett bättre resultat genom att mäta fler punkter punkter bör mätas simultant med totalstation och GNSS, för att få god kontrollerbarhet på stationsetableringen. Försök sprida punkterna inom en sektor på minst 200 gon, dvs minst en halvcirkel, om omgivningen inte tillåter det, sprid punkterna inom en smalare sektor med varierande avstånd inom sektorn. Figur 1. Placering av GNSS-bakobjekt i halvcirkel, för stationsetablering av RUFRIS. Placera minst 20% av GNSS-bakobjekten på maximalt detaljmätningsavstånd för att skattning av stationens orientering ska bli så bra som möjligt. Se figur 2 11 nedan. Precisionen av totalstationens orientering påverkas av antalet mätta GNSSbakobjekt, sektorfördelning och avståndet. Precisionen av totalstationens höjdbestämning påverkas endast av antalet mätta GNSS-bakobjekt (inte på deras fördelning). Observera att systematiska höjdskillnader kan förekomma mellan RTK-bestämda höjder och avvägda höjder. 2.10

14 RUFRIS i GeoPad Exempel på punktplacering Figur 2 nedan visar exempel på punktplacering vid RUFRIS-etablering med 15 punkter. För att skatta stationens koordinater har man mätt in GNSS-bakobjekt i en halvcirkel kring stationspunkten samt lagt några punkter på ett avstånd som motsvarar det maximala detaljmätningsavståndet. Riktlinjen bör vara att placera minst 20% av punkterna på maximalt detaljmätningsavstånd. Figur 2. Exem pel på punktkonfiguration vid etablering av RUFRIS m ed 15 GNSS-bakobjekt. Triangeln utgör RUFRIS stationens placering och de sm å cirklarna visar GNSSbakobjekt. Notera de tre m est avlägsna punkterna som har m ätts in, utm ed en yttre cirkel, för att skapa ett m axim alt detaljm ätningsavstånd. Den gröna ytan avser arbetsom rådet. 2.11

15 RUFRIS beräkningen i GeoPad 3 GeoPad beräknar en RUFRIS enligt följande: Indata till beräkningen består av riktningar och längder från totalstationen samt koordinater från GNSS-mottagaren. Obekanta parametrar vid beräkningen är stationens koordinater (N, E, H) och orientering. Utjämningsberäkningen sker enligt minsta-kvadratmetoden. Indata viktas enligt specifikat för totalstationen och koordinaternas standardavvikelse fås från GNSS-mottagaren. Grova fel kan identifieras med d3d (delta3d, avvikelsen i 3D för den mätta punkten). GNSS information såsom antal satelliter och DOP/CQ sparas som attribut. Referenser Milan Horemuž, KTH, Utvärdering av RUFRIS-metoden, _16_22_57_rufris_presentation_geodesidagar pdf PM Underlag till metodbeskrivning RUFRIS av, Johan Vium Andersson, WSP Samhällsbyggnad, Uppdragsnr: