GPS del 2. Sadegh Jamali. kredit: Mohammad Bagherbandi, Stig-Göran Mårtensson, och Faramarz Nilfouroushan (HIG); Lars Ollvik och Sven Agardh (LTH)

Transkript

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

2 Satellit positionering typer Absolut positionering (en mottagare) Relativ positionering (minst två mottagare) Känd punkt Principen för absolut positionering. Lantmäteriet Principen för relativ positionering. Lantmäteriet 2

3 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 3

4 Absolut positionering Kodmätning: Efter Taylorutvecklingen: Minsta-kvadratlösningen: A d X = (L L 0 ) + V d X = (A T PA) 1 A T P λ 4

5 Relativ positionering känd punkt OBS Samtidiga observationer från två eller flera mottagare 5

6 Relativ positionering- enkeldifferens Fasmätning: 6

7 Relativ positionering- dubbeldifferens Minsta-kvadratlösningen: A d X = (L L 0 ) + V Känd punkt d X = (A T PA) 1 A T P λ 7

8 Relativ positionering- dubbeldifferens OBS Här finns det flera satelliter. A känd punkt B 8

9 Satellit positionering typer Statisk Kinematisk 9

10 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). 10

11 kinematisk relativmätning Källa: Lantmäteriet Vid kinematisk mätning bestämmer mottagaren sin position under rörelse. Kinematisk relativmätning är en efterberäkningsmetod 11

12 Differentiella metoder Principen för relativ och differentiell positionering är desamma. 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). 12

13 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) 13

14 2. Nätverks-RTK (två eller flera referensstationer) Sverige är världsledande i Nätverks-RTK. Korrektioner skickas ut från fasta referensstationer. cm-noggrannhet i hela landet. Korrigeringar till Rover X X X rätt Y Y Y rätt Z Z Z rätt beräknad beräknad beräknad SWEPOS stationer Nätverks-RTK, Källa Lantmäteriet, Swepos.lmv.lm.se

15 Absolutmätning Relativmätning PPP (Precise Point Positioning): två-frekvensmottagare, fas+kod mätningar, efter bearbetning osäkerhet cm-nivå för PPP osäkerhet ~ cm statisk kinematisk osäkerhet ~10 m osäkerhet ~ 1-3 cm 15

16 (kinematisk) (kinematisk) (absolut) (statisk) (kinematisk) (kinematisk) (statisk) 16

17 Sammanfattningsvis Idag används GNSS för många olika ändamål. Inmätning Utsättning Noggrann positionsbestämning (deformationsmätning). Banbestämning (t.ex. bestämning av position och orientering laserskanner etc.) 17

18 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 18

19 2) om mottagarna står stilla eller rör sig under mätningen: a. statisk mätning b. kinematisk mätning 3) bearbetningstillfället: a. realtid b. efterbearbetning 19

20 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 20

21 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 21

22 Sveriges äldre jordellipsoid Sveriges nya jordellipsoid WGS 84 22

23 Vilket referenssystem använder Nätverks-RTK? SWEREF 99 (Nationella plana system) SWEREF 99 realiseras av SWEPOS-stationerna. Dvs. det är SWEPOS-stationernas koordinater som ligger till grund för SWEREF 99. Mer information om SWEREF 99 : 99-och-RH-2000/Infoblad/ 23

24 SWEPOS: SWEPOS ett svenskt nät av referensstationer för GNSS-mätningar. Fullständiga stationer. Även kallade fundamentalstationer. SWEPOS stationer Nätverks-RTK, Källa Lantmäteriet, Swepos.lmv.lm.se

25 Ytterligare information om GNSS lantmäteriet hemsidan 25

26 GNSS och RTK framtiden. 26