Nysatsningen på KTH och aktuell forskning i Tillämpad geodesi

Transkript

1 Nysatsningen på KTH och aktuell forskning i Tillämpad geodesi Patric Jansson Avdelningschef och forskare Avdelningen för geodesi och geoinformatik KTH Geoinfo Uppsala, 3 oktober

2 Två initiativ till nysatsning Persson&Mattsson (2009): Ett förslag till vitalisering av utbildningen i Tekniskt lantmäteri vid KTH (där finns problembild och utgångsfakta, där gjordes grundarbetet t.ex. närmandet till branschen) Beredning av FoU-verksamhet och professur i Tillämpad geodesi vid KTH (också ett indirekt sätt att öka studentintresset) 2

3 Analys, överväganden och förslag Förändringar i utbildningen, bl.a. en ny 3-årig högskoleingenjörsutbildning med 40 platser i Haninge (KTH-Syd), start ht 2011? Samarbete med bl.a. Högskolan i Gävle (HiG) beträffande master-utbildningen (åk 4-5) Informations- och marknadsföringsinsatser, bl.a. ett mentorskapsprogram Andra förändringar: Slå ihop avdelningarna Geodesi och Geoinformatik samt modifiera ämnesbeskrivningen för professuren i geodesi 3

4 Utredningen fick ett ljumt mottagande av KTH! Fundering: Kan man i stället öka studentintresset genom att förbättra kvalitén på forskningen? 4

5 Initiativ nr 2: Beredning av FoUverksamhet och professur i Tillämpad geodesi vid KTH av Clas-Göran Persson 5

6 Bakgrund Nuvarande professorn i Geodesi går snart i pension Återbesättning är ingen självklarhet Branschens medverkan i finansieringen är en grundförutsättning Branschens intresse måste alltså väckas 6

7 Hur väcka intresse? Etablera en dialog med avnämarna Skapa en tillämpningsnära FoU-inriktning som tillgodoser branschens behov Visa detta genom konkreta resultat Marknadsföra inriktningen gentemot forskningsråd och departement För detta arbete har vi startat ett projekt 7

8 Vad är Tillämpad geodesi? En utvidgning mot närliggande ämnesområden Ett påtagligt närmande mot praktisk tillämpning och branschens behov..men även geodesins tillämpning inom andra vetenskaper, t.ex. klimatforskning 8

9 Varför ett projekt? Tidsbegränsad, målinriktat insats med för ändamålet avdelade resurser Beprövad metod för utveckling (metodutveckling, systemutveckling men även verksamhetsutveckling) Följer en speciell modell, har tydliga mål och beslutspunkter; kontinuerlig omprövning av om projektet ska fortsätta Ger möjlighet att styra utan chefsmandat 9

10 Varför inte återbesätta direkt? Att börja med tillsättningen och låta den nye professorn utveckla och säkra verksamheten är ingen option; återbesättningen kan inte beslutas utan en säkrad finansiering. Branschens medverkan i finansieringen står och faller på att inriktningen blir den (för finansiärerna) önskade; dvs inga pengar kommer förrän inriktningen har lagts fast. Alltså: inriktning -> finansiering -> tillsättning 10

11 Vad har vi gjort Startat projektet och börjat formulera inriktningen, möten inom KTH (rektor, skolchef, andra institutioner m.fl.) Svarat på upprop om särskilda FoU-satsningar från SSF (Stiftelsen för Strategisk Forskning) och Formas Uppvaktat utbildningsdepartementet (tillsammans med det övriga geodatakollektivet) Återknutit ett antal alumni till KTH Startat upp konkret FoU-verksamhet, bl.a. på uppdrag av Trafikverket och Lantmäteriet Initierat studiebesök/dialoger med branschen, viss inriktning mot Bygg & Anläggning 11

12 Projektstruktur vilka är vi? Mål: Stabil FoU-miljö och ny professor Styrgrupp: Jan Johansson Chalmers/SP, Mikael Lilje Lantmäteriet, Väino Tarandi KTH, Clas-Göran Persson KTH/Lantmäteriet Projektgrupp: Milan Horemuz, Huaan Fan, Jonas Ågren, Johan Vium Andersson och Patric Jansson (projektledare) Stor referensgrupp Mission: Påbörja FoU-verksamhet och säkra finansieringen Uppstart: nov. 2011, genomförande

13 Förhoppningarna mer tillämpad FoU branschens intresse och ekonomiska bidrag ny professor och därför fler studenter Omvänt: Om vi misslyckas att behålla geodesiprofessuren så tappar vi en av de sist utposterna inom Tekniskt lantmäteri på KTH. Utbildning och FoU måste gå hand i hand på ett universitet med ambitioner! 13

14 Forskning i tillämpad geodesi Integration av GNSS och INS (Lantmäteriet) Strategi för införande av nationella referenssystemen (Trafikverket) Fördjupning positioneringssystem mobila plattformar (Trafikverket) Rufris (Trafikverket) 5mm-geoid (Lantmäteriet) Geodetisk övervakning av skeppet Vasa (Vasamuseet) 14

15 Integration av GNSS och INS Litteraturstudie >150 konferensartiklar, rapporter och avhandlingar 30 av dessa har publicerats i Sverige GNSS Globala navigationssatellitsystem (t ex GPS, Glonass) INS - Inertial navigation system - tröghetspositionering 15

16 Integration av GNSS och INS Bakgrund: GNSS används i allt större utsträckning för detaljmätning Svårt/går ej att använda GNSS i vissa mätmiljöer, t ex då signalen från satelliterna skyms av t.ex. träd eller byggnader Lantmäteriet m fl genomförde en studie av integration av GNSS och INS runt 2005, men vad har hänt sedan dess? GNSS Globala navigationssatellitsystem (t ex GPS, Glonass) INS - Inertial navigation system - tröghetspositionering 16

17 Integration av GNSS och INS Tröghetspositionering: Tre accelerometrar Tre gyron 17

18 Positionsfel (m) INS Signalavbrott 10 GPS + INS GPS 10 0 Tid 18

19 Integration av GNSS och INS Vision: handhållen utrustning komplement till GNSS σ < 3 dm (67%) vid sekunders signalavbrott 19

20 Införande av nationella referenssystemen (Trafikverket) Syftet är att utreda hur Trafikverket bör hantera de nationella referenssystemen i sin verksamhet. Målet är att skapa en strategi hur Trafikverket ska hantera referensnät och referenssystem idag och i framtiden. Utfallet från projektet kommer att ligga till grund för förändring av de nationella regelverk som används för upphandling av mätningstekniska tjänster. 20

21 Fördjupning positioneringssystem mobila plattformar (Trafikverket) Projektet omfattar en kartläggning av status, dvs vad är möjligt idag vad gäller positionering av mobila plattformar med fokus på bilburna (mobila) plattformar En fördjupad studie beträffande positionering av mobila tröghetsplattformar och matematisk integration mellan plattformarnas olika sensorer skall utföras och beskrivas i projektrapporten Specificera de parametrar som påverkar resultatet vid positionsberäkning av mobila plattformar och beskriva hur de påverkar resultatet Skapa underlag för att förbättra möjligheterna att i förväg bedöma kvaliteten i positioneringen hos mobila plattformar utifrån deras specifikation och vald beräkningsmodell Föreslå testmetod(er) för noggrannhetskontroll av positioneringen hos mobila plattformar Skapa ett förbättrat underlag för upphandling av denna typ av tjänster Utvecklingstrender och möjligheter inom området positionering av mobila plattformar skall beskrivas. 21

22 Rufris RealtidsUppdaterad FRI Station Stationsetablering: Instrumentet på en känd punkt, orientering mot en annan känd punkt Fri station: mätning mot minst två men helst tre kända punkter Etablera tre punkter med statisk GNSS efterberäkning krävs Rufris Utrustning: 1 totalstation 1 RTK-utrustning 1 mätstång Kommentarer: Ger koordinater direkt i fält Inga markerade punkter krävs Orienteringen skattas direkt i fält 22

23 Rufris RealtidsUppdaterad FRI Station Slutsatser: Teoretiska och praktiska tester visar jämförbara resultat med traditionella metoder Antalet gemensamma punkter bör vara minst 15 stycken Sektorfördelning: minst 200 gon Sprid punkterna på olika avstånd inom sektorn Minst en punkt på längre avstånd än maximalt detaljmätningsavstånd (för orienteringsprecisionen) 23

24 5mm-geoid Syfte: Bl a förbättra höjdnoggrannheten vid mätning med GNSS H höjd över havet (geoiden), nollnivå h höjden över ellipsoiden N geoidhöjden H = h - N Swen08_RH

25 Skeppet Vasa Syfte: Att bevara skeppet i ursprungligt skick så länge som möjligt Att upptäcka formförändringar av skrovet och andra delar av skeppet (relativa rörelser) Att upptäcka lägesförändringar av skeppet relativt museibyggnaden (absoluta rörelser) Att definiera och realisera ett gemensamt koordinatsystem 25

26 Skeppet Vasa Metoder: Skärbindning, avskärning, minsta kvadratmetoden Stomnätspunkter Detaljpunkter på skeppet Totalstationsuppställningar 26

27 Skeppet Vasa Markeringar: Stomnätspunkter fastmonterade prismor på byggnadens väggar Mätpunkter på skrovet röda prickar reflekterande tejp Mätpunkter inne i skeppet - prismor 27

28 Skeppet Vasa Markeringar: 28

29 Skeppet Vasa 29

30 Skeppet Vasa 30

31 Skeppet Vasa Resultat Det vi med säkerhet kan säga är att Vasa rör sig omkring 1 mm per år neråt men lokalt förekommer även andra rörelser. Detta är inte något stort problem på kort sikt. På längre sikt arbetar vasaenheten på att utarbeta en ny stöttning samt förbättring av Vasas egen struktur. 31

32 Skeppet Vasa Mätstatistik: 29 väggpunkter (prismor) 46 stationer på räcken och golv 330 detaljpunkter på skrovet 649 observationer i stomnätet 2000 observationer i varje epok en vecka Stomnätspunkter medelfelet av koordinaterna ligger på ca mm Mätpunkter på skrovet: medelfel mm 32