Riktlinjer för GNSS/RTK-mätning en av de nya medlemmarna i HMK-familjen Topocad Live, 9-10 februari 2016 Lars Jämtnäs Enheten för geodetisk infrastruktur Lantmäteriet lars.jamtnas@lm.se
HMK ett generationsskifte Gamla HMK Handbok till mätningskungörelsen Utgivna av Lantmäteriet 1993-1996 Föreskrifter och rekommendationer om bl.a. geodetisk mätning och kartframställning. Ersatte Tekniska förklaringar och anvisningar till mätningskungörelsen (TFA) Nya HMK Handbok i mät- och kartfrågor Digital publicering, från 2010 och framåt Mätningskungörelsen upphörde 2010. Lantmäteriet har dock ett nationellt samordningsansvar för geodata (detta omfattar utveckling av infrastruktur, standardiseringsarbete m.m.)
Det hinner hända mycket på 20 år Nya tekniker och plattformar för datafångst: Laserskanning Nätverks-RTK Ny rollfördelning: Fler aktörer i processen Behov av kompetenshöjande åtgärder Beställaren behöver lyftas fram Vi utnyttjar det digitala formatets fördelar: Enklare att hänvisa Enklare att distribuera Enklare att uppdatera
Aktuella HMK-dokument HMK-Introduktion 2015 HMK-Ordlista och förkortningar juni 2015 HMK-Geodatakvalitet 2015 HMK-Bilddata 2015 HMK-Fotogrammetrisk detaljmätning juni 2015 HMK-Fordonsburen laserdatainsamling 2015 HMK-Höjddata 2015 HMK-Laserdata 2015 HMK-Ortofoto 2015 HMK-Terrester laserskanning 2015
HMK Handbok i mät- och kartfrågor Nypublicerade dokument inom geodesiområdet: HMK-Geodesi: Geodetisk infrastruktur 2015 HMK-Geodesi: Stommätning 2015 HMK-Geodesi: GNSS-baserad detaljmätning 2015 HMK-Geodesi: Terrester detaljmätning 2015 Målgrupp: beställare och utförare av geodetisk mätning, förvaltare av geodetisk infrastruktur Årlig revidering efter behov I planerna för HMK-Geodesi ingår även ett stöddokument för upphandling av mättjänster
Metod/teknik-dokumenten är processbaserade Disposition i GNSS-baserad detaljmätning : Uppdragsplanering och förberedelser Kartläggning av geodetisk infrastruktur och lokal mätmiljö Mätinstrument konfigurering m.m. Satellitplanering Verifiering av mätmetod Genomförande av detaljmätning Inmätnings- och utsättningsmetodik Faktorer att beakta vid RTK-mätning Kontroller och dokumentation
Hur bedömer man kvalitet vid RTK-mätning? Direkt bedömning: Skattning av mätosäkerhet utifrån mätdata (Typ A) eller på förhand utförda tester/kalibreringar (Typ B) Kontrollmätningar med RTK antingen på kvalitetsbestämda punkter (kontrollpunkter) eller på tidigare inmätta punkter (återbesök) Indirekt bedömning: Kvalitetsparametrar: instrumentskattad kvalitet, satellitgeometri, jonosfär, tid till fix Avstånd till referensstationer
Mätosäkerhet som ett mått på kvalitet HMK följer GUM-terminologi. Läs mer i Terminologi, principer och trender inom geodatakvalitet (HMK-TR 2015:1) samt i HMK- Geodatakvalitet Exempel på hur kvalitet kan formuleras: Mätosäkerheten för höjdbestämning med nätverks- RTK-tjänsten förväntas vara 40mm, med en täckningsfaktor 2 Du bör ha koll på följande: vilken storhet som avses om mätosäkerheten är beräknad eller given hur stor del av alla mätvärden som omfattas vilka osäkerhetsbidrag som inkluderas i måttet u
Vilka bidrag inkluderas? 70 Exempel: Höjdbestämning i RH 2000 Standardosäkerhet för höjdbestämning med nätverks-rtk i SWEREF 99 (uh): 20 mm Standardosäkerhet för geoidhöjder i SWEN08_RH2000 (un): 15 mm Standardosäkerhet för höjdbestämning med nätverks-rtk i RH 2000 (uh ): 25 mm 69 68 67 0.048 0.046 0.044 0.042 0.04 0.038 0.036 0.034 0.032 0.03 0.028 0.026 0.024 0.022 0.02 0.018 0.016 0.014 0.012 0.01 0.008 66 65 64 63 62 61 Jordyta 60 59 h H 58 57 Geoid 56 N 55 54 Ellipsoid 10 12 14 16 18 20 22 24
RTK-mätning på kontrollpunkter Kontrollpunkter = väldefinierade objekt i en miljö lämpad för GNSS-mätning Ger kontroll av mättekniken och mätosäkerheten Finns det befintliga punkter som kan utnyttjas, t.ex. i ett kommunalt stomnät? Hur har punkterna bestämts? Vilken osäkerhet har de? Etablera egna kontrollpunkter efter behov. Större projekt fler kontrollpunkter
Kontroller kan utvärderas med toleranser Man kan formulera lämpliga toleranser genom att utgå ifrån förväntad mätosäkerhet för den mätmetodik som används vid inmätning resp. kontroll T.ex. vid dubbelmätning (återbesök): största acceptabla avvikelse mellan mätningarna 3 mätosäkerheten (95%) OBS: gäller endast om samma metodik används vid båda mätningarna och om mätningarna utförs tidsseparerade! Praxis är att ange mätosäkerheter och toleranser med en täckningsfaktor=2, dvs. måtten förväntas omfatta minst 95% av alla mätvärden eller avvikelser
Indirekt bedömning: jonosfär Atmosfärsförhållanden påverkar GNSS-mätningen Jonosfärens påverkan kan följas i realtid (nästan ) via SWEPOS jonosfärsmonitor
Indirekt bedömning: referensstationer Vilken kvalitet du kan uppnå vid RTK-mätning beror bl.a. på Avståndet mellan rover och referensstation(er) Vid mätning med nätverks-rtk även avståndet mellan referensstationer Alla rikstäckande nätverks-rtk-tjänster (i dagsläget fyra leverantörer) bygger på samma infrastruktur för GNSS, men lokala skillnader förekommer HMK-Ge: GNSS redovisar schablonskattningar av mätosäkerhet utifrån förtätningsgrad och baslinjelängd
Underlag till schablonskattningar: simuleringar En simuleringsmodell för nätverks-rtk utvecklades i samband med CLOSE-projekten (Emardson, Jarlemark, Johansson m.fl. från Chalmers/Onsala och SP) I modellen skattas en osäkerhetsbudget utifrån satellitkonstellation och referensstationsnät 35 km SWEPOS 35 km, baslinje 15 km (RMS-värden i mm) Plan Höjd Jonosfär 8 12 Troposfär 4 12 Rover 3 4 Referens 1 1 Totalt RMS 10 18
Underlag till schablonskattningar: analys av mätdata
Vad gör RTK-mätningar mer/mindre osäkra? Några faktorer går att påverka: Ökad mättid, fler mätningar Medeltalsbildning! Ökad tid mellan mätningar Skarpare gränsvärden i rovern Några faktorer går att parera : Satellittillgänglighet Jonosfär Några faktorer får man leva med: Avstånd till referensstation(er) Mobil-/radiotäckning
Varför längre/fler mätningar? Man kan identifiera två slags mönster i RTK-observationer: Kortvågig variation Långvågig variation Längre mätsessioner reducerar kortvågig osäkerhet! Fler mätsessioner reducerar långvågig osäkerhet!
Varför bör man tidsseparera? Genom att tidsseparera mätningar åstadkommer man två saker: 1. Hantering av långvågig systematik 2. Mer realistisk skattning av mätosäkerhet Rekommendationer i HMK-Ge:GNSS*: Vid planbestämning: separera mätningarna ned minst 15 minuter Vid höjdbestämning: separera mätningarna minst 30 minuter * NRTK 30km, måttlig jonosfär
Exempel på bra rutiner Ur SINUS, nr 3/2015: Vi vet av erfarenhet att endast ett fåtal mätningar inte ger tillräcklig kontroll varför vi behöver ett lite längre tidsintervall med mätningar. Tidsintervallet ska vara tillräckligt långt för att ta hänsyn till den långvågiga variationen vid RTK-mätning ( det vandrande medelvärdet ). (L Lundgren Nilsson & P Jansson)
Kvalitet i mätprocessen = god mätsed God mätsed handlar inte i första hand om ett resultat utan om ett förhållningssätt: Sunt förnuft i kombination med ett kvalitetstänkande som genomsyrar hela mätprocessen (L E Engberg & C-G Persson) att hålla ordning och reda, att skaffa sig kunskap om utrustning och metoder, att följa beprövad erfarenhet och praxis, att planera mätprocessen, att dokumentera mätprocessen, att eftersträva kontrollerbarhet och spårbarhet, att förstå vad som bidrar till osäkerhet
Vad händer inom HMK-Geodesi framöver? Under våren 2016 pågår arbete med ett renodlat beställar- /utförardokument som stöd vid upphandling av mättjänster Anpassning av befintliga geodesidokument till det nya stöddokumentet Samordning med övriga branschspecifika standarder eller riktlinjer främst SIS-TS 21143 Fler metodrekommendationer ( utförandeklasser ) Vad vill användarna ha?
Tack för uppmärksamheten! Frågor? Nya HMK hittar man här: http://www.lantmateriet.se/hmk