GPS del 2 Sadegh Jamali kredit: Mohammad Bagherbandi, Stig-Göran Mårtensson, och Faramarz Nilfouroushan (HIG); Lars Ollvik och Sven Agardh (LTH) 1
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
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
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
Relativ positionering känd punkt OBS Samtidiga observationer från två eller flera mottagare 5
Relativ positionering- enkeldifferens Fasmätning: 6
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
Relativ positionering- dubbeldifferens OBS Här finns det flera satelliter. A känd punkt B 8
Satellit positionering typer Statisk Kinematisk 9
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
kinematisk relativmätning Källa: Lantmäteriet Vid kinematisk mätning bestämmer mottagaren sin position under rörelse. Kinematisk relativmätning är en efterberäkningsmetod 11
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
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
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
Absolutmätning Relativmätning PPP (Precise Point Positioning): två-frekvensmottagare, fas+kod mätningar, efter bearbetning osäkerhet cm-nivå för PPP osäkerhet ~ 0.5-2 cm statisk kinematisk osäkerhet ~10 m osäkerhet ~ 1-3 cm 15
(kinematisk) (kinematisk) (absolut) (statisk) (kinematisk) (kinematisk) (statisk) 16
Sammanfattningsvis Idag används GNSS för många olika ändamål. Inmätning Utsättning Noggrann positionsbestämning (deformationsmätning). Banbestämning (t.ex. bestämning av position och orientering laserskanner etc.) 17
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
2) om mottagarna står stilla eller rör sig under mätningen: a. statisk mätning b. kinematisk mätning 3) bearbetningstillfället: a. realtid b. efterbearbetning 19
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
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
Sveriges äldre jordellipsoid Sveriges nya jordellipsoid WGS 84 22
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 : http://www.lantmateriet.se/sv/kartor-och-geografisk-information/gps-och-geodetisk-matning/referenssystem/inforande-av-sweref- 99-och-RH-2000/Infoblad/ 23
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 http://swepos.lmv.lm.se/ http://www.lantmateriet.se/upload/filer/kartor/geodesi_gps_och_detaljmatning/rapporter-publikationer/publikationer/ionswep3091_pub.pdf 24
Ytterligare information om GNSS lantmäteriet hemsidan http://www.lantmateriet.se/kartor-och-geografisk-information/gps-och-geodetisk-matning/gps-ochsatellitpositionering/ 25
GNSS och RTK framtiden. 26