111. Przestrzenne ukÅ‚ady współrzÄ™dnych (geograficzny, geodezyjny, WGS-84). ukÅ‚ad współrzÄ™dnych na pÅ‚aszczyznie 2000 i 1992 a) ukÅ‚ad geograficzny Jest to ukÅ‚ad współrzÄ™dnych, który przyjmuje kule jako ukÅ‚ad odniesienia dla kuli ziemskiej. PoÅ‚ożenie danego punktu opisane jest w nim przy pomocy dwóch kÄ…tów okreÅ›lajÄ…cych geocentryczny kierunek do danego punktu szerokość (Ć) i dÅ‚ugość geograficznÄ… (). Ten ukÅ‚ad jest stosowany do dziÅ› wszÄ™dzie tam, gdzie wystarczy niewielka dokÅ‚adność okreÅ›lenia poÅ‚ożenia, rzÄ™du dziesiÄ…tek metrów. b) ukÅ‚ad geodezyjny W ukÅ‚adzie współrzÄ™dnych geodezyjnych (elipsoidalnych) sÄ… okreÅ›lane dokÅ‚adne współrzÄ™dne punktów geodezyjnych w oparciu o elipsoidÄ™ obrotowÄ…, odwzorowujÄ…cÄ… dużo lepiej niż kula ksztaÅ‚t ziemi. Punkty sÄ… zrzutowane z fizycznej powierzchni Ziemi na powierzchniÄ™ elipsoidy. Punkt jest okreÅ›lony przy pomocy dwóch współrzÄ™dnych jest to szerokość geodezyjna (elipsoidalna) B oraz dÅ‚ugość geodezyjna (elipsoidalna) L. Może być okreÅ›lona również wysokość punktu nad powierzchniÄ… elipsoidy jest to tzw. wysokość elipsoidalna H. W oba te ukÅ‚ady (geograficzny i geodezyjny) można wpisać ukÅ‚ad kartezjaÅ„ski X, Y, Z. Przeliczenie zarówno współrzÄ™dnych geograficznych jak i geodezyjnych na te współrzÄ™dne nie stwarza wiÄ™kszych trudnoÅ›ci. c) WGS 84 Jest to jednolity globalny i trójwymiarowy ukÅ‚ad współrzÄ™dnych, w którym współrzÄ™dne kartezjaÅ„skie (X,Y,Z) odnoszÄ…ce siÄ™ do elipsoidy WGS-84 generalizujÄ…cej ksztaÅ‚t geoidy. Elipsoida WGS-84 staÅ‚a siÄ™ podstawowym ukÅ‚adem odniesienia w systemach nawigacji satelitarnej. Przy używaniu map opartych na innym ukÅ‚adzie należy wprowadzać poprawki. Chociaż wiÄ™kszość odbiorników nawigacji satelitarnej ma zaprogramowanÄ… możliwość wyÅ›wietlania pozycji w innych ukÅ‚adach, obecnie trwa proces upowszechniania map opartych o WGS-84. d) UkÅ‚ad "1992" - utworzony w oparciu o jednostrefowe dla obszaru Polski (w szerokim 12o pasie poÅ‚udnikowym) odwzorowanie Gaussa - Krügera elipsoidy GRS-80 z poÅ‚udnikiem osiowym (Å›rodkowym) Lo=19o i przy zaÅ‚ożeniu skali dÅ‚ugoÅ›ci na tym poÅ‚udniku (skali kurczenia) mo = 0,9993. PrzyjÄ™ta skala aplikacyjna odwzorowania Gaussa-Krügera ma na celu kompromisowe rozÅ‚ożenie liniowych znieksztaÅ‚ceÅ„ odwzorowawczych, które wynoszÄ… od -70 cm/km na poÅ‚udniku Å›rodkowym do ok. +90 cm/km w skrajnych, wschodnich obszarach Polski. e) UkÅ‚ad "2000" jest zÅ‚ożony z czterech stref, z których każda powstaÅ‚a jako odwzorowanie Gaussa - Krüge1111111ra elipsoidy GRS-80 w pasie poÅ‚udnikowym 3o ze skalÄ… kurczenia na poÅ‚udniku osiowym każdej strefy mo = 0,999923. Dla kolejnych stref przyjÄ™to nastÄ™pujÄ…ce poÅ‚udniki osiowe: 15o , 18o , 21o , 24oPrzyjÄ™ta skala na poÅ‚udniku Å›rodkowym każdej strefy oznacza, że znieksztaÅ‚cenia odwzorowawcze na tym poÅ‚udniku wynoszÄ… -7.7 cm/km. Na styku sÄ…siednich stref w obszarze Polski wynoszÄ… one maksymalnie ok. + 7 cm/km. UkÅ‚ad 2000 jest przeznaczony dla map gospodarczych wielkoskalowych. -szczeciÅ„ski 15o -bydgoski 18o -warszawski 21o -biaÅ‚ostocki 24 o 2.Rodzaje odwzorowaÅ„ kartograficznych (odwzorowania stosowane w Polsce) Odwzorowanie kartograficzne przeniesienie punktów Ziemi przyjÄ™tej za regularnÄ… powierzchniÄ™ geometrycznÄ… na pÅ‚aszczyznÄ™ wedÅ‚ug z góry narzuconych warunków. ReguÅ‚y odwzorowania wyrażamy za pomocÄ… form matematycznych podajÄ…cych zwiÄ…zek miÄ™dzy współrzÄ™dnymi geograficznymi (geodezyjnymi) punktów odniesienia (kula, elipsoida), a współrzÄ™dnymi pÅ‚askimi odpowiadajÄ…cych im punktów na pÅ‚aszczyznie (na mapie). Do najczęściej stosowanych odwzorowaÅ„ kartograficznych zaliczamy odwzorowania: " pÅ‚aszczyznowe " walcowe " stożkowe które można dalej podzielić ze wzglÄ™du na sposób przyÅ‚ożenia powierzchni rzutujÄ…cej na: " normalne (biegunowe) " poprzeczne (stożkowe) " ukoÅ›ne (horyzontalne) WÅ›ród siatek pÅ‚aszczyznowych wyróżniamy: " centralne (gnomoniczne) gdy punkt, z którego wychodzÄ… promienie rzutu znajduje siÄ™ w Å›rodku kuli/elipsoidy " ortograficzne gdy punkt, z którego wychodzÄ… promienie rzutu znajduje siÄ™ na przeciwlegÅ‚ym biegunie " stereograficzne punkt, z którego wychodzÄ… promienie rzutu znajduje siÄ™ w nieskoÅ„czonej odlegÅ‚oÅ›ci od bieguna rzutu (punktu stycznoÅ›ci). Promienie sÄ… równolegÅ‚e. W Polsce stosowane jest odwzorowanie Gaussa-Krugera. Jest to wiernokÄ…tne walcowe poprzeczne odwzorowanie powierzchni elipsoidy obrotowej na pÅ‚aszczyznÄ™, przy czym Å›rodkowy poÅ‚udnik strefy odtwarza siÄ™ wiernie. DÅ‚ugoÅ›ci odcinków w odwzorowaniu Gaussa-Krügera sÄ… obarczone znieksztaÅ‚ceniami. ZnieksztaÅ‚cenia zależą od skali odwzorowania, nie zależą od orientacji odcinka. Pas poÅ‚udnikowy (strefa) jest rzutowany na walec, który styka siÄ™ z powierzchniÄ… Ziemi (elipsoidy) wzdÅ‚uż poÅ‚udnika osiowego. 3. Obliczyć azymuty ciÄ…gu sytuacyjnego na podstawie kÄ…tów wyrównanych Wzór na obliczenie azymutu nastÄ™pnego boku dla kÄ…tów lewych: AzAB = AzBC -180o + ²B Wzór na obliczenie azymutu nastÄ™pnego boku dla kÄ…tów prawych: AzAB = AzBC +180o - ²B Wzór na odchyÅ‚kÄ™ dopuszczalnÄ…: t dokÅ‚adność odczytu w instrumencie n liczba mierzonych kÄ…tów fdop = Ä…4,5Å" t Å" n 4.Tachimetria tradycyjna i elektroniczna (wzory i opis metod). Tachimetria polega na pomiarze sytuacyjno-wysokoÅ›ciowym (jednoczesnym) wykonywanym metodÄ… biegunowÄ… do okreÅ›lania poÅ‚ożenia sytuacyjnego punktów szczegółowych oraz niwelacji trygonometrycznej do okreÅ›lania wysokoÅ›ci tych punktów. Pomiary tachimetryczne przeprowadza siÄ™ w oparciu o osnowy geodezyjne, czyli punkty o znanych współrzÄ™dnych geodezyjnych, za pomocÄ… tachimetru lub teodolitu z nasadkÄ… dalmierczÄ…. Z punktu widzenia szczegółowych metod pomiaru tachimetria jest pomiarem biegunowym z poÅ›rednim sposobem wyznaczenia odlegÅ‚oÅ›ci przy pomocy dalmierza kreskowego. Biegunami ukÅ‚adów sÄ… kolejne punkty osnowy. Tachimetria pozwala na pomiar przy dowolnym pochyleniu osi celowej instrumentu (teodolitu). Pomiar (zaÅ‚ożenie osnowy, wybór punktów szczegółowych, odczytanie Å‚aty i zapis do dziennika) wykonuje siÄ™ analogicznie jak w niwelacji punktów rozproszonych, a ponadto mierzy siÄ™ kÄ…t nachylenia lunety w pÅ‚aszczyznie pionowej. Metoda tachimetryczna pomiaru rzezby terenu jest mniej dokÅ‚adna od metod realizowanych z pomocÄ… niwelatora, ale jest to metoda umożliwiajÄ…ca znacznie szybsze wykonanie prac polowych. Wzory: HA wysokość punktu nad którym ustawiono instrument, HB = HA + i Ä… "h - s i wysokość instrumentu, 1 "h = Å"(k Å" l + c)Å" sin 2Ä… Ä… kÄ…t pionowy nachylenia osi celowej, 2 k staÅ‚a mnożenia dalmierza kreskowego (najczęściej równa 100), D = (k Å" l + c)Å" cos2 Ä… l odcinek Å‚aty wyznaczony odczytami górnym i dolnym, s odczyt Å›rodkowy 5.Niwelacja powierzchniowa rozproszona, siatkowa, przekrojów podÅ‚użnych i porzecznych (rysunki i opisy). Niwelacja terenu metodÄ… siatkowÄ… wykonujemy jÄ… na terenach o niezbyt urozmaiconej rzezbie terenu. Nazwa pochodzi od siatki regularnych figur geometrycznych (najczęściej kwadratów o bokach 5, 10, 20, 50, 100m). MetodÄ… niwelacji geometrycznej wyznacza siÄ™ wysokoÅ›ci wszystkich wierzchoÅ‚ków siatki. NumeracjÄ™ tych wierzchoÅ‚ków prowadzi siÄ™: linie na jednym kierunku oznacza siÄ™ kolejnymi liczbami, a wzdÅ‚uż drugiego kierunku literami. Pomiar niwelacyjny siatki zaczynamy z reperu. JeÅ›li znajduje siÄ™ on poza terenem objÄ™tym pomiarem, wówczas prowadzimy ciÄ…g dowiÄ…zujÄ…cy do momentu, aż niwelator stanie na terenie objÄ™tym pomiarem. Od tego momentu po każdym odczycie wstecz wykonujemy szereg odczytów poÅ›rednich do punktów znajdujÄ…cych siÄ™ w zasiÄ™gu danego stanowiska, po czym koÅ„czymy odczytem w przód i zmieniamy stanowisko. Po zaniwelowaniu caÅ‚ej siatki prowadzimy ciÄ…g do najbliżej poÅ‚ożonego reperu w celu uzyskania kontroli pomiarów. Jest to metoda bardzo precyzyjna. HB = HA + i Ä… "h - s 1 "h = Å"(k Å" l + c)Å" sin 2Ä… Ä… = 0 "h = 0 oznaczenia jak w tachimetrii 2 D = (k Å" l + c)Å" cos2 Ä… D = k Å" l + c Niwelacja metodÄ… punktów rozproszonych. " do pomiaru rzezby terenu o zróżnicowanej budowie, na obszarach zabudowanych lub zaroÅ›niÄ™tych, wyznaczania objÄ™toÅ›ci mas ziemnych " Niwelacja punktów rozproszonych polega na okreÅ›leniu wysokoÅ›ci pikiet terenowych i punktów sytuacyjnych niwelacjÄ… geometrycznÄ… w przód przy równoczesnym wyznaczeniu ich poÅ‚ożenia poziomego metodÄ… biegunowÄ… w nawiÄ…zaniu do punktów osnowy geodezyjnej poziomej " przed przystÄ…pieniem do pomiaru należy dany obszar pokryć sieciÄ… poligonowÄ… (palikowanie) " nastÄ™pnie niweluje siÄ™ te punkty ciÄ…giem niwelacyjnym. Wynikiem sÄ… wysokoÅ›ci punktów poligonowych, które stanowiÄ… bieguny dla zdjÄ™cia szczegółów metodÄ… biegunowÄ… i stanowiska niwelatora dla niwelacji geometrycznej metodÄ… w przód " kolejny etap to obliczenie wysokoÅ›ci pikiet (punktów charakterystycznych terenu) oraz ich odlegÅ‚oÅ›ci od stanowiska niwelatora, zgodnie ze wzorem " Ostatni etap to interpolacja i wykreÅ›lenie warstwic. Niwelacja metodÄ… przekrojów podÅ‚użnych i poprzecznych. " stosowana do pomiaru obiektów wydÅ‚użonych np. do projektowania tras komunikacyjnych (lÄ…dowych, wodnych, oraz innych tras inżynierskich) " w zależnoÅ›ci od uksztaÅ‚towania terenu i celu prac wybiera siÄ™ punkty profilu podÅ‚użnego w których majÄ… być wykonane profile poprzeczne. Kierunek profilu wyznacza siÄ™ wÄ™gielnicÄ… (do 50m) , przy dÅ‚uższym profilu teodolitem. " Punkt koÅ„cowy powinien być wyznaczony z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… min 0,30m, poÅ‚ożenie punktów charakterystycznych na profilu podÅ‚użnym należy zmierzyć od punktu zaÅ‚amania tego profilu, a na poprzecznym od punktu na profilu podÅ‚użnym z dokÅ‚adnoÅ›ciÄ… 0,1m. Åšredni bÅ‚Ä…d wyznaczania wysokoÅ›ci punktów sytuacji i rzezby wynosi 0,01m 6. Precyzyjny pomiar odlegÅ‚oÅ›ci metodÄ… modulacji impulsowej. Aby dokonać pomiaru czasu propagacji fali pomiarowej niezbÄ™dne jest zaznaczenie chwil, miÄ™dzy którymi mierzony jest ten czas. Do tego celu sÅ‚uży modulacja fali pomiarowej, którÄ… jest fala elektromagnetyczna. Modulacja jest to kontrolowana zmiana w czasie pewnego procesu periodycznego. Jest to proces fizyczny polegajÄ…cy na oddziaÅ‚ywaniu sygnaÅ‚em modulujÄ…cym na falÄ™ noÅ›nÄ… uzyskuje siÄ™ w ten sposób sygnaÅ‚ modulowany. Modulacja impulsowa fala noÅ›na jest okresowym ciÄ…giem impulsów. Używana w dalmierzach laserowych. Jedna z możliwoÅ›ci pomiaru czasu propagacji fali Ä na drodze 2L sprowadza siÄ™ do wyznaczenia czasu miÄ™dzy chwilami t3 i t1, w których sygnaÅ‚ odbierany przekracza próg Upo, a sygnaÅ‚ nadawany próg Upn. Wzory: Ä = t3 - t1 L = 1/ 2 Å" Ä Å" v 7. Precyzyjny pomiar odlegÅ‚oÅ›ci metodÄ… modulacji sinusoidalnej Sinusoidalny przebieg modulujÄ…cy falÄ™ noÅ›nÄ… nadajnika ma zazwyczaj znacznie mniejszÄ… dÅ‚ugość, aniżeli mierzony odcinek L. Proces rozchodzenia siÄ™ zmodulowanej fali wzdÅ‚uż bieżącej drogi x opisuje równanie fali: ëÅ‚ öÅ‚ 2 Å" L Å" fw 2 Å" L öÅ‚ ìÅ‚ ÷Å‚ Éw Å" Ä = 2Ä„ Å" = 2Ä„ Å"ëÅ‚ = 2Ä„ Å"(n + Õ) ìÅ‚ ÷Å‚ ìÅ‚ ÷Å‚ w v íÅ‚ Å‚Å‚ íÅ‚ Å‚Å‚ fw , Öw, w czÄ™stotliwość, pulsacja oraz dÅ‚ugość fali wzorcowej, n liczba caÅ‚kowita peÅ‚nych kÄ…tów 2Ä„ zawartych w ÖwÄ, Õ liczba uÅ‚amkowa 0 < Õ < 1 okreÅ›lajÄ…ca niepeÅ‚nÄ… część przesuniÄ™cia fazowego, v prÄ™dkość fali pomiarowej. Z powyższego wzoru uzyskuje siÄ™ kolejne równania: w v L = Å"(n + Õ) = Å"(n + Õ) 2 2 Å" fw 2 Å" L 1 Ä = = Å"(n + Õ) = Tw Å"(n + Õ) v fw Natomiast graniczny bÅ‚Ä…d pomiaru odlegÅ‚oÅ›ci wynosi: dla L = 1,5km "L = 1,15cm ëÅ‚ "fw w öÅ‚ "v ìÅ‚ ÷Å‚ "L = + Å" L + Å" " Å" Õ dla L = 15km "L = 2,5cm ìÅ‚ v fw ÷Å‚ 2 íÅ‚ Å‚Å‚ 8.Ogólna zasada dziaÅ‚ania systemu GPS (opisz poszczególne segmenty). segment kosmiczny: Segment ten skÅ‚ada siÄ™ z 24 satelitów poruszajÄ…cych siÄ™ po orbitach wokół kuli ziemskiej. Satelity nadajÄ… z pokÅ‚adu dwie czÄ™stotliwoÅ›ci radiowe z kodowanymi informacjami o czasie oraz depeszÄ™ satelitarnÄ… zbiór informacji niezbÄ™dnych dla użytkownika. segment kontrolny: Segment ten skÅ‚ada siÄ™ z głównej stacji kontrolnej i kilku stacji monitorujÄ…cych. Główna stacja Master Control Station (MSC) Å›ledzi, monitoruje oraz zarzÄ…dza caÅ‚Ä… konstelacjÄ… satelitów i uaktualnia dane nawigacyjne. Stacje monitorujÄ…ce, wyposażone w precyzyjne wzorce cezowe oraz odbiorniki majÄ…ce możliwość generowanie kodu P (precyzyjnego), wykonujÄ… nieprzerwanie obserwacje wszystkich satelitów rejestrujÄ…c kolejne pomiary co 1,5 s. Pomiary przekazywane sÄ… do stacji (MSC). Stacje kontrolne zapewniajÄ… Å‚Ä…czność miÄ™dzy satelitami a MSC. PrzesyÅ‚ajÄ… satelitom do pamiÄ™ci ich komputerów informacje o ich efemerydach (dane orbitalne) i dane dotyczÄ…ce korekty chodu zegarów satelitów. segment użytkowników: Segment ten skÅ‚ada siÄ™ z wielu różnych odbiorników radionawigacyjnych, specjalnie przygotowanych do odbioru, dekodowania i przetwarzania sygnałów satelitarnych oraz wykonywania obliczeÅ„ zmierzajÄ…cych do ustalenia wymaganych parametrów nawigacyjnych pozycji, prÄ™dkoÅ›ci, kursu itp. Głównymi użytkownikami GPS sÄ… sÅ‚użby wojskowe. W wiÄ™kszoÅ›ci sÄ… to odbiorniki jednoczÄ™stotliwoÅ›ciowe, zaopatrzone w kod P, dajÄ…cy możliwość natychmiastowego wyznaczenia pozycji z dokÅ‚adnoÅ›ci do 2-10 m. Użytkownicy cywilni okreÅ›lajÄ… pozycjÄ™ mniej lub bardziej dokÅ‚adnie w czasie rzeczywistym lub po fakcie. W zależnoÅ›ci od przeznaczenia wszystkie odbiorniki można podzielić na: " nawigacyjne (o maÅ‚ej dokÅ‚adnoÅ›ci) " geodezyjne (o wysokiej dokÅ‚adnoÅ›ci) " specjalne 9. Elementy sygnaÅ‚u satelity GPS (w jaki sposób powstajÄ… fale noÅ›ne L1, L2, kod C/A i P) PodstawowÄ… cechÄ… systemu GPS jest bardzo precyzyjny pomiar czasu. Satelity GPS wyposażone sÄ… w zegary atomowe (wzorce rubidowe lub cezowe) wytwarzajÄ…ce wysokostabilnÄ… czÄ™stotliwość 10,23 MHZ. Jest to podstawowa czÄ™stotliwość systemu. W oparciu o niÄ… satelita emituje w sposób ciÄ…gÅ‚y dwa sygnaÅ‚y na dwóch kanaÅ‚ach o czÄ™stotliwoÅ›ci L1 i L2, które sÄ… noÅ›nymi dla przenoszenia informacji o czasie oraz nadania depeszy satelitarnej (tj. zbioru informacji niezbÄ™dnych dla użytkownika). CzÄ™stotliwość L1 otrzymujemy przez pomnożenie czÄ™stotliwoÅ›ci podstawowej przez 154 co daje 1575,42 MHz i odpowiada dÅ‚ugoÅ›ci fal krótkich okoÅ‚o 19,05 cm. CzÄ™stotliwość L2 otrzymujemy przez pomnożenie czÄ™stotliwoÅ›ci podstawowej przez 120 co daje 1227,60 MHz i odpowiada dÅ‚ugoÅ›ci fal krótkich okoÅ‚o 24,45 cm. CzÄ™stotliwoÅ›ci noÅ›ne poddane sÄ… modulacji kodowo-impulsowej (ciÄ…gi impulsów binarnych +1 albo 1). Zmodulowane sygnaÅ‚y majÄ… charakter pseudoprzypadkowy PRN (Pseudo Random Noise), przypominajÄ…cy szum. Wyróżniamy dwa sposoby kodowania: " kodem C/A (coarse acquisition powszechnie dostÄ™pny) gdzie sygnaÅ‚ kodujÄ…cy jest wytwarzany z czÄ™stotliwoÅ›ci podstawowej podzielonej przez 10, czyli wynosi 1,023Mhz co odpowiada dÅ‚ugoÅ›ci fali 293,1m, zaÅ› jego okres wynosi 1ms. " kodem P (precise, protected), sygnaÅ‚ modulujÄ…cy ma czÄ™stotliwość identycznÄ… jak podstawowa, czyli 10,023MHz Na zmodulowane sygnaÅ‚y P i C/A naÅ‚ożona jest m.in. informacja w postaci depeszy satelitarnej, uaktualniana co cztery godziny ze stacji naziemnych. Depesza zawiera m.in. " almanach dane dotyczÄ…ce aktualnego stanu systemu, w tym przybliżone elementy orbitalne wszystkich satelitów, których znajomość przyspiesza proces akwizycji (przechwytywania) danych " efemerydÄ™ dokÅ‚adne elementy orbitalne satelity nadajÄ…cego depeszÄ™, niezbÄ™dne do wyznaczania czasu i pozycji Depesza nawigacyjna naÅ‚ożona jest zarówno na kod C/A, jak i kod P. Szybkość transmisji wynosi 50bitów na sekundÄ™. 10.Wektorowa koncepcja wyznaczania pozycji (rysunek i opis) 1 Pozycja satelity jest okreÅ›lana wzglÄ™dem Ziemi. 2 PoÅ‚ożenie obiektu na Ziemi może być okreÅ›lane wzglÄ™dem satelity. 3 Pozycja obiektu na Ziemi może być okreÅ›lona jest jako wektor sumy pozostaÅ‚ych wektorów otrzymanych z dwóch pomiarów: R = Rs + R x 11. Wyznaczenie współrzÄ™dnych w obserwacjach metodÄ… autonomicznÄ… (pseudoodlegÅ‚ość, równanie nawigacyjne) Odbiornik GPS, aby wyznaczyć pozycjÄ™, musi odbierać i Å›ledzić sygnaÅ‚y satelitarne (by mierzyć pseudoodlegÅ‚oÅ›ci i przyrosty pseudoodlegÅ‚oÅ›ci) oraz kolekcjonować depeszÄ™ nawigacyjnÄ…. PseudoodlegÅ‚ość jest miarÄ… odlegÅ‚oÅ›ci miÄ™dzy satelitÄ… a odbiornikiem w danej epoce pomiarowej. PodstawÄ… do jej okreÅ›lenia jest pomiar czasu propagacji sygnaÅ‚u na trasie satelita użytkownik na bazie okreÅ›lenia opóznienia odbieranego przez odbiornik kodu PRN (pseudoprzypadkowego) w stosunku do jego repliki generowanej w odbiorniku. Replika kodu generowana w odbiorniku powinna być synchroniczna wzglÄ™dem kodu generowanego w danym momencie przez satelity systemu. Ponieważ synchronizacja opiera siÄ™ na mniej dokÅ‚adnym zegarze wewnÄ™trznym odbiornika, jest obarczona pewnym bÅ‚Ä™dem przesuniÄ™cia czasowego. BÅ‚Ä…d ten wpÅ‚ywa bezpoÅ›rednio na pomiar opóznienia propagacyjnego kodu i nie może być pomijany. Z tego też powodu pomiar nosi miano pseudoodlegÅ‚oÅ›ci dla odróżnienia od rzeczywistej odlegÅ‚oÅ›ci geometrycznej, natomiast bÅ‚Ä…d zegara użytkownika jest przyjmowany jako jedna z niewiadomych w procesie okreÅ›lania pozycji. Pomiary pseudoodlegÅ‚oÅ›ci sÄ… również obarczone bÅ‚Ä™dami wynikajÄ…cymi z opóznieÅ„ atmosferycznych, niestabilnoÅ›ci zegarów satelitarnych i bÅ‚Ä™dnego modelowania efemeryd satelitów. Każdy użytkownik systemu GPS, bazujÄ…c na omówionych wyżej, zmierzonych wartoÅ›ciach obserwowanych oraz wykorzystujÄ…c odpowiednie algorytmy nawigacyjne, jest w stanie okreÅ›lić pozycjÄ™ anteny odbiornika. W zadaniu wyznaczania współrzÄ™dnych przestrzennych stanowiska technikami satelitarnymi GPS wystÄ™pujÄ… cztery niewiadome, a mianowicie trzy współrzÄ™dne: X,Y,Z oraz wyraz b oznaczajÄ…cy synchronizacjÄ™ zegara odbiornika od czasu GPS. Dane sÄ… natomiast współrzÄ™dne satelitów xi,yi,zi. StÄ…d wynika potrzeba obserwacji minimum czterech satelitów . Ostatecznie otrzymujemy równanie pozycyjne systemu GPS: 2 2 2 Ri= (xi - X) + (yi - Y) + (zi - Z) - b i = 1,2,...,n Ri to pseudoodlegÅ‚ość Jeżeli n e" 4, to możemy wyznaczyć trzy współrzÄ™dne X,Y,Z, natomiast, gdy n = 3 pomijana jest wysokość 12. Pomiar wzglÄ™dny RTK Pomiar kinematyczny bezpoÅ›redni RTK (Real Time Kinematic) -czyli dajÄ…cy wyniki w momencie pomiaru (z opóznieniem najwyżej kilku sekund) pomiar taki jest możliwy dziÄ™ki współpracy dwóch odbiorników GPS, z których jeden pozostaje nieruchomy przez caÅ‚y czas trwania sesji pomiarowej na punkcie referencyjnym, podczas gdy drugi przemieszczany jest tak, aby objąć wszystkie punkty przeznaczone do pomiaru. Współpraca obu(lub wiÄ™kszej liczby) odbiorników jest możliwa dziÄ™ki komunikacji radiowej miÄ™dzy nimi 13. Pomiar wzglÄ™dny DGPS Polska nazwa DGPS (Differential GPS) to różnicowe pomiary GPS. Jest to metoda okreÅ›lenia w czasie rzeczywistym pozycji ruchomego odbiornika GPS wzglÄ™dem innego, nieruchomego odbiornika, zwanego stacjÄ… bazowÄ…, umieszczonego na punkcie o znanej pozycji. Istota pomiarów DGPS polega na tym, że stacja bazowa wykonujÄ…c ciÄ…gÅ‚e obserwacje kodowe na znanym punkcie (o znanych współrzÄ™dnych w pewnym ukÅ‚adzie) dokonuje w sposób ciÄ…gÅ‚y wyznaczenia swojej pozycji, stosujÄ…c rozwiÄ…zanie nawigacyjne. Oblicza przy tym poprawkÄ™ uwzglÄ™dniajÄ…c różnicÄ™ wyniku otrzymanego z obserwacji i znanych współrzÄ™dnych. PoÅ‚Ä…czona z modemem i przekaznikiem radiowym stacja bazowa przekazuje tÄ™ poprawkÄ™ do ruchomego odbiornika. Obecnie stosuje siÄ™ dwa zasadnicze podejÅ›cia do wyznaczania poprawek różnicowych i ich transmisji ze stacji bazowej do ruchomego odbiornika: " obliczanie i transmisja poprawek do współrzÄ™dnych, " obliczanie i transmisja poprawek do pseudoodlegÅ‚oÅ›ci. Transmisja poprawek do współrzÄ™dnych wymaga synchronicznego Å›ledzenia tych samych satelitów przez stacjÄ™ bazowÄ… i przez ruchomÄ…. ZaletÄ… tego podejÅ›cia jest możliwość wykonywania wiÄ™kszej części obliczeÅ„ przez stacjÄ™ bazowÄ…. Najczęściej jednak stosuje siÄ™ transmisjÄ™ poprawek do pseudoodlegÅ‚oÅ›ci. Przy pomiarach DGPS zakÅ‚ada siÄ™, że wpÅ‚yw bÅ‚Ä™dów obserwacji i zakłócajÄ…cych oddziaÅ‚ywaÅ„ Å›rodowiska pomiarowego (troposfery i jonosfery) na obydwa odbiorniki jest taki sam. 14. Na podstawie diagramu opisz udziaÅ‚ geodezji drogowej w procesie inwestycyjnym Miejsce i zadania geodezji drogowej w procesie inwestycyjnym " studia i analizy stanu aktualnego " opracowanie zaÅ‚ożeÅ„ techniczno-ekonomicznych " opracowanie projektu technicznego " realizacja opracowanego projektu w terenie " inwentaryzacja stanu powykonawczego Pomiary realizacyjne przy budowie dróg: 1 etap: Wymiarowanie elementów projektu wstÄ™pnego (poczÄ…tek i koniec trasy, punkty zaÅ‚amania trasy, punkty kierunkowe, punkty główne, punkty Å‚uków i KP) 2 etap: Realizacja projektu technicznego trasy drogowej " pomiary poziome (wznawianie zniszczonych punktów z 1 etapu, ewentualne korekty projektowe, tyczenie punktów poÅ›rednich trasy, tyczenie obrysów drogi, ramp, poszerzeÅ„, tyczenie przekrojów poprzecznych wykopów i nasypów " pomiary wysokoÅ›ciowe (tyczenie punktów o zadanej wysokoÅ›ci, realizacja niwelety, tyczenie linii o jednakowym spadku, wyznaczenie reperów roboczych, projektowanie pionowego uksztaÅ‚towania ulic, placów i terenów budowlanych) Pomiary i opracowania realizacyjne sÄ… zwiÄ…zane z projektowaniem, wznoszeniem oraz utrzymaniem budowli i obejmujÄ…: 1 etap: Przybliżone wyznaczenie w terenie lokalizacji inwestycji To znaczy na podstawie przygotowanej mapy dla celów planowania i projektowania przygotowuje siÄ™ znaki geodezyjnej osnowy realizacyjnej. 2 etap: Wytyczenie w terenie geodezyjnej osnowy realizacyjnej w postaci siatki kwadratów: " stabilizowanie wstÄ™pne punktów siatki, " przybliżony pomiar kÄ…tów i boków w oczkach, " obliczenie i wyrównanie współrzÄ™dnych punktów siatki metodÄ… spostrzeżeÅ„ poÅ›rednich. Szkic dokumentacyjny dokument powstaÅ‚y w wyniku geodezyjnego opracowania projektu. Zawiera on dane: " rysunek istniejÄ…cych w terenie obiektów i ich opis, " rysunek istniejÄ…cych w terenie obiektów podziemnego uzbrojenia wraz z opisem, " dane dotyczÄ…ce poÅ‚ożenia osnowy geodezyjnej i innych punktów oparcia, " rysunek obiektów projektowych, " obliczone miary do tyczenia projektu w terenie, " obliczone miary kontrolne. 3 etap: Geodezyjne opracowanie planu szczegółowego zagospodarowania inwestycji Szkic realizacyjny (tyczenia) szkic ten dokumentuje wykonane lokalizacje elementów projektu w przestrzeni. Do jego sporzÄ…dzenia może posÅ‚użyć kopia szkicu dokumentacyjnego. Szkic zawiera: " rysunek obiektów projektowanych z podaniem miar projektowych i opisów oraz niezbÄ™dnÄ… orientacjÄ™ kierunek północny, " miary lokalizacyjne do tyczenia projektu w terenie, " miary w trakcie tyczenia w terenie odÅ‚ożone. 4 etap: Wytyczenie w terenie głównych osi poszczególnych obiektów Zakres prac geodezyjnych na placu budowy W trakcie geodezyjnej budowy obsÅ‚ugi i montażu obiektu budowlanego wykonane sÄ… tyczenia: " zasiÄ™gu wykopów fundamentowych i poziom dla wykopów, " osi stóp fundamentowych i poziomów fundamentów, " osi i poziomów kondygnacji powtarzalnych, " posadowienie i montaż dużych maszyn ( np. suwnice, turbiny), " poÅ‚ożenie elementów konstrukcji podczas montażu. 5 etap: Prowadzenie pomiarów sterujÄ…cych montażem obiektu budowlanego Tyczenie metodÄ… przecięć kierunków z Å‚aw drewnianych. Trasowanie stóp fundamentowych konstrukcji stalowych. Pomiar kontrolny ( inwentaryzacja) pomiar kontrolny podÅ‚oża i wymiarów realizowanych obiektów budowlanych lub ich elementów konstrukcyjnych dokumentuje siÄ™ na szkicu pomiaru kontrolnego. Na szkicu tym zamieszcza siÄ™ klauzulÄ™ o zgodnoÅ›ci lub niezgodnoÅ›ci z projektem. W razie stwierdzenia niezgodnoÅ›ci z projektem należy ten fakt odnotować w dzienniku budowy. Metody pomiarów kontrolnych: " biegunowa, " ucięć kÄ…towo- liniowych, " bezpoÅ›redniego rzutowania, " staÅ‚ej prostej. 6 etap: Inwentaryzacyjno-kontrolne pomiary powykonawcze. Pomiary przemieszczeÅ„ (pionowe i poziome). " pomiar odchyÅ‚ek od pionu krawÄ™dzi budynku, " schemat pomiaru punktu na dzwigarze metodÄ… niwelacji trygonometrycznej. 15. Tyczenie prostej przez przeszkodÄ™ z wykorzystaniem ciÄ…gu sytuacyjnego lokalnego " zaÅ‚ożenie osnowy pomiarowej w formie zamkniÄ™tego ciÄ…gu poligonowego (wybór punktów, zastabilizowanie ich koÅ‚kami oraz ich opis topograficzny) " ustawienie i wypoziomowanie TotalStation nad pierwszym punktem osnowy, wycelowanie na sÄ…siednie punkty i wykonanie pomiaru kÄ…tów poziomych " powtórzenie procedury z poprzedniego punktu dla kolejnych wierzchoÅ‚ków osnowy " pomiar odlegÅ‚oÅ›ci miÄ™dzy punktami za pomocÄ… dalmierza (każda odlegÅ‚ość mierzona jest czterokrotnie) " sprawdzenie poprawnoÅ›ci pomiaru kÄ…tów przy użyciu wzoru na dopuszczalnÄ… odchyÅ‚kÄ™ kÄ…towÄ… " wyrównanie pomierzonych kÄ…tów i obliczenie na ich podstawie azymutów poszczególnych odcinków " obliczenie przyrostów obliczonych "x i "y dla poszczególnych punktów " obliczenie odchyÅ‚ki liniowej odlegÅ‚oÅ›ci miÄ™dzy pierwszym punktem ciÄ…gu (np. A), a ostatnim (A ), wynikajÄ…ca z niedokÅ‚adnoÅ›ci pomiarów (w rzeczywistoÅ›ci jest to ten sam punkt) " sprawdzenie poprawnoÅ›ci pomiarów przy użyciu wzoru na dopuszczalnÄ… odchyÅ‚kÄ™ liniowÄ… " wyrównanie przyrostów obliczonych i obliczenie przyrostów wyrównanych dla wszystkich punktów ciÄ…gu " obliczenie azymutu szukanej prostej oraz jej wytyczenie poprzez odÅ‚ożenie za pomocÄ… TotalStation obliczonych kÄ…tów miÄ™dzy niÄ…, a krawÄ™dziÄ… osnowy pomiarowej z obu koÅ„ców szukanej prostej (2 wierzchoÅ‚ki osnowy pomiarowej) Bonusik 16. Obliczenie azymutu i dÅ‚ugoÅ›ci odcinka ze współrzÄ™dnych czwartak: znaki przyrostów nr i ozn. zakres Zależność miÄ™dzy azymutem "Y "X ćwiartki azymutu a czwartakiem I (NE) 0º 90º YB - YA + + II (SE) 90º 180º Az = Ä… + Az = 180º Ä… Ä…AB = arctg X - X III (SW) 180º 270º Az = 180º + Ä… + IV (NW) 270º 360º Az = 360º Ä… 2 2 Wzór na dÅ‚ugość odcinka AB: D = (YB - YA ) + (XB - XA ) 17. Na czym polega mechanizm GIS ? System informacji geograficznej GIS: 1. zorganizowany zestaw sprzÄ™tu komputerowego, oprogramowania, danych geograficznych (przestrzennych i nieprzestrzennych) oraz osób (wykonawców i użytkowników); 2. stworzony w celu efektywnego gromadzenia, magazynowania, udostÄ™pniania, obróbki, analizy i wizualizacji wszystkich danych geograficznych; 3. GIS udostÄ™pnia mechanizmy wprowadzania, gromadzenia i przechowywania danych przestrzennych oraz zarzÄ…dzania nimi; 4. zapewnia ich integralność i spójność oraz pozwala na ich wstÄ™pnÄ… weryfikacjÄ™; 5. na podstawie zgromadzonych w systemie danych możliwe jest przeprowadzenie specyficznych analiz opierajÄ…cych siÄ™ m.in. na relacjach przestrzennych pomiÄ™dzy obiektami; 6. wyniki analiz przestrzennych i operacji charakterystycznych dla programów bazodanowych przedstawione mogÄ… by w postaci opisowej (tabelarycznej) lub graficznej (mapa, diagramy, wykresy, rysunki), stÄ…d cechÄ… GIS jest 1