Pomiary RTK  serwis NAWGEO
Termin RTK odnosi się do metody fazowych pomiarów satelitarnych, w których pozycja
wyznaczona przez odbiornik mobilny poprawiana jest w czasie rzeczywistym z
wykorzystaniem danych obserwacyjnych wysyłanych ze stacji bazowej.
Obserwacje wykonywane przez odbiornik GNSS ze względu na błędy pomiarowe
spowodowane głównie wpływem atmosfery ziemskiej, mają ograniczoną dokładność. Błędy
te mogą być wyznaczone gdy odbiornik wykonujący pomiary zostanie ustawiony na punkcie
o znanych współrzędnych. Poprzez porównanie odległości mierzonej (od satelity
nawigacyjnego do odbiornika GNSS) z odległością teoretyczną, wyliczoną na podstawie
parametrów orbity satelity nawigacyjnego oraz współrzędnych punktu pomiarowego
odbiornik jest w stanie wyliczyć korekty do mierzonych odległości oraz zmiany
współrzędnych. Odbiornik wykonujący obserwacje w celu wyliczenia korekt pomiarowych
oraz mający możliwość wysłania tych informacji np. drogą radiową (UHF) lub GSM (GPRS)
nazywamy odbiornikiem bazowym lub stacjÄ… referencyjna.
Błędy pomiarowe towarzyszące pomiarom satelitarnym charakteryzują się tym, że na
pewnym obszarze ich zmienność jest na tyle mała że nie ma znaczącego wpływu na
dokładność pomiaru. W związku z powyższym przy pomiarach różnicowych mogą być
wyeliminowane. Odbiornik mobilny wykonujÄ…cy pomiary w terenie oraz odbierajÄ…cy
poprawki do obserwacji GNSS (korekty) jest w stanie poprawić dokładność swoich
wyznaczeń do poziomu pojedynczych centymetrów. Do błędów eliminowanych podczas
pomiarów różnicowych (w tym RTK) zaliczamy:
·ð BÅ‚Ä…d zegara satelity i odbiornika
·ð BÅ‚Ä™dy orbit satelitów
·ð Opóz
nienie jonosferyczne
·ð Opóz
nienie troposferyczne
W technice RTK, poza kodowymi obserwacjami sygnału satelitarnego, wykorzystywane są
obserwacje fazowe. Odbiornik rejestruje dla każdego z sygnałów końcówkę (fazę) fali nośnej
oraz zmianę liczby odłożeń pełnej długości fali (pełnych cykli fazowych) od momentu
rozpoczęcia śledzenia satelity przez odbiornik ("Ni). W procesie wyznaczania współrzędnych
(inicjalizacji odbiornika) istnieje potrzeba wyznaczenia tzw. nieoznaczoności fazy N0, tj.
nieznanej, przypadkowej początkowej liczby pełnych cykli fazowych sygnału GNSS, stałej
dla nieprzerwanych pomiarów do danego satelity. Ze względu na dodatkową niewiadomą N0i
w procesie wyznaczania współrzędnych, do pomiarów w trybie RTK niezbędne jest ciągłe
obserwowanie 5 satelitów nawigacyjnych. Otrzymanie przez odbiornik danych ze stacji
referencyjnej, poprzez minimalizację błędów pomiarowych, znacznie przyspiesza proces
inicjalizacji.
Wysoka dokładność uzyskiwana w tej metodzie opiera się na wykorzystaniu do pomiaru
odbiorników dwuczęstotliwościowych (L1 i L2) rejestrujących fazy nośne sygnałów satelitów
nawigacyjnych. Długości fal L1 i L2 wynoszą odpowiednio około 19 i 24 cm. Wysokiej klasy
sprzęt pomiarowy potrafi wyznaczyć fazę sygnału z dokładnością 1% długości obserwowanej
fali. Aktualnie na rynku pojawiają się również pierwsze odbiorniki do pomiarów RTK
wykonujące pomiary na jednej częstotliwości (L1).
Na ostateczną dokładność uzyskiwanych współrzędnych duży wpływ ma otoczenie, w którym
wykonywane są pomiary. Płaskie powierzchnie jak ściany budynków, duże zbiorniki wodne,
parkingi samochodowe oraz linie wysokiego napięcia oraz szczątkowe błędy atmosferyczne
powodują zmniejszenie dokładności pomiarów. Dodatkowym elementem ograniczającym
dokładność jest także odległość od stacji referencyjnej  rozwiązaniem tego problemu okazały
siÄ™ poprawki powierzchniowe.
Poprawki powierzchniowe
Pomiary wykonywane w oparciu o pojedynczą stację referencyjną ograniczone są ze względu
na odległość pomiędzy odbiornikiem mobilnym a stacją bazową. Błąd wyznaczenia pozycji
rośnie wraz z odległością. Przyjmuje się że dla odległości do 5 km można wykonywać
pomiary bez znacznej utraty dokładności. Dodatkowymi ograniczeniami pomiarów RTK jest
także potrzeba posiadania drugiego odbiornika (ustawianego na punkcie o znanych
współrzędnych) oraz radiomodemu lub modemu GSM (GPRS) do transmisji poprawek.
Aby zwiększyć obszar w którym mogą być wykonywane pomiary RTK, pojedyncze stacje
referencyjne łączone są w sieć, która jest zarządzana przez centrum obliczeniowe. W systemie
ASG-EUPOS średnie odległości pomiędzy stacjami referencyjnymi wynoszą obecnie ok. 70
km. Gromadzone na nich dane obserwacyjne transmitowane sÄ… do centrum obliczeniowego,
gdzie następuje wyliczenie korekt obserwacyjnych. Poprawki wyliczane w oparciu o grupę
stacji rozłożonych na pewnym obszarze, nazywamy poprawkami powierzchniowymi lub
sieciowymi.
W przypadku serwisu NAWGEO w ręce użytkownika oddane są następujące rodzaje
poprawek powierzchniowych:
·ð MAC (Net) ang. Master and Auxiliary Concept
·ð VRS ang. Virtual Reference Station
·ð FKP niem. Flächenkorrekeurparameter
Aby skorzystać z wybranego rodzaju poprawki, użytkownik powinien podłączyć się do
systemu i wybrać odpowiedni punkt podmontowania tzw. mountpoint. W momencie
połączenia odbiornik użytkownika wysyła do centrum obliczeniowego depeszę NMEA GGA
(ang. The National Marine Electronics Association) zawierajÄ…cÄ… informacjÄ™ o swojej
przybliżonej pozycji. Informacja ta jest niezbędna, aby określić stacje referencyjne znajdujące
się w jego otoczeniu. W odpowiedzi użytkownik otrzymuje dane korekcyjne zapisane w
formacie RTCM (ang. Radio Technical Commision For Marine Services). Dane korekcyjne
interpolowane dla użytkownika mają  ważność dla obszaru o promieniu 5 km względem
podanych współrzędnych przybliżonych.
Poniżej znajdują się interpretacje graficzne prezentujące zasadę działania poszczególnych
rodzajów poprawek serwisu NAWGEO:
MAC. y
ródło: na podstawie http://leica.loyola.com/rtk-net/max-imax.html
MAC (Net)
W przypadku poprawki MAC, po wysłaniu depeszy NMEA, do użytkownika docierają
obserwacje z głównej stacji bazowej oraz ich różnice wyznaczone na podstawie obserwacji z
otaczających stacji referencyjnych. Obliczenia częściowo wykonywane są przez centrum
obliczeniowe (poprawki z głównej stacji ref. i pochodne ze stacji sąsiednich), natomiast
interpolacja poprawki do przybliżonej pozycji odbiornika mobilnego wyznaczana jest przez
oprogramowanie zainstalowane w sprzęcie pomiarowym użytkownika.
VRS. y
ródło: Trimble VRS Brochure
VRS
W przypadku VRS, oprogramowanie w odbiorniku współpracuje z centrum obliczeniowym,
tak jakby pobierało dane z pojedynczej stacji referencyjnej, nazywanej wirtualną stacją
referencyjną. Wartości korekt obserwacyjnych, wyliczane są w centrum obliczeniowym,
poprzez interpolację poprawek z otaczających stacji referencyjnych, do przybliżonej pozycji
odbiornika, przesłanej w depeszy NMEA GGA.
FKP. y
ródło: "Development of Network-Based RTK-GPS Positioning System Using FKP Via
a TV Broadcast in Japan" H. Namie, K. Nishikawa, K. Sasano, C. Fan, A. Yasuda
FKP
W przypadku poprawki FKP do odbiornika przesyłane są współczynniki równań powierzchni
opisujące zmienność poprawki dla danego satelity nawigacyjnego w ograniczonym obszarze.
Rolą oprogramowania w odbiorniku jest odebranie współczynników równania i
wprowadzenie jako niewiadomych współrzędnych przybliżonych. W rezultacie dla
wszystkich satelitów nawigacyjnych określane są wartości danych korekcyjnych.
Oprogramowanie w centrum obliczeniowym odpowiedzialne jest za przygotowanie
współczynników opisujących zmienność poszczególnych poprawek w obszarze
wyznaczonym przez wybrane stacje referencyjne.
Konfiguracja odbiornika CHC LT30
Przed rozpoczęciem konfiguracji:
·ð wÅ‚Ä…czyć urzÄ…dzenie
·ð wÅ‚Ä…czyć Internet w kontrolerze: Start -> Settings -> Connections ( w zakÅ‚adce
Connections) -> Manage existing connections -> Internet -> Connect -> OK
·ð wÅ‚Ä…czyć program Landstar 5
Konfiguracja pod pomiar RTK:
·ð w programie Landstar -> Konfig. -> nowe zadanie -> /wpisać nazwÄ™, wybrać
odwzorowanie i strefÄ™ czasowÄ…/ -> OK
·ð w menu programu Landstar ->Instrument -> uruchom jako ruchomy -> odbiornik
ruchomy -> połącz. danych -> /wybrać Połączenie: Sieć PDA, wpisać Login i Hasło/ -
>Zaloguj (po zalogowaniu do systemu ASG wyświetlane u dołu wyświetlacza
dokładności znacznie się poprawią) -> OK.
Pomiar punktów:
Punkt Topo to klasyczna metoda pomiaru sytuacyjno- wysokościowego. Domyślnie pomiar
tą metodą trwa 5 s. Żeby pomierzyć punkt z zastosowaniem tej metody:
1. Wybierz w menu głównym programu LandStar pomiar-> pomierz punkty.
2. Wybierz metodę Punkt topo i uzupelnij dane w oknie, które się wyświetli.
3. Kliknij przycisk Opcje u dołu ekranu. W oknie, które się wyświetli, możesz
zdefiniować wszystkie parametry pomiaru, łącznie z dokładnością. Okno opcji
pomiaru dla metody Punkt topo wygląda następująco:
4. Pomierz punkt, klikajÄ…c na przycisk Mierz znajdujÄ…cy siÄ™ w prawym dolnym rogu
ekranu. Pomiar punktu zostanie potwierdzony przez dz
więk w kontrolerze.
Uwaga
Dostępne są również inne metody pomiaru punktów (Metoda Mierzony punkt
kontrolny, Punkt szybki, Ciągłe topo). Najprostsza i najszybsza jest metoda Punkt
topo.
Porównanie wyników pomiaru RTK ze współrzędnymi katalogowymi mierzonych
punktów osnowy:
Współrzędne z pomiaru RTK
Numer
punktu
X Y H
2042
5550205,599 7418002,565 219,282
2044
5550327,229 7418039,533 222,245
Współrzędne katalogowe
Numer
punktu
X Y H
2042
5550205,604 7418002,536 219,306
2044
5550327,240 7418039,519 222,395
Różnice współrzędnych
Numer
punktu
"X "Y "H
2042
-0,005 0,029 -0,024
2044
-0,011 0,014 -0,150
 SPRAWOZDANIE TECHNICZNE
1. Zleceniodawca: Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie;
2. Wykonawca: Martyna Brzyszcz, Sabina Czaja, Karolina Bielak, Adam
Naziomek;
3. Lokalizacja obiektu: teren Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie ;
4. Rodzaj roboty: Pomiar punktów metodą RTK;
5. Metoda pomiaru: RTK;
6. Wynikłe zmiany gruntowe: Brak;
7. Czasokres wykonania: 18.12.2013r;
8. Uzasadnienie wykonania roboty: wykonano w celach dydaktycznych
9. Powstałe materiały geodezyjne i ich przekazanie: operat pomiarowy
skompletowano wg zaleceń prowadzącego zajęcia
& & & & & & & & & & & & & & & & & & &