Fotogrametria I koło

Pakiet Corel DRAW stanowią następujące programy:

CorelDRAW - do rysowania,

Corel BAR CODE - do generowania kodów paskowych,

Corel PHOTO-PAINT - do malowania i obróbki skanowanych zdjęć

CorelTRACE – do zamiany obrazu rastrowego na wektorowy

Corel CAPTURE

Corel TEXTURE

Za pomocą pakietu Corel DRAW można zrealizować podstawowe zadania graficzne: -tworzyć własne obrazki, -wczytywać pliki z skanerów i kamer cyfrowych, -obrabiać skanowane obrazy, -tworzyć animacje, -łączyć poszczególne obrazki w filmy, -optymalizować pliki graficzne pod kątem zastosowań w Internecie

Typy plików map bitowych: CPT, TIF, PCX, BMP, GIF, PCD, JPG, DCS, WI, PSD, CAL, IMG, MAC, OS/2 BMP, PP4, PP5, PNG, SCT, TGA, EXE, ICO, CUR, RAW, FPX, RIFF Painter

Typy plików grafik wektorowych: WPG, 3DMF, AL, DXF, CGM, CPX, CDX, CMX, CDR, CPH, EPS, EMF, GEM, PLT/HGL, PF, PIC, PCT, MET, DRW, NAP, PS/PRN/EPS, WMF, SCD, FMV, PDF, DSF, DWG, VSD, PFB, TTF

Typy plików tekstowych: WPM, WP4, WP5, WP8, TXT, SAM, MIF, DOC, RTF, WSD, WSW, XY, XLS, WQ/WB, WK

Typy plików animacji (np. animowany GIF)

Typy plików internetowych (np. HTM,HTML)

Skaner – to elektroniczne urządzenie, które za pomocą światła i układu optycznego odzwierciedla skanowany obiekt w postaci informacji cyfrowej.

Rozdzielczość obrazów (rastrowa)

Rozdzielczość opisuje dokładność, z jaką detale obrazka są zapisane w pliku, jak również stopień dokładności możliwy do osiągnięcia przy oddawaniu detali obrazka za pomocą danego urządzenia wejściowego lub wyjściowego. Przy pracy z mapami bitowymi rozdzielczość wpływa zarówno na jakość obrazka, jak i na rozmiar pliku.

Rozdzielczość obrazka

Odnosi się do odległości między pikselami w obrazku i mierzona jest w pikselach (ppi) lub punktach (dpi) przypadających na cal.

Mapa bitowa – to obraz utworzony z ciągów pikseli lub kropek. Mogą mieć one różne rozmiary. Im są mniejsze tym dokładniej oddają kształty obrazu. Widocznych jest więcej szczegółów i subtelności. Linie i krzywe są ostrzejsze. Przejścia tonalne są bardziej płynne.

Obrabiana w programie graficznym mapa bitowa ma w rzeczywistości charakter rastrowy.

Obraz rastrowy – to siatka (najczęściej kwadratów), której poszczególne elmenty składowe – tzw. piksele posiadają atrybuty informujące o ich wielkości, położeniu w siatce i kolorze.

Gęstość linii rastra (rozdzielczość) określa liczbę punktów użytych do odtworzenia obrazu. Gęstość mierzona jest w jednostkach lpi (linie na cal) – jest to tzw. liniatura. Liczba lpi określa rzędy punktów umieszczonych na długości jednego cala (2,54 cm).

Tryb, w którym kolory składają się z trzech składowych: czerwony (R - RED), zielony (G - GREEN) ,niebieski (B - BLUE).

Kolory składowe w modelu CMYK: niebieskozielony (C – CYJAN), purpurowy (M – MAGENTA), żółty (Y – YELLOW), czarny (K – BLACK).

Pozyskiwanie danych do SIP

Pozyskiwanie danych analogowych i przetwarzanie na postać cyfrową: - digitalizacja, skanowanie, wektoryzacja, tworzenie i uzupełnianie baz danych.

Zarys podstaw grafiki komputerowej-CorelDRAW

Pakiet Corel DRAW stanowią następujące programy:

CorelDRAW - do rysowania,

Corel BAR CODE - do generowania kodów paskowych,

Corel PHOTO-PAINT - do malowania i obróbki skanowanych zdjęć

CorelTRACE – do zamiany obrazu rastrowego na wektorowy

Corel CAPTURE

Corel TEXTURE

Za pomocą pakietu Corel DRAW można zrealizować podstawowe zadania graficzne:

Corel - Importowane/Eksportowane typy plików

Typy plików map bitowych:

CPT, TIF, PCX, BMP, GIF, PCD, JPG, DCS, WI, PSD, CAL, IMG, MAC, OS/2 BMP, PP4, PP5, PNG, SCT, TGA, EXE, ICO, CUR, RAW, FPX, RIFF Painter

Typy plików grafik wektorowych:

WPG, 3DMF, AL, DXF, CGM, CPX, CDX, CMX, CDR, CPH, EPS, EMF, GEM, PLT/HGL, PF, PIC, PCT, MET, DRW, NAP, PS/PRN/EPS, WMF, SCD, FMV, PDF, DSF, DWG, VSD, PFB, TTF

Typy plików tekstowych:

WPM, WP4, WP5, WP8, TXT, SAM, MIF, DOC, RTF, WSD, WSW, XY, XLS, WQ/WB, WK

Typy plików animacji (np. animowany GIF)

Typy plików internetowych (np. HTM, HTML)

Skaner – to elektroniczne urządzenie, które za pomocą światła i układu optycznego odzwierciedla skanowany obiekt w postaci informacji cyfrowej.

Skaner dzieli cały analizowany obiekt na wiele małych punktów. Każdemu punktowi przypisane są liczby informujące o kolorze, nasyceniu i jaskrawości. Informacje o skanowanym obiekcie zawarte są w pliku, który najczęściej jest tzw. mapą bitową.

Skanery:

Rozdzielczość obrazów

Rozdzielczość obrazów (rastrowa)

Rozdzielczość opisuje dokładność, z jaką detale obrazka są zapisane w pliku, jak również stopień dokładności możliwy do osiągnięcia przy oddawaniu detali obrazka za pomocą danego urządzenia wejściowego lub wyjściowego. Przy pracy z mapami bitowymi rozdzielczość wpływa zarówno na jakość obrazka, jak i na rozmiar pliku.

Rozdzielczość obrazka

Odnosi się do odległości między pikselami w obrazku i mierzona jest w pikselach (ppi) lub punktach (dpi) przypadających na cal.

Rozdzielczość wydruku

Odnosi się do liczby punktów, którą na długości jednego cala może umieścić używane urządzenie wyjściowe, na przykład

Mapa bitowa

Mapa bitowa – to obraz utworzony z ciągów pikseli lub kropek. Mogą mieć one różne rozmiary. Im są mniejsze tym dokładniej oddają kształty obrazu. Widocznych jest więcej szczegółów i subtelności. Linie i krzywe są ostrzejsze. Przejścia tonalne są bardziej płynne.

Dokładność odwzorowania rzeczywistości na mapie bitowej to rozdzielczość. Jednostką miary rozdzielczości obrazu jest liczba punktów przypadająca na jeden cal — w skrócie dpi (ang. dots per inch).

Im więcej punktów składa się na obrazek, tym dłużej trwa wykonanie każdego polecenia (trzeba przeliczyć parametry każdego piksela). Po zapisaniu do pliku, grafiki o wysokiej rozdzielczości mają duże objętości. Wydłuża to czasy przesyłania, wymaga posługiwania się nośnikami o odpowiedniej pojemności.

W praktyce stosuje się tylko taką rozdzielczość jaka jest potrzebna do danego zastosowania.

Żeby wyświetlać obraz na ekranie komputera wystarczy rozdzielczość od 72 do 96 dpi. Wydruk na drukarce atramentowej wymaga grafiki o rozdzielczości nie gorszej niż 300 dpi. Żeby w pełni wykorzystać parametry drukarki należy stosować rozdzielczość nie gorszą niż 600 dpi. Naświetlarka wymaga rozdzielczości rzędu 3600 dpi lub większej.

Podczas eksportowania pliku można do postaci bitmapy należy określić jego parametry:

Po eksporcie należy sprawdzić, czy redukcja liczby kolorów nie spowodowała pogorszenia jakości obrazka.

Grafika bitmapowa może być wydrukowana maksymalnie w takiej rozdzielczości w jakiej została utworzona.

Obraz rastrowy

Obrabiana w programie graficznym mapa bitowa ma w rzeczywistości charakter rastrowy.

Obraz rastrowy – to siatka (najczęściej kwadratów), której poszczególne elmenty składowe – tzw. piksele posiadają atrybuty informujące o ich wielkości, położeniu w siatce i kolorze.

Gęstość linii rastra (rozdzielczość) określa liczbę punktów użytych do odtworzenia obrazu. Gęstość mierzona jest w jednostkach lpi (linie na cal) – jest to tzw. liniatura. Liczba lpi określa rzędy punktów umieszczonych na długości jednego cala (2,54 cm).

Rozdzielczość obrazów

x bitów/kolor = 2x np. 4 bity/kolor 24 = 16 kolorów

Tryby zapisu kolorów – model RGB

Tryb, w którym kolory składają się z trzech składowych:

Tryb kolorów RGB oparty jest na modelu kolorów RGB. W trybie RGB każdy z trzech kanałów (czerwony, zielony i niebieski) opisywany jest za pomocą liczby z zakresu od 0 do 255.

kolor czarny - 0:0:0

kolor biały - 255:255:255

kolor czerwony - 255:0:0

kolor niebieski - 0:0:255

kolor fioletowy 255:0:255

Tryby zapisu kolorów – model CMYK

Kolory składowe w modelu CMYK:

Każdy kolor w modelu CMYK jest opisywany za pomocą wartości procentowej (od 0 do 100). Ponieważ model CMYK jest oparty na kolorach atramentów, większy udział procentowy atramentu odpowiada ciemniejszym kolorom. W teorii, połączenie 100 % koloru niebieskozielonego, 100 % purpurowego i 100% żółtego powinno dać w rezultacie kolor czarny. W rzeczywistości powstaje kolor ciemnobrązowy, więc w modelu kolorów i w procesie drukowania dodatkowo stosowany jest kolor czarny, kompensujący niedoskonałe zachowanie się pigmentów.

Skanowanie

Parametry charakteryzujące skanery:

Pozyskiwanie danych do SIP

Pozyskiwanie danych analogowych i przetwarzanie na postać cyfrową:

Digitalizacja

Digitalizacja to przetwarzanie obrazów i rysunków analogowych (np. papierowych map) na postać cyfrową, przez odczytywanie współrzędnych poszczególnych obiektów graficznych (punkty, linie, poligony) przy pomocy urządzeń zwanych digitizerami lub digimetrami.

Digitalizacja może być prowadzona na przyrządach wyposażonych w stół wytwarzający pole elektromagnetyczne lub też za pomocą digitizerów ze sztywnymi ramionami, po których poruszają się przetworniki analogowo-cyfrowe.

Pierwszy rodzaj digitizerów umożliwia prowadzenie digitalizacji tylko takich materiałów, które nie powodują zakłóceń pola elektromagnetycznego tj. podkładów papierowych, kalki, folii z tworzywa sztucznego itp. Na ogół nie można na nich digitalizować map wykonanych na płytach aluminiowych.

Drugie rozwiązanie nie ma ograniczeń dotyczących materiału, ale jego wadą są znaczne rozmiary urządzenia. Digitizery te wyposażone są w prowadnicę, która ma możliwość przesuwania się po blacie, wzdłuż prostopadłych względem niej szyn.

Pomierzone współrzędne przesyłane są do komputera, gdzie podlegają dalszej obróbce, m.in. zamianie na postać wektorową.

Wektoryzacja

Zeskanowana mapa, w postaci rastrowej, może być przekształcona do formy wektorowej w wyniku wektoryzacji. Zamiana obrazu rastrowego na wektorowy wymaga wskazania wszystkich punktów niezbędnych dla utworzenia mapy. Są to przede wszystkim miejsca załamania linii.

Na mapie wektorowej występują obiekty podstawowe i pochodne.

Do obiektów podstawowych zaliczają się trzy grupy elementów (figur geometrycznych):

Współrzędne tworzące kolejne załamania obiektów jedno- i dwuwymiarowych noszą nazwę punktów pośrednich, węzłów lub werteksów (ang.vertices). Kolejność węzłów decyduje o kierunku linii i kierunku obwodnicy poligonu (dla poligonów kierunek obwodnicy jest często z góry ustalony, np. w ArcView jest zgodny z ruchem wskazówek zegara).

Dla poligonów istotne jest również położenie tzw. centroidu, czyli punktu określającego środek obiektu. Położenie centroidu ma znaczenie głównie przy tworzeniu etykiet, a w niektórych przypadkach jest elementem wiążącym obiekt z informacją opisową.

Obiekty pochodne, w tym także obiekty o charakterze opisowym, to:

Rodzaje wektoryzacji

Wektoryzacja jest podstawową metodą tworzenia geometrycznego szkieletu mapy numerycznej.

Zależnie od przyjętej metody (i dostępnego oprogramowania) stosuje się wektoryzację:

Wektoryzacja manualna (ręczna) polega na wskazywaniu przy pomocy myszki na ekranie komputera obiektów na podkładzie rastrowym. Wektoryzacji podlegają charakterystyczne punkty zeskanowanej mapy (najczęściej są to punkty załamania linii), które wymagają przeniesienia do geometrycznego szkieletu mapy numerycznej. Wektoryzacji nie podlegają opisy map!

Wektoryzacja manualna jest najpopularniejszą metodą wektoryzacji.

Wektoryzacja półautomatyczna. Istnieje wiele programów komputerowych wspomagających proces wektoryzacji (np. AutoCad, ArcView, Arc/Info, MapInfo, MicroStation, i inne).

Niektóre z programów umożliwiają także wspomaganie manualnej wektoryzacji przez proponowanie przebiegu linii, co znacznie przyspiesza cały proces. Jest to wektoryzacja półautomatyczna. W trakcie wektoryzacji półautomatycznej program zatrzymuje się w nietypowym (dla przyjętych schematów) miejscu i czeka na decyzję operatora. Miejscami takimi są najczęściej nieciągłości linii, skrzyżowania z przeciągniętymi liniami, kasowniki, opisy i inne.

Wektoryzacja automatyczna realizowana jest za pomocą programów komputerowych, które automatycznie zamieniają wszystkie elementy rastra na obiekty wektorowe.

Proces zamiany obrazu na obiekty wektorowe odbywa się nieprzerwanie bez udziału operatora. Rola operatora sprowadza się do zadania odpowiednich parametrów wykorzystywanych przez algorytm dokonujący automatycznej wektoryzacji. Metoda ta daje zadowalające efekty w wypadkach, gdy rysunek stanowi zbiór linii właściwej jakości graficznej, które nie tworzą zbyt wielu przecięć.

Ogólna charakterystyka procesu obejmuje trzy etapy (Gaździcki 1990):

  1. redukcję grubości, czyli przekształcenie linii o zredukowanej grubości w linie łamane składające się z odcinków prostoliniowych,

  2. rekonstrukcję topologiczną, polegającą na zapisaniu dla każdego węzła utworzonej sieci linii związków określających linie, które się w nim zbiegają,

  3. interaktywną redakcję na ekranie komputera uzyskanego zapisu wektorowego, przy czym stosowane mogą być procedury:

    • zwiększające dokładność przez wyrównanie współrzędnych ze względu na możliwe do narzucenia warunki geometryczne (równoległości, prostopadłości i współliniowości),

    • ułatwiające identyfikację i kodowanie obiektów.

Z doświadczeń wynika, że sposób ten obecnie nie zapewnia jeszcze zadawalających rezultatów. Uwaga powyższa, odnosi się w szczególności do leśnej mapy gospodarczej, której ręczny opis uniemożliwia automatyczną filtrację tekstu.

Kalibracja rastra

Podstawowym problem z jakim można się spotkać przy wektoryzacji zbiorów rastrowych jest kalibracja rastra, tzn. jego transformacja do przyjętego układu współrzędnych. Polega to na dopasowaniu głównych punktów granicznych mapy rastrowej do rzeczywistych współrzędnych geograficznych.

Do wykonania transformacji można się posłużyć:

Utworzenie „szkieletu geometrycznego” mapy numerycznej z zeskanowanego obrazu jest ponad wielokrotnie tańsze niż wykorzystanie pomiarów terenowych lub metody fotogrametryczne oraz ponad trzykrotnie tańsze niż digitalizacja.

GPS

GPS (Global Positioning System) - Globalny System Wyznaczania Pozycji, System Globalnego Pozycjonowania.

W 1973 roku Departament Obrony USA podjął decyzję o połączeniu istniejących programów, w celu stworzenia ogólnoświatowego, odpornego na warunki pogodowe, trójwymiarowego systemu nawigacyjnego, nazwanego Navstar GPS.

GPS jest własnością rządu Stanów Zjednoczonych Ameryki. Korzystanie z systemu GPS nie wymaga wnoszenia żadnych opłat.

GPS – składowe systemu

System składa się z trzech grup elementów:

GPS – wyznaczanie pozycji

Każdy z satelitów wyposażony jest w zespół atomowych wzorców częstotliwości generujący lokalną skalę czasu. Jej zasadniczą cechą jest stabilność. Parametry satelitarnych skal czasu i parametry orbit satelitarnych wyznaczane są przez Naziemne Centra Śledzące. Informacje te przesyłane są na pokłady satelitów celem dalszej retransmisji do użytkowników systemu.

Struktura sygnału satelitarnego umożliwia odbiornikowi wyznaczenie czasu jaki upłynął od momentu wysłania sygnału do momentu odbioru i określenie w ten sposób odległości pomiędzy użytkownikiem a satelitą. Dane nawigacyjne służą odbiornikowi do określenia położenia satelity w momencie nadawania sygnału. Odległości do satelitów i ich współrzędne są wystarczającymi danymi do wyznaczenia położenia odbiornika.

Dla trójwymiarowego określenia położenia odbiornika potrzebne są dane z czterech satelitów, ponieważ oprócz trzech współrzędnych wyznaczyć należy również poprawkę zegara odbiornika.

GPS – GLONASS

Podobny system, o nazwie GLONASS, uruchomiony został w Związku Radzieckim. Pełna konstelacja satelitów GLONASS składa się 24 obiektów rozmieszczonych na trzech płaszczyznach orbitalnych Po skompletowaniu, na początku 1996 roku, pełen zestaw satelitów był dostępny przez okres około 40 dni. Pod koniec roku 1996 na orbicie znajdowało się 21 aktywnych obiektów. Na każdej płaszczyźnie powinno znajdować się 8 równomiernie rozmieszczonych satelitów. Orbity są kołowe i znajdują się na wysokości około 19100 km. Okres obiegu wynosi 11h15m.

Obecnie liczba satelitów wchodzących w skład systemu GLONASS jest o wiele mniejsza - system sam w sobie nie zapewnia pełnej operacyjności lecz jest idealny jako uzupełnienie pomiarów GPS.

Kombinacja pomiarów z wykorzystaniem satelitów GLONASS umożliwia widoczność nawet o 30% satelitów więcej niż wykorzystując tylko satelity GPS. Dzięki widoczności większej liczby satelitów uzyskujemy większe dokładności pomiarów oraz możliwość wykonywania pomiarów w miejscach, gdzie ze względu na zbyt małą liczbę obserwowanych satelitów pomiary takie nie były możliwe.
Ze względu na to, iż system GLONASS różni się wieloma parametrami z systemem GPS (np. ma inne częstotliwości) istnieje bardzo mało odbiorników pozwalających na pomiar przy wykorzystaniu systemów GPS i GLONASS jednocześnie. Tylko najnowsze i najbardziej rozwinięte technologicznie urządzenia umożliwiają współpracę tych dwóch systemów.

GPS – poziomy dokładności

GPS zapewnia dwa poziomy dokładności:

Dokładny serwis pozycyjny - PPS dostępny jest tylko dla autoryzowanych użytkowników, zapewniając wysoką dokładność danych o pozycji i czasie.

Do autoryzowanych użytkowników należą: Siły Zbrojne USA i NATO (o autoryzacji użytkownika decyduje Departament Obrony USA).

Dokładny serwis pozycyjny – PPS

PPS dostarcza informacji o pozycji z dokładnością nie gorszą niż 16 metrów i informacji o czasie z dokładnością nie gorszą niż 100 nanosekund w stosunku do czasu UTC-USNO (Universal Coordinated Time US Naval Observatory) .

PPS dostępny jest jedynie dla autoryzowanych użytkowników i przeznaczony głównie dla celów wojskowych. Do autoryzowanych użytkowników należą: Siły Zbrojne USA i NATO. O autoryzacji użytkownika decyduje Departament Obrony USA.

Dostęp do PPS kontrolowany jest dwiema metodami:

Ograniczony Dostęp (SA - Selective Availability) - pozwala na zmniejszenie dokładności pozycji i czasu dostępnych dla nieautoryzowanych użytkowników. SA działa poprzez wprowadzanie kontrolowanych błędów do sygnałów satelity i depeszy satelitarnej. Departament Obrony zadeklarował, iż w czasie pokoju SA zmniejszy dokładność pozycji dla użytkowników SPS do 100 metrów (95%, 2D).

SA zostało wyłączone decyzją prezydenta USA z dniem 01.05.2000 r.

Anti-spoofing (A-S) - jest włączany bez ostrzeżenia by uniemożliwić imitowanie sygnałów PPS przez nieprzyjaciela. Technika ta zmienia kod, szyfrując go. Klucz do szyfru dostępny jest wyłącznie autoryzowanym użytkownikom. W ten sposób uzyskują oni maksymalną dostępną dokładność.

Standardowy serwis pozycyjny – SPS

Standardowy serwis pozycyjny dostarcza informacji o pozycji z dokładnością nie gorszą niż 100 metrów (95%,2D) w rozwiązaniach dwuwymiarowych i 156 metrów (95%,3D) w rozwiązaniach trójwymiarowych. Dokładność informacji o czasie określona jest na nie gorszą niz. 337 nanosekund (95%) w stosunku do skali UTC(USNO). SPS przeznaczony jest głównie dla użytkowników cywilnych.

Sztucznie wprowadzone i niektóre naturalne ograniczenia dokładności mogą być w dużym stopniu wyeliminowane przy użyciu technik różnicowych. Techniki te polegają na wykorzystaniu poprawek wyznaczanych przez precyzyjnie zlokalizowane odbiorniki, zwane stacjami referencyjnymi. Poprawki różnicowe mogą być wprowadzane po pomiarze, lub w czasie rzeczywistym, w tym ostatnim wypadku do ich transmisji wykorzystuje się łącza radiowe.

Obecnie upowszechnione są już systemy dystrybucji poprawek różnicowych z pokładu satelitów komunikacyjnych.

GPS – systemy wspomagania pomiarów

Zespół satelitów stanowi przestrzenny ruchomy układ odniesienia wspólny dla całego globu ziemskiego.

Specjalnie dobrane parametry orbit zapewniają warunek widoczności minimum pięciu satelitów ponad horyzontem w dowolnym momencie i w każdym miejscu na Ziemi, co jest niezbędne do pełnego (przestrzennego) wyznaczenia położenia anteny odbiornika GPS.

Każdy z satelitów emituje dwa sygnały.

System GPS zapewnia dokładności pomiaru rzędu kilkunastu metrów. Poprzez wykorzystanie systemów wspomagających

EGNOS/WAAS lub OmniStar

dokładności te mogą być rzędu 1 metra.

System EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) został zaprojektowany, aby zwiększyć dokładność pomiaru pozycji wyznaczanej technikami GPS.

Na system EGNOS składają się stacje odbiorczo-kontrolne i satelity geostacjonarne. Zadaniem stacji odbiorczych jest odbieranie sygnałów z satelitów GPS oraz obliczenie różnicy pomiędzy znaną pozycją stacji odbiorczej, a pozycją obliczoną na podstawie odebranych sygnałów GPS.

Korekcja pozycji przesyłana jest do satelitów geostacjonarnych, które z kolei transmitują ją w kierunku Ziemi.

System WAAS jest amerykańskim odpowiednikiem technologii satelitarnej transmisji poprawki różnicowej dla odbiorników GPS. Korekcja jest posyłana z satelitów geostacjonarnych wprost do anten odbiorników GPS (tylko specjalnie do tej funkcji przygotowanych, tzn. "WAAS ready"). Dokładność pozycji wykazywanej przez odbiornik po uwzględnieniu poprawki WAAS/EGNOS wynosi ok. 1-2 m.

System OmniStar działa na zasadzie podobnej co systemy EGNOS.

Różnica polega na tym, że jest on systemem o ogólnoświatowym zasięgu i korzystanie z niego jest płatne.

System, po wykupieniu subskrypcji, pozwala na uzyskiwanie dokładności GPS poniżej 1 metra

GPS – metody pomiarów

Wyznaczenie pozycji anteny odbiornika może odbywać się w dwojaki sposób:

Absolutne wyznaczenie współrzędnych przestrzennych odbywa się na zasadzie rejestracji jednym odbiornikiem sygnałów pochodzących z minimum czterech satelitów.

Ze względu na duży wpływ środowiska na właściwości propagacji fal radiowych (jonosfera, troposfera, sygnały odbite), niedokładności parametrów orbit satelitów wyznaczane tą metodą współrzędne osiągają dokładność od kilku do kilkunastu metrów.

Metoda różnicowego pomiaru GPS

Metoda różnicowa wymaga synchronicznych obserwacji przy zastosowaniu co najmniej dwóch odbiorników GPS, gdzie jeden z nich traktowany jest jako stacja bazowa zaś drugi – jako stacja ruchoma.

Wymagane jest, aby dla stacji bazowej znane były współrzędne przestrzenne wyznaczone w tym samym układzie odniesienia, w którym funkcjonuje system GPS. W tym przypadku wyznaczane są różnice współrzędnych pomiędzy stacją bazową a odbiornikiem ruchomym. Ze względu na niewielkie odległości (do 500 km) pomiędzy odbiornikami w stosunku do odległości satelitów od powierzchni Ziemi przyjmuje się, że sygnały docierające do obydwu anten przechodzą przez jednorodne środowisko. Założenie to pozwala usunąć w procesie obliczeniowym prawie cały wpływ wspomnianych źródeł błędów na wyznaczane pozycje anteny odbiornika ruchomego.

Wyznaczane tą drogą współrzędne względne osiągają dokładności rzędu od 1 m do kilku milimetrów (w zależności od typu odbiorników i stosowanych metod pomiarowych).

GPS – metody pomiarów

Zależnie od stosowanej techniki przetwarzania sygnału i danych, rezultaty pomiarów wykonywanych z wykorzystaniem sygnałów satelitów GPS charakteryzują się różną dokładnością i dostępnością. Najważniejsze z kategorii cywilnych zastosowań GPS to:

Nawigacja w czasie rzeczywistym

Wyznaczanie w czasie rzeczywistym pozycji obiektów lądowych, morskich, lotniczych, kosmicznych. Czas trwania pomiaru jest bardzo krótki, zazwyczaj nie przekracza sekundy, typowa dokładność jest rzędu kilkudziesięciu metrów, przy wykorzystaniu technik różnicowych osiąga wielkości submetrowe. Uzyskane informacje wykorzystywane mogą być między innymi dla potrzeb nawigacyjnych, w systemach nadzoru ruchu obiektów.

Pomiary geodezyjne Static, Fast Static

Dla potrzeb geodezyjnych wyznacza się wektory o długościach do kilkuset kilometrów, przy dokładności pomiaru długości wektora rzędu kilku milimetrów. Pomiar taki wykonuje się przy użyciu pary odbiorników, czas wykonania pomiaru wynosi, zależnie od odległości pomiędzy odbiornikami i warunków widoczności satelitów, do kilkudziesięciu minut. Pomiary wykonywane techniką GPS stanowią istotną konkurencję dla pomiarów geodezyjnych wykonywanych metodami tradycyjnymi a przy tworzeniu sieci wyższego rzędu są regułą ze względu na dokładność i niskie koszty.

Pomiary geodezyjne Kinematic, Stop & Go

W pomiarach tego typu wykorzystuje się fakt, iż przemieszczenia anteny odbiornika GPS, nie tracącej kontaktu z sygnałami satelitarnymi mogą być natychmiast wyznaczone z dużą dokładnością. Rozpoczynając pomiar od punktu o znanych współrzędnych, możemy wyznaczać pozycje kolejnych punktów z dokładnością centymetrową, z czasem pobytu na punkcie rzędu sekund. Zasadniczą różnicą, istotną dla użytkownika przy wyborze odpowiedniego typu urządzenia, jest sposób inicjalizacji pomiarów kinematycznych. Odbiorniki dwu-częstotliwościowe mogą być inicjalizowane w locie (On-The-Fly), w praktyce oznacza to, iż odbiornik może rozpoczynać i kontynuować pracę w trybie kinematycznym bez potrzeby umieszczania anteny na punkcie o znanych współrzędnych.

Real Time Kinematic

Jest to najbardziej zaawansowana technologia różnicowa. Wymaga łącza radiowego o dużej szybkości, jednak umożliwia wyznaczanie pozycji w czasie rzeczywistym z dokładnością centymetrową. Jej zasięg ograniczony jest do promienia kilkunastu kilometrów od stacji bazowej.

Inne technologie

Powyższy przegląd nie wyczerpuje wszystkich możliwości cywilnego wykorzystania systemu GPS. Często, specyficzne warunki wykonania pomiaru umożliwiają uzyskanie dużych dokładności, nietypowych dla danej techniki. Stosunkowo łatwe w realizacji jest np. ciągłe wyznaczanie przemieszczeń budowli, konstrukcji inżynierskich z dokładnością milimetrową, z częstotliwością rzędu kilku lub kilkunastu Hz.

GPS – na co zwracać uwagę przy pomiarach?

  1. Przed przystąpieniem do prac terenowych z wykorzystaniem odbiorników GPS należy zaplanować sesje pomiarowe. Na dokładność wyznaczanych współrzędnych bardzo istotny wpływ (poza czynnikami środowiskowymi, np.: warstwy atmosfery, przesłonięcie horyzontu, fale odbite) mają: liczba i konstelacja satelitów. Ponieważ satelity GPS poruszają się po swych orbitach, ich rozmieszczenie na nieboskłonie ulega ciągłej zmianie.

  2. Liczba i rozmieszczenie satelitów na nieboskłonie (wsp. PDOP)

  3. Moc odbieranego sygnału GPS (wsp. SNR)

  4. Wysokość i zwarcie drzewostanu, a szczególnie występowanie w bezpośrednim sąsiedztwie dużych pni drzew

Pomiary geodezyjne, GPS

Elementy zestawu umożliwiającego pomiar odległości z dokładnością

3-5 cm oraz pozycji geograficznej z dokładnością około 1 m

GPS w aktualizacji Leśnej Mapy Numerycznej

W listopadzie 2000 r. Dyrekcja Generalna Lasów Państwowych przeprowadziła testy urządzeń GPS, celem: oceny dokładności lokalizacji geograficznej (orientacji w układzie współrzędnych 1965) map numerycznych wybranych nadleśnictw i oraz przydatności techniki GPS do ich aktualizacji.

Do testu wybrano 7 nadleśnictw posiadających mapy numeryczne wykonane przez różnych wykonawców i leżące w różnych częściach kraju (w tym 3 nadleśnictwa górskie).


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
fotogrametria kolo 4, AR Poznań - Leśnictwo, Fotogrametria
fotogrametria kolo II, AR Poznań - Leśnictwo, Fotogrametria
Bazy danych 2 koło, AR Poznań - Leśnictwo, Fotogrametria
GPS-2 koło fotogrametria, AR Poznań - Leśnictwo, Fotogrametria
Pytania z fotki na 1 kolo z zeszlego roku, fotogrametria(1)
pytania na kolo, fotogrametria(1)
Test rzad 1 kolo 2, Geodezja, Fotogrametria, Testy
wsztstko na fotka(1), Geodezja, rok 3, Fotogrametria i teledetekcja, na 1 koło
Bazy danych 2 koło, AR Poznań - Leśnictwo, Fotogrametria
koło fotograficzne 2008
kolo fotograficzne WIZJER
Fotografia 4
Fotogrametria i teledetekcja

więcej podobnych podstron