ZAŁOŻENIE POZIOMEJ OSNOWY SZCZEGÓŁOWEJ METODĄ HYBRYDOWĄ

Celem ćwiczenia jest założenie poziomej osnowy szczegółowej przy wykorzystaniu pomiarów satelitarnych GNSS oraz technologii poligonizacji precyzyjnej. Założona osnowa składa się z czterech punktów (1-4) pomierzonych metodą statyczną oraz dwóch punktów (A i B) ciągu poligonowego nawiązanych do punktów satelitarnych. Wyrównania sieci dokonaliśmy w nawiązaniu do trzech punktów osnowy bazowej (stacji referencyjnych ASG EUPOS) – Krosno, Nowy Sącz oraz Tarnów.

CZĘŚĆ 1 – POMIARY GPS METODĄ STATYCZNĄ

Sprawozdanie techniczne

Data obserwacji: 01.07.2013

Celem ćwiczenia było założenie i pomiar 4 punktów osnowy szczegółowej w oparciu o 3 punkty osnowy bazowej.

Sprzęt pomiarowy:
- 2 odbiorniki Trimble 4700 - SN4409 oraz SN4405

- 2 anteny Trimble Micro-centered L1/L2 – SN 1828 oraz SN4019

- 2 statywy

- 2 baterie

- 2 przymiary sztywne

Przebieg ćwiczenia
Na samym początku dokonaliśmy wywiadu terenowego w celu ustalenia lokalizacji punktów osnowy (1-4) i zastabilizowaliśmy je drewnianymi palikami. Pomiary na tych punktach wykonaliśmy w dwóch sesjach po około 45 minut. Wybierając lokalizację punktów uwzględniliśmy odkryty teren, odległość od drzew oraz linii energetycznych.

Schemat obserwacji punktów

Oznaczenie sesji	Czas trwania sesji UTM	Mierzone punkty
		Odbiornik SN4405
A	13:32 - 14:19	1
B	15:07 - 15:56	3
C	16:10 - 17:00	4
D	17:34 - 18:19	2

Wnioski

Pomiar metodą statyczną zapewnia wysoką dokładność wyznaczanych współrzędnych. Należy jednak zwrócić uwagę na otoczenie projektowanych punktów oraz dokładne zmierzenie wysokości anteny aby tą dokładność uzyskać.

Wyznaczenie wektorów GPS
Do czterech punktów osnowy dołączone zostały 3 fizyczne stacje referencyjne sieci ASG-EUPOS, które później wykorzystaliśmy jako punkty nawiązania w wyrównaniu nawiązanym.

Obliczenia wykonano w programie Trimble Total Control. Pierwszym etapem rozwiązania było wyznaczenie długości wektorów wraz z ich dokładnością. Wektory które uzyskały rozwiązanie ‘fixed solution’ wraz ze współczynnikami Ratio oraz RMS, dzięki którym można ocenić poprawność rozwiązania przedstawia poniższa tabela.

A	B	Typ rozw.	Ratio	RMS [mm]
2	1	Fixed Ln	10,4	3,4
2	1	Fixed Ln	257,5	3,1
4	3	Fixed Ln	44,9	3,7
4	3	Fixed Ln	88,4	3,1
1	KROS	Fixed Ln	2,5	21,1
KROS	1	Fixed Ln	3,2	14,7
4	KROS	Fixed Ln	2,0	21,8
KROS	2	Fixed Ln	2,1	26,5
KROS	2	Fixed Ln	2,5	15,3
1	NWSC	Fixed Ln	2,1	15,9
NWSC	1	Fixed Ln	2,6	15,7
NWSC	3	Fixed Ln	3,6	14,5
NWSC	3	Fixed Ln	2,8	18,5
4	NWSC	Fixed Ln	2,5	17,0
4	NWSC	Fixed Ln	3,5	16,7
NWSC	2	Fixed Ln	1,8	17,8
NWSC	2	Fixed Ln	2,5	15,9
TRNW	3	Fixed Ln	1,9	13,4
4	TRNW	Fixed Ln	1,9	12,0
TRNW	2	Fixed Ln	2,0	12,7

Następnie dograliśmy do projektu obserwacje klasyczne - obserwacje kątów poziomych i zenitalnych oraz odległości pozyskane z pomiarów tachimetrem.

CZĘŚĆ 2 – ZAŁOŻENIE CIĄGU POLIGONOWEGO POMIĘDZY PUNKTAMI GPS

Sprzęt pomiarowy:

- tachimetr Trimble S3,

- 2 pryzmaty Topcon,

- 3 statywy

Pomiar:

Przed pomiarami właściwymi wykonano na terenie ośrodka PW w Grybowie pomiary kontrolne celem wyznaczenia wartości błędu kolimacji i sprawdzenia błędu indeksu.

W terenie zastabilizowano palikami drewnianymi punkty A, B, z zachowaniem warunku maksymalnej długości boków definiowanej jako 1/3 długości boków sąsiednich. Następnie wykonano pomiar tachimetryczny w kolejności:

- stanowisko na punkcie 1 z nawiązaniem na punkt 2,

- stanowisko na punkcie A z nawiązaniem na punkt 1,

- stanowisko na punkcie B z nawiązaniem na punkt A,

- stanowisko na punkcie 3 z nawiązaniem na punkt B.

Pomiary wykonywano następującym trybem:

- zcentrowanie tachimetru i luster nad wybranymi punktami,

- nawiązanie kątowo-liniowe na kole lewym na punkt prawy, traktowane jednocześnie jako pierwszy pomiar kąta i odległości,

- pomiar kąta i odległości na kole lewym punktu lewego,

- pomiar kąta i odległości na kole prawym punktu lewego,

- pomiar kąta i odległości na kole prawym punktu prawego

Na każdym stanowisku wykonano 3 serie pomiarów, w sumie 12 odczytów kątów i odległości.

Na bazie odniesienia do pomiaru stałych dodawania, umieszczonej na terenie ośrodka PW w Grybowie, wykonano pomiary w celu wyznaczenia stałych dodawania obydwu pryzmatów. Pomiary wykonywano na słupach betonowych oznaczonych jako A, B, C, D (w trakcie pomiaru przyjęto nazwy robocze P, Q, R, S). Pomiar odbywał się w jednej serii na kole lewym na każdym z wymienionych słupów.

Obliczenia:

Na wstępie obliczono stałe dodawnia pryzmatów metodami: porównawcza, różnicowa, przy pomocy programu POLIG483. Otrzymano wartości:

- stała dodawania pryzmatu pierwszego metodą porównawczą:

- stała dodawania pryzmatu drugiego metodą porównawczą:

- stała dodawania pryzmatu pierwszego metodą różnicową:

- stała dodawania pryzmatu drugiego metodą różnicową:

Dla obu luster przyjęto uśrednioną wartość stałej dodawania uzyskaną metodą różnicową, a następnie poprawiono o nią wszystkie pomierzone w terenie odległości.

Dziennik obserwacyjny obliczono przy pomocy programu POLIG483. W obu przypadkach (tj. wyznaczenia stałej dodawania oraz obliczenia dziennika obserwacyjnego) zastosowano dzienniki pomiarowe w postaci charakterystycznej dla instrumentów firmy Nikon. Otrzymane wyniki sformatowano ręcznie do postaci pliku tekstowego wymaganego przez Trimble Total Control.

Wnioski:

Wyznaczenie stałej dodawania metodą różnicową daje wynik dokładniejszy i o większej pewności w związku z obliczeniami powiązanych ze sobą obserwacji wykonywanych w zbliżonym czasie i zbliżonych warunkach atmosferycznych. Pozwala to uniknąć błędu związanego z przemieszczeniami słupów betonowych oraz niepewności odległości wzorcowej między punktami.

Następnie wykonaliśmy wyrównanie swobodne. Taki sposób wyrównania pozwala wykryć błędy grube oraz odstające obserwacje. Proces ten pozwala sprawdzić wewnętrzną spójność sieci i jest procesem iteracyjnym, który przeprowadza się do momentu uzyskania optymalnej wartości błędu typowego sieci.
Kolejnym etapem było wyrównanie nawiązane. Korzystając ze zdefiniowanego wcześniej w programie wzoru przeliczenia współrzędnych do układu 2000m dokonaliśmy transformacji wyznaczonych współrzędnych.

Wykaz współrzędnych w układzie 2000

Punkt	X	σ	Y	σ	H	σ
1	5499950.8281m	53.8mm	7496337.2282m	32.9mm	476.6314m	47.2mm
2	5500134.5647m	54.7mm	7496387.5888m	32.9mm	495.7268m	49.8mm
3	5500176.9085m	32.4mm	7496124.7574m	30.1mm	481.5111m	43.5mm
4	5500293.4250m	31.8mm	7496215.3896m	29.7mm	480.9986m	44.3mm
A	5500048.0028m	77.7mm	7496266.4850m	66.8mm	480.7761m	50.3mm
B	5500096.4890m	71.2mm	7496219.6819m	70.5mm	482.1150m	49.9mm
KROS	5504979.3820m	0.0mm	7555903.2060m	0.0mm	347.5370m	0.0mm
NWSC	5498029.7190m	0.0mm	7477601.9910m	0.0mm	334.7550m	0.0mm
TRNW	5542208.8210m	0.0mm	7498863.4290m	0.0mm	277.0700m	0.0mm

Wykaz współrzędnych geodezyjnych

Punkt	B	σ	L	σ	H	σ
1	N 49° 38' 09.99429''	53.8mm	E 20° 56' 57.44427''	32.9mm	476.6314m	47.2mm
2	N 49° 38' 15.94297''	54.7mm	E 20° 56' 59.94819''	32.9mm	495.7268m	49.8mm
3	N 49° 38' 17.30778''	32.4mm	E 20° 56' 46.84651''	30.1mm	481.5111m	43.5mm
4	N 49° 38' 21.08151''	31.8mm	E 20° 56' 51.35983''	29.7mm	480.9986m	44.3mm
A	N 49° 38' 13.13829''	77.7mm	E 20° 56' 53.91504''	66.8mm	480.7761m	50.3mm
B	N 49° 38' 14.70675''	71.2mm	E 20° 56' 51.58061''	70.5mm	482.1150m	49.9mm
KROS	N 49° 40' 43.48189''	0.0mm	E 21° 46' 28.71332''	0.0mm	347.5370m	0.0mm
NWSC	N 49° 37' 06.35353''	0.0mm	E 20° 41' 24.06681''	0.0mm	334.7550m	0.0mm
TRNW	N 50° 00' 57.88398''	0.0mm	E 20° 59' 02.90686''	0.0mm	277.0700m	0.0mm

Projekt sieci – załącznik nr

Dzienniki obserwacji GPS – załączniki nr

Opisy topograficzne punktów – załączniki nr

Pliki z obserwacjami

Plik projektowy programu Trimble Total Control znajduje się w katalogu: Z:\Grupa_06\GPS_Static\trimble\projekt1.ggs

Pliki z obserwacjami GPS: Z:\Grupa_06\GPS_Static

Plik z obserwacjami klasycznymi: Z:\Grupa_06\Poligon

Raporty z wyrównań: Z:\Grupa_06\raporty trimble

Wnioski

W celu doprowadzenia m0 do optymalnej wartości podczas wyrównania korygowaliśmy wagi obserwacji GPS oraz Total Station. Dla obserwacji GPS ustalona waga nie przekracza wartości granicznej. Dla obserwacji klasycznych musieliśmy przyjąć nietypowo dużą wagę. Dokładność wyznaczenia tych punktów odstaje od dokładności punktów satelitarnych. Jest to spowodowane tym iż pomiary tachimetryczne były wykonywane uciążliwym, nieznanym do tej pory studentom sprzętem przez niedoświadczonych obserwatorów.