Page 1

Geoinformatics 2 March 2005 Volume 8, str. 40

SAPOS SERVIS ZA SATELITSKO POZICIONIRANJE NJEMAČKE DRŽAVNE IZMJERE SAPOS je udruženi projekt Working Committee of the Surveying Authorities of the States of the Federal Republic of Germany (AdV) i sastoji se od mreže s više od 250 permanentnih referentnih stanica o nacionalnom trošku koje osiguravaju trenutne, točne, prostorne reference temeljene na standardiziranom referentnom sustavu ETRS89, širom Europe. Diferencijalnim GPS mjerenjima, korisnik može sa SAPOS podacima različite točnosti poboljšati točnost pozicioniranja do centimetarske ili čak milimetarske razine.

OSNOVE Diferencijalni GPS u realnom vremenu Kod diferencijalnog pozicioniranja u realnom vremenu korekcije se dobiju usporedbom mjerenih pseudoudaljenosti i geometrijskih udaljenosti izračunatih na osnovu poznatih koordinata. Na taj se način minimalizira utjecaj sistematskih pogrešaka. Korekcije se prenose roveru u standardiziranom obrascu preko odgovarajuće komunikacijske veze. Roveri mogu eliminirati ili uvelike smanjiti pogreške za koje se pretpostavlja da postoje u blizini referentne stanice, a utječu na udaljenosti, koristeći korekcije. Nažalost, pogreške značajno variraju izmeñu rovera i referentne stanice. Opažanja referentne stanice mogu prikazati pogreške rovera sa smanjenom točnošću, koja se pogoršava povećanjem linije baze. Ovdje se govori o ovisnosti dužine baznih linija i pogrešaka. Udaljenost izmeñu rovera i bazne stanice odreñuje se prema traženoj točnosti pozicioniranja. Za točnost od 0,5 – 3 m (kodno pozicioniranje), linija baze može iznositi do nekoliko stotina kilometara. Udaljenosti su uglavnom ograničene zbog ionosferskih efekata. Najbolja točnost iznosi 1 – 2 cm (carrier fazno pozicioniranje). Kod smanjene ionosferske aktivnosti moguće su bazne linije od 20 km, dok je kod povećane ionosferske aktivnosti maksimalna linija baze ograničena na manje od 5 km. Te vrijednosti ovise o kvaliteti korištene opreme (jedno- ili dvofrekvencijski prijamnici, antena, obrada podataka, itd) i o geometriji satelita. Na mjerene udaljenosti takoñer utječu i pogreške orbite i utjecaj troposfere.

Mreža referentnih stanica za RTK Pogreške koje utječu na udaljenosti mogu se uvelike smanjiti zajedničkom obradom prikupljenih podataka sa mreže referentnih stanica. Ta je metoda jednom riječju nazvana «networking» (umrežavanje). Prostorne preinake komponenata pogrešaka izračunate su iz grupe homogeno postavljenih referentnih stanica koje imaju precizne poznate koordinate. Preduvijet i potreba te metode je rješavanje ambiguiteta carrier

1


Geoinformatics 2 March 2005 Volume 8, str. 40 faze referentnih stanica. Usporedba mjerenih pseudoudaljenosti izmeñu referentnih stanica i GPS satelita s izračunatim udaljenostima na osnovu poznatih koordinata omogućuje odreñivanje utjecaja ionosfere i geometrije (troposfere i orbite satelita). Referentne stanice služe kao bazne točke za izračun linearnih vektora (polinomska parametrizacija). Koristeći metodu umrežavanja moguće je dobiti točnost 1 – 2 cm za linije baze od 30 – 50 km izmeñu rovera i najbliže referentne stanice. Na taj način, korisnici SAPOS-a (Satellite Positioning Service), mogu značajno ekonomski profitirati. Rezultati umrežavanja su odmah spremni kao Area Correction Parameters («Flachenkorrekturparameter» (FKP)) ili Virtual Reference Station (VRS). Obje metode u svojim rezultatima uzimaju u obzir pogreške koje utječu na točnost mjerenja udaljenosti. Osim izvorne korekcije za pojedinu referentnu stanicu od svakog satelita, FKP metoda dodatno opskrbljuje vrijednostima linearnim FKP vektorima (polinomska parametrizacija) za odreñeno regionalno područje. Rover očitava te informacije mreže i korekcije pojedine referentne stanice, te ih zajedno obrañuje (FKP individualizacija). Gotovo svi moderni geodetski prijamnici mogu obraditi te parametre. VRS metoda generira i odašilje korekcije nepostojećoj odnosno virtualnoj referentnoj stanici smještenoj uz sam rover. Najprije rover šalje svoje približne koordinate računate samo iz korekcije referentne stanice centralnom uredu mreže. Zatim prima VRS korekcije koje sadrže najbolje moguće korekcije pogrešaka koje utječu na mjerene udaljenosti.

Naknadna obrada podataka Izvorna opažanja carrier faze GPS prijamnika su osnovni podaci za diferencijalno pozicioniranje i kod naknadne obrade podataka (postprocessing) i kod obrade u realnom vremenu (RTK). Koristeći dostupne softvere, pozicija i izvori pogrešaka koji utječu na udaljenosti riješeni su metodama u realnom vremenu. Rješenje ambiguiteta carrier faze je ključ preciznog pozicioniranja. Razlika dviju metoda «Parameterelimination» (eliminacija parametara) i «Parameterschatsung» (procijena parametara). Prva metoda koristi diferencijalna mjerenja carrier faze kao vidljiva tako da je odreñena distribucija parametara uklonjena do najbolje moguće mjere. Nasuprot tome, druga metoda je bazirana na nediferencijalnim opažanjima sa svrhom stroge procjene parametara da bi se što bolje predstavila stvarnost. Ta metoda može se usporediti s metodom umrežavanja koja se primjenjuje kod zajedničkih obrada podataka referentnih stanica u realnom vremenu. Metoda naknadne obrade podataka koristi se kod aplikacija u kojima se zahtjeva točnost pozicioniranja od nekoliko milimetara za jako velike udaljenosti (npr. državna izmjera, geodinamička istraživanja...). Za te svrhe potrebni su duži periodi opažanja. Osim statičkih aplikacija i trajektorije kinematičkih objekata (npr. aerofotogrametrijsko snimanje) mogu biti odreñene naknadno («post-mission») s velikom točnošću. Ako korisnik snimi satelitske podatke s GPS prijamnikom u mreži permanentnih referentnih stanica (SAPOS), daljnja obrada je provedena zajedno s podacima okolnih

2


Geoinformatics 2 March 2005 Volume 8, str. 40 referentnih stanica s ciljem dobivanja jedinstvenog riješenja. Koristi se RINEX format. Simultana upotreba nekoliko prijamnika u nekoliko sesija koristi se u obradama podataka pod nazivom multistation ili multisession. Uzimajući u obzir postojeće korekcije može se postići velika točnost. Najbolja točnost, npr. za dobivanje visoko točnih informacija, postiže se statičkim opažanjem u periodu od 24 sata upotrebom informacija o orbitama satelita i apsolutnim vrijednostima kalibracije antene.

FORMATI PODATAKA I MEDIJI ZA KOMUNIKACIJU SAPOS formati podataka Servisi za mjerenje u realnom vremenu SAPOS HEPS i EPS koriste RTCM format (trenutna verzija 2.3). RTCM odreñuje nekoliko tipova poruka za različite vrste informacija. Dakle, sadržaj podataka može biti u kratkom vremenu prilagoñen zahtjevima. SAPOS HEPS osigurava različite tipove poruka ovisno o zahtjevima korisnika. Sve savezne države složile su se o nacinalno ugovorenim formatima podataka koristeći RTCM 20 i 21 tipove poruka ( obligatna ili standardna obveza uključujući i ostale tipove poruka) i dodatne informacije mreže u FKP obliku. Podaci ne smiju biti šifrirani i sažeti, tako da prijamnik može direktno obraditi informacije. Bez obzira na to, savezne države mogu isporučivati i druge tipove poruka (standardne opcije) koje zadovoljavaju raznim korisničkim zahtjevima. Ti tipovi poruka sadrže RTCM 18 i 19 tipove poruka i VRS korekcije. Šifrirani i sažeti podaci spremljeni su u RTCM AdV formatu. SAPOS EPS koristi korekcije pseudoudaljenosti s dodatnim informacijama. Korekcije pseudoudaljenosti su prenijete u RTCM 1 tipu poruke. RTCM 1 tip poruke je uključen u RTCM verziju 2.0 i koristi se nemodificiran u sljedećim verzijama. SAPOS sadrži internacionalno prepoznatljive standarde formata. Metode naknadne obrade podataka GPPS i GHPS koriste RINEX format (trenutna verzija 2.1), koji je u ASCII formatu podataka. Sastoji se od zaglavlja i tjela. Zaglavlje sadrži općenite podatke o stanici kao što su broj i ime stanice, informacije o GPS prijamniku i anteni, koordinate stanice, visina antene, itd. U tijelo se upisuju podaci opažanja epoha. Virtual Reference Station (VRS) radi kao GPPS i daje posebne vrste podataka. Obrada tih korekcijskih podataka je provedena usporedno s umrežavanjem u realnom vremenu koristeći cijelu mrežu referentnih stanica, ali rezultati su pohranjeni u posebnom tipu RINEX formata. Te datoteke podataka izgledaju kao standardne RINEX datoteke. Ipak, korekcije mreže su uključene što inače nije dozvoljeno i nije dio RINEX standarda. Najveća prednost te metode je mogućnost brze i lake standardne naknadne obrade podataka.

SAPOS mediji za komunikaciju

3


Geoinformatics 2 March 2005 Volume 8, str. 40 Standardni medij za odašiljanje SAPOS HEPS podataka i aktualni europski prenosni radio standard je GSM. HEPS podaci mogu se prenositi i 2m radijom. Trenutno, medij za odašiljanje temelji se na internet protokolu (IP). Koristeći tu metodu SAPOS podaci se mogu prenositi preko svih medija koji koji podržavaju IP. Kod rovera je to danas GPRS (General Packard Radio Service), u budućnosti UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). EPS podaci mogu se primati preko VHF (RASANT), takoñer preko komunikacijskih medija GSM, 2m radija i u budućnosti preko NTRIP (Network Transport of RTCM via Internet Protocol). GPPS i GHPS se uobičajeno prenose preko interneta. Korisnici ih primaju preko FTP ili e-maila. Podaci su dostupni i preko prenosnika podataka (npr. CD ROM) i djelomično preko mailboxa.

SAPOS PROIZVODI SAPOS osigurava sljedeće servise s različitim značajkama.

SAPOS HEPS ( High Precision Real-Time Positioning Service) Mreža RTK servisa SAPOS HEPS omogućuje pozicioniranje u realnom vremenu s točnošću od 1-2 cm horizontalno i 2-6 cm vertikalno. Korekcije su izvedene iz mjerenja carrier fazom i odaslane s podacima u razmacima od 1 sekunde prenosnim radijom (GMS) ili 2m radijom u standardnom RTCM formatu. Pogreške koje utječu na udaljenosti mogu biti uvelike smanjene pomoću procesa umrežavanja SAPOS referentnih stanica. Na taj način je postignuta veća točnost i pouzdanost pozicioniranja. Mogućnost primjene: inženjerska geodezija, geoinformacijski sustavi (GIS) s potrebom za visokom točnošću, katastar nekretnina, registar prostornih jedinica.

SAPOS EPS (Real-Time Positioning Service) SAPOS EPS omogućuje pozicioniranje u realnom vremenu s točnošću od 0,5-3 m. Kodne korekcije se prenose nacionalno putem VHF (RASANT). Naknadno, SAPOS EPS može se koristiti s podacima u razmacima od 1 sekunde preko prenosnog radija (GSM) ili 2m radija u standardnom RTCM formatu. Mogućnost primjene: cestovna navigacija, organizacije zaštitarskih poslova, geoinformacijski sustavi (GIS), hidrografija.

SAPOS GPPS/GHPS (Geodetic Precision/High Precision Positioning Service) Analize naknadne obrade podataka potrebne su kod zahtjeva za većom točnošću. SAPOS GPPS i SAPOS GHPS servisi omogućavaju pozicioniranje s horizontalnom i vertikalnom točnošću od 1cm ili čak na milimetarskoj razini. Podaci su spremni za korisnike u standardnom RINEX formatu preko e-maila, interneta (ftp download) ili na prijenosnicima podataka. SAPOS GPPS servis naknadno dopušta obradu «near-online»

4


Geoinformatics 2 March 2005 Volume 8, str. 40 rješenja s mogučnošću pronalaženja RINEX podataka na terenu. SAPOS podaci s podacima razmaka 1 sekunde pohranjeni su najmanje na 30 dana. SAPOS podaci s podacima razmaka 15 sekundi stalno su spremljeni na prijenosniku podataka. Ako je potrebno, moguće je dobiti podatke razmaka manjeg od 1 sekunde. Mogućnost primjene: aerofotogrametrija, lasersko skeniranje, osnovne geodetske izmjere, analize geodinamičkih procesa.

5

SAPOS  

SERVIS ZA SATELITSKO POZICIONIRANJE NJEMAČKE DRŽAVNE IZMJERE

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you