RTK pontmeghatározás takart környezetben

 

A mai napomat nagyrészt arra áldoztam, hogy leteszteljek egy Satlab SL500 vevőt. Az ügy előzménye az volt, hogy a vevő tulajdonosa szerint a műszer többször, és több egymástól távol eső területen is fix minősítést adott bemért pontoknak, ám ennek ellenére a pozíció méteres nagyságrendű hibát tartalmazott. Ezt ellenőrző újramérésekkel derítette ki. Annak ellenére, hogy a hibás inicializálást nem tekintjük a vevő hibájának, mégis kíváncsivá tett az eset, és úgy döntöttem megnézem, vajon lehet-e, hogy ez a konkrét vevő meghibásodott.

Miért nem tekintjük a vevő meghibásodásának a hibás inicializálást ? A választ megtalálja ebben a cikkben.

A vevő tulajdonosától megtudtam, hogy a méréseket Budapesten végezte, és a hibás fix pozíciók erősen fedett (fák alatt, magas épületek közelében) keletkeztek. Ezért a vevőt a teszt idejére én is fák alá helyeztem. Az alábbi képen látható a mérés helyszine. A nyíl mutatja, hogy hol van a vevő. A kamera dél-keleti irányba néz.

fedett1

További képek: [Kép1] [Kép2] [Kép3]

A vevőt 2 méteres árbócra erősítettem és egy három lábú támasszal merevítettem, így a teszt teljes ideje alatt egy helyben állt. Négy darab egyenként 15 pontot tartalmazó mérési sorozatot indítottam (mert a SurvCE 15 pont tárolását engedélyező demo változatát használtam). Így összesen 60 pontot mértem. A mérés déli 12 és délután 5 óra között zajlott, időnként 30-60 percnyi szünetek közbeiktatásával.

Az első sorozatban a legelső mérést vettem referenciának, minden ezt követő mérést ehhez viszonyítottam. A viszonyítást úgy hajtottam végre, hogy a 2. ponttól kezdve a SurvCE szoftver Pont kitűzése funkciójával végeztem a mérést, úgy hogy kitűzendő pontként az 1. pontot adtam meg. Így a SurvCE mindig kijelezte és tárolta az aktuális pozíció és a referencia pozíció közötti eltéréseket. Minden mérést követően újra inicializáltattam a vevőt. Az első pontot a 1033_VRS mountpointra csatlakozva határoztam meg. Ezt követően egy-egy pontot mértem a 1033_RTK, SGO_VRS-RTCM2.3-GLO és SGO_VRS-RTCM3.1-GLO mountpointtal, majd visszatértem a 1033_VRS mountpointra. Az összes ezt követő mérést ezen a mountpointon hajtottam végre. Minden pont tárolása után újrainicializáltam a vevőt úgy, hogy egy fémlappal letakartam a vevőt, így blokkolva a jelvételt a műholdakról.

Az első 15 pont tárolása után kiszámítottam a középértéket, majd a következő 15 pontos sorozatban már ez a középérték lett a referencia. A mérések végrehajtása közben a következőket tapasztaltam:

  • Egyetlen egy esetben sem inicializált hibásan a vevő. A helyszínt, és a tulajdonos panaszát figyelembe véve ez meglepő volt.
  • A fix pozíciók egy kb. 8 cm sugarú körön belül keletkeztek. A helyszínt figyelembe véve ez várható volt.
  • Az inicializálás szinte minden esetben DGPS minőségű pozícióval kezdődött, majd egy idő eltelte után átváltott lebegőre, végül fix lett.
  • DGPS mellett többnyire 0.5 méternél nagyobbak voltak az eltérések a referencia ponttól, lebegő mellett többnyire 0.5 méter alatt.
  • Amikor erősebben fújt a szél és mozgatta a faágakat mindig lassabb volt az inicializálás. Ilyenkor sokszor váltott vissza lebegőből DGPS-re.
  • Az inicializálás az esetek kb. 80%-ában - a helyszín okozta nehézségek ellenére - meglepően gyorsan, 1 percen belül megtörtént (a vevő letakarásának megszüntetését követő 1 percen belül fix lett).
  • A 60 mérésből talán 6-8 esetben fordult elő az, hogy több mint 3 percig kellett várni a fixre. A normálisnál (1-1.5 perc) hosszabb ideig tartó inicializálás esetén sokkal nagyobb a hibás inicializálás veszélye. Ennek ellenére nagyon hosszú, (>3 perc) inicializálás után is mindig a fentebb említett 8 cm sugarú körön belül adott fixet a vevő.
  • Néhányszor előfordult, hogy lebegő minőség esetén 3 cm-nél is kisebb volt a referenciától való eltérés y, x és z esetében is, a középhibák is 2 cm alatt voltak, de több tíz másodpercen keresztül mégsem váltott át lebegőből fixre. Ennek nyilván az volt az oka, hogy valamilyen egyéb belső jellemző - amit a SurvCE nem ír ki a kijelzőre - nem volt megfelelő. Végül ezekben az esetekben is mindig fix lett a pozíció.
  • A 60 inicializálásból mindössze egyszer fordult elő az, hogy lebegő minőség mellett a referencia pozíciótól való eltérés durván nagy (4.5 m) lett. Ebben az esetben - miközben a pozíció alig változott - 5 perc várakozást követően a letakarásos módszerrel újra inicializáltam a vevőt. Az újrainicializálás után 30 másodperc elég volt a fixre számításhoz. 

fedett5

Végül délután 4 és 5 óra között végeztem egy folyamatos mérést a SurvCE programmal. A szoftver ebben a ciklusban 10 másodpercenként tárolta a pozíciót függetlenül attól, hogy mekkora volt a középhiba, illetve fix volt-e vagy sem. Az így keletkezett 410 fix minősítésű pont is egy 8 cm sugarú körön belül volt található. A fenti kép az első 60 pont elhelyezkedését mutatja. Egyedül a bal alsó sarokban látható pont lóg ki a sorból. Ez a 2. pont, amelyet nem hálózati VRS, hanem egybázisos RTK mountpointtal határoztam meg. Azért lóg ki, mert itt jelentkezik az egybázisos mérésnél szokásos távolságfüggő hiba. A bázis 22 km-re volt, tehát 22 mm nagyságrendű további pozícióhiba elfogadható. Az alsó képen a folyamatosan mért 410 pont elhelyezkedése látható. A piros pötty az előző 60 mérésből számított középértéket jelzi.

fedett6

A fentiek alapján nyilvánvaló, hogy a teszthez használt SL500 vevő nem hibás, pontosan úgy viselkedik mint bármely más SL500-as vevő, vagy bármely más vevő amelyben a Trimble BD970 board végzi a pozícionálást. A teszt nem adott arra magyarázatot, hogy a tulajdonos miért tapasztalt hibás inicializálást. Helyszín és helyszín között nagy különbségek lehetnek. Azon a területen (Budapest belterület), ahol a tulajdonos hibás inicializálást tapasztalt valószínűleg a faágakon kívül más külső hatás is nehezítette a pozíció számítást. A nagyvárosi belterületet figyelembe véve jelentős lehetett a multipath és az egyéb rádiójelek interferáló hatása. Ilyen körülmények között teljesen érthető a hibás inicializálás.

A fentebb leírt teszt azokat a korábbi tapasztalatainkat igazolta, hogy a Satlab SL500 vevő (és utódja az SL600 is) nagyon fedett mérési helyszínen is képes fix pozíciót adni elfogaható időn belül. Azt is tudtuk - és erről az ez iránt érdeklődőket is mindig tájékoztattuk - hogy fedett helyen a fix minőség ellenére vízszintes értelemben akár 8-10 cm nagyságrendű pozíció bizonytalanság is keletkezhet. A magassági eltérés mértékével nem foglalkozunk, mivel az értelemszerűen a vízszintes hiba minimum 1.5-2 szerese. Ez már akkora hiba, hogy nyilvánvalóvá teszi, tilos fedett helyen GNSS technológiával pontot meghatározni, ha a magasságot is használjuk a feldolgozásban, és fél méternél jobb magassági megbízhatóság az elvárás.

Nem állítjuk - soha nem is állítottuk - azt, hogy az SL500-as vevő nem inicializálhat hibásan, csak azt állítottuk, hogy forgalmazásának négy éve alatt mindössze egy felhasználó jelezte előfordulását. Több mérést nehezítő körülmény együttes hatása bármely vevő esetében előidézheti ezt a jelenséget. A felhasználó felelőssége az, hogy milyen körülmények között használja a vevőt, és milyen ellenőrzésekkel biztosítja a vevő által meghatározott pozíció helyességét.

A Satlab vevők (SL500, SL600, SL300) pozíció számító algoritmusára jellemző, hogy a fent leírtaknak megfelelően működnek, tehát nagyon fedett helyen inicializálva is fixnek minősített, de vízszintes értelemben 8-10 cm megbízhatóságú pozíciót adnak (nem mindig, és nem a szokásos gyorsasággal). Ezek a vevők fedett helyen állva is képesek inicializálni. Az SL300 vevőben azonban nem Trimble, hanem NovAtel board végzi a pozíció számítást. Tapasztalataink szerint az SL300-zal nagyon fedett helyen valamivel lassab az inicializálás, a megbízhatóság is gyengébb, és a hibás inicializálás valószínűsége nagyobb mint az SL500/600 esetében. A Javad Triumph-1M vevő a fenti helyszínen még az SL500-nál is lassabban vagy egyáltalán nem inicializál, viszont ahol inicializál, ott a megbízhatóság jobb mint 8 cm, és a hibás fix valószínűsége kisebb. A Hemisphere S320-as vevőre az jellemző, hogy ha nyílt helyen inicializáljuk, akkor még a fenti teszterületnél fedettebb helyre besétálva is megtartja a fix pozíciót, azonban a fix megbízhatósága ott 10-20 cm is lehet (normál területen természetesen 1-3 cm).

Ezek a tapasztalatok nem alapos, tudományos igényességű tesztek eredményei, hanem különböző helyszíneken, különböző időpontokban végzett mérések alapjánt leszűrt következtetések. Egy alapos teszt akár teljesen más eredményt is szülhet, tehát a fentieket szíveskedjen fenntartással kezelni. Ilyen tesztek végzésére azonban nincs időnk, és nem is feladatunk elvégezni. Örömmel vennénk, mindannyiunk épülésére szolgálna, ha ehhez a cikkhez az olvasó is hozzászólna, ha megosztaná a GNSS felhasználók közösségével tapasztalatait. Mindössze azt kérem a hozzászólóktól, hogy ha nem a Geomentor Kft-től szerezték be a vevőt, és a fentieknél kedvezőtlenebbek a tapasztalatai, akkor ne említse a gyártót és a típust. Az ilyen hozzászólásokat törölni fogom. Hozzászóláshoz kérem regisztrája magát (a jobb felső sarokban van a link), vagy ha már regisztrált, akkor lépjen be.

Köszönettel:

 

Varga Zoltán, 2015.10.15

Hozzászólás-megjelenítési lehetőségek

A választott hozzászólás-megjelenítési mód a „Beállítások mentése” gombbal rögzíthető.

Tisztelt Varga Zoltán

Tisztelt Varga Zoltán Úr!

Közel egy éve van szerencsém tesztelni az Önöktől beszerzett SL500-t.

Mivel Miskolcon művelem ezt, szinte minden előfordul, az alföldi sík területtől az erdős hegyekig,
a villamos felsővezeték és 2-4 emeletes házak által határolt K--Ny-i irányú utcán keresztül a 10 e-
meletes toronyházak közötti fás-ligetes terepig. Sikerült mérnem 38°C-ban poros építési területen
munkagépek között, illetve szakadó esőben, villámló felhők alatt, vagy -10 °C fagyban hóesésben.
Nem mondom, hogy mindig minden tökéletes volt, de utóbb kiderült, hogy vagy a mobilhálózat
túlterheltsége, vagy földhivatali áramszünet, illetve az én bénázásom volt a hiba okozója...
Olyan fedett helyeken tudtam mérni, ahová más már mérőállomást hozott...a két mérés
eredményeit utólag összehasonlítva 4-5 cm-es eltéréseket találtam, ami közmű mérésnél 
még nagyon megfelel. Minden összevetve, nagyon örülök, hogy ezzel a műszerrel mérhetek,
messze meghaladja az elvárásaimat.

Tisztelettel: Czakó János

 

 

Theme by Danetsoft and Danang Probo Sayekti inspired by Maksimer