Térinformatikai DGPS NTRIP vétel és feldolgozás

Átírás

1 Térinformatikai DGPS NTRIP vétel és feldolgozás Méréseinkhez a Thales Mobile Mapper CE térinformatikai GPS vevıt használtunk. A mérést a Szegedi Tudományegyetem Egyetem utcai épületének tetején található meteorológiai állomáson található ismert koordinátájú ponton végeztük, melyet korábban 3 db szomszédos OGPSH pontról perces statikus méréssel, geodéziai GPS-el határoztak meg. 1 Az internet elérése az elsı mérésnél Bluetooth-on keresztül kapcsolt GPRS-es mobiltelefonnal történt (1. ábra), míg a második mérésnél laptopon keresztül, UTP kábellel történt (kiiktatva a feltételezett hibát okozó BT, és/vagy GPRS adatkapcsolatot). A mérések rögzítését DigiTerra Explorer szoftverrel végeztük. Az elsı méréssorozat A mérés 11 és 16 óra között történt. Elıször Monor bázisú NTRIP, majd Szeged bázisú NTRIP, ezután EGNOS korrekciós, végül autonóm mérést végeztünk. Minden mérés 5 percig tartott, mely során 60 pontot rögzítettünk, vagyis a GPS 5 másodpercenként rögzítette a pozíciót. Azután ezt minden órában megismételtük, de utolsó mérésnél a vevı nem találta az EGNOS mőholdat, így itt kimaradt ez a mérés. A mérések horizontális kiértékelésének eredményei A 11 órai mérsnél horizontális tekintetben a Szeged bázisú NTRIP mérés volt a legpontosabb: 0,5 méteres pontosság. Az EGNOS korrekció és a Monor bázis estén 1-1,5 méteresnek adódott a pontosság. Az autonóm mérésnél a pontosság 1,5-2 méter volt. Az eredményeket az 1. ábra mutatja. 1. ábra: A 11 óra utáni mérésrıl készült térkép 1 Szatmári József: Thales Mobile Mapper CE térinformatikai vevı pontosságvizsgálata 7. o. Diplomamunka, Budapest 2007

2 A 12 óra utáni mérésnél a pontosság valamennyi esetben romlott a korábbihoz képest. Itt is a Szeged bázisú mérés volt a legpontosabb: 1 méteres pontosság. Ezután a Monor bázisú NTRIP mérés következik 1-2 méteres pontossággal, majd az EGNOS és a korrekció nélküli mérés 1,5-2 méteres pontossággal. Az eredményeket a 2. ábra mutatja. 2. ábra: A 12 óra utáni mérésrıl készült térkép A 13 órás mérés esetében a pontosság az autonóm és a Szeged bázisú mérésnél romlott, a másik kettınél javult az elızıhöz képest. Az EGNOS korrekciós mérés meglepıen pontosnak: 0,5-1 méteres pontosságúnak adódott. A Monor és Szeged bázisú NTRIP mérés pontossága 1-2 méter volt. A korrekció nélküli mérés pontossága rosszabb volt 2 méternél. Az eredményeket a 3. ábra mutatja. 3. ábra: A 13 óra utáni mérésrıl készült térkép A következı mérésnél az NTRIP pontosságok javultak, míg a másik kettı romlott, különösen az EGNOS. A két NTRIP mérés pontossága egyaránt 1 méter körülinek adódott. Az EGNOS pontossága leromlott 1,5 méter körülire, míg az autonóm mérés továbbra is pontatlanabb volt 2 méternél. Az eredményeket a 4. ábra mutatja. 2

3 4. ábra: A 14 óra utáni mérésrıl készült térkép Az utolsó mérésnél az NTRIP pontosságok lényegében nem változtak. EGNOS mérés mint már fent említettem nem történt. Az autonóm mérés viszont meglepın pontosnak - 0,5-1 méter - adódott. Az eredményeket a 5. ábra mutatja. 5. ábra: A 15 óra utáni mérésrıl készült térkép Az óránkénti, illetve az összesített átlagos pontosságokat az elsı táblázat tartalmazza: 11 h 1,5 1,2 1,3 0,4 12 h 1,8 1,9 1,3 0,9 13 h 2,4 0,5 1,2 1,3 14 h 2,5 1,5 0,7 0,9 15 h 0,7 n.a. 0,8 1,0 Átlag 1,8 1,3 1,1 0,9 1. táblázat: A horizontális mérések átlagos pontossága deciméter élesen 3

4 Összességében elmondható, hogy várakozásainknak megfelelıen, az NTRIP mérések voltak a legpontosabbak: átlag 1 méter; majd az EGNOS mérés: átlag 1,5 méter; míg a legpontatlanabb az autonóm: átlag 2 méter volt. Ezeken túl az is kijelenthetı, hogy a Szeged bázisú NTRIP mérés valamivel pontosabb volt, mint a Monor bázisú. A különbségük átlagosan 2 deciméternek adódott, viszont azokban az esetekben, ahol a Szeged NTRIP mérés pontosabb volt (elsı és második mérés) nagy volt a különbség: 0,4-0,9 méter. A mérések vertikális kiértékelésének eredményei Az elsı mérés során az EGNOS és a Szeged bázisú NTRIP mérésnél nem sikerült horizontális adatot rögzíteni. 2 A vertikális mérések eredményeit az alábbi táblázat tartalmazza: 11 h -2,9 n.a. -2,7 n.a. 12 h -2,5-0,9-3,4-1,6 13 h -4,0-3,8-2,0-3,5 14 h -4,3-3,7-1,6-1,3 15 h -3,6 n.a. -1,8-1,9 Átlag -3,5-2,8-2,3-2,1 2. táblázat: Vertikális eltérések deciméter élesen A táblázat alapján jól látható, hogy minden esetben rosszabb volt a vertikális pontosság a horizontálisnál. Az is szembetőnı, hogy a legtöbb esetben párhuzamosan romlottak, illetve javultak a pontosságok. Minden esetben az autonóm mérés volt a legpontatlanabb, leszámítva a 12 óra utáni mérést ahol a Monor bázisú NTRIP pontosság valamiért nagyon leromlott. Az EGNOS jobb volt a korrekció nélküli méréseknél, sıt a második mérésnél ez volt a legpontosabb (1 méter körül) ugyanúgy, mint a horizontális mérésnél. A Szeged bázisú mérés a 12 óra utáni esetben sokkal jobbnak adódott a monorinál (több mint 1,5 méter eltérés). A harmadik mérésnél a szegedi NTRIP leromlott, míg a monori jobb lett (1-1,5 méter eltérés). Az utolsó két mérésnél az NTRIP korrekciós mérések nagyjából hasonló pontosságúnak adódtak. Összességében tehát itt is a Szeged bázisú NTRIP mérés volt a legpontosabb, de nem sokban különbözött a Monortól. A legpontatlanabb az autonóm volt, az EGNOS pedig a korrekció nélküli és NTRIP mérések között helyezkedett el pontosságban. A mérések 3D kiértékelésének eredményei A 3D hiba nem más, mint a referencia pont és a mért pozíció közti térbeli vektor hossza. Ez összesítve tartalmazza a horizontális és a vertikális mérési eredményeket. A 3D-s hibákat az alábbi táblázat tartalmazza: 11 h 3,3 n.a. 3,0 n.a. 12 h 3,1 2,3 3,6 1,9 13 h 4,7 3,9 2,3 3,7 14 h 5,0 4,0 1,8 1,7 15 h 3,7 n.a. 2,0 2,3 Átlag 3,9 3,4 2,5 2,4 3. táblázat: Térbeli hibák deciméter élesen 2 Ez nem a vevı, hanem a file formátum hibája volt. 4

5 Összességében itt is elmondhatjuk, hogy az NTRIP mérések voltak a legpontosabbak, ezen belül a Szeged összességében egy kicsit jobb volt a Monornál. A legpontatlanabb az autonóm mérés volt, az EGNOS pedig az elızı kettı között helyezkedik el pontosságban. A második méréssorozat A mérések helyszíne megegyezett a korábbival. Az egyetlen különbség az volt, hogy nem mobiltelefonról, hanem laptopról csatlakoztunk az internetre és errıl továbbítottuk adatkábel alkalmazásával az adatokat a GPS vevıhöz. A cél a korábban mért mérésekkel való összehasonlíthatóság volt, így korrigálatlan, EGNOS, illetve NTRIP korrekciós DGPS mérések történtek. A háromdimenziós hibát tekintve a Szegedi mérés volt a legpontosabb: 1,7 méter körüli, ezen belül a vízszintes hiba 1 és 1,5 méter között, a függıleges pedig 0,5 és 1 méter között mozgott. A Monor bázisról már 2,5-3 méter között mozgott a térbeli pontosság, a vízszintes hiba 2-2,5 méter, a függıleges 1-1,5 méter volt. Az EGNOS pontossága 5 méternél rosszabbnak adódott, de ehhez hozzátartozik, hogy a vevı mérés közben többször elvesztette a mőholdat, illetve, hogy a vízszintes hiba 1,5 méter körüli volt, csak a függıleges volt igen rossz. A korrigálatlan mérésnek 5 méter körüli hibája volt, ezen belül a vízszintes és függıleges értékek lényegében megegyeztek az EGNOS-éval, csak a függıleges pontosság volt kicsit jobb. Az eredményeket összefoglalva a 4. táblázat és 6. ábra tartalmazza. Vízszintes hiba Függıleges hiba 3D hiba Autonóm 1,4 4,6 4,8 EGNOS 1,7 5,6 5,8 Monor 2,4 1,4 2,8 Szeged 1,4 0,8 1,7 4. táblázat: A négy mérés átlagos pontossága deciméter élesen 6. ábra: A második méréssorozat horizontális mérési eredményei 5