A FÖMI-GNSSnet.hu szolgáltatás, GNSS adatok feldolgozásának kérdései

Átírás

1 A FÖMI-GNSSnet.hu szolgáltatás, GNSS adatok feldolgozásának kérdései Földmérési és Távérzékelési Intézet GNSS Szolgáltató Központ

2 Tartalom A GNSSnet.hu szolgáltatás Állomások, kommunikáció Központi feldolgozás Minőség-ellenőrzés Transzformáció (VITEL, EHTClient) Várható fejlesztések GNSS adatok feldolgozásának kérdései 2

3 GNSSnet.hu: a FÖMI magyarországi referenciaállomás-hálózata Ismert koordinátájú pontok referenciaállomások telepítése Eredetileg utólagos adatszolgáltatásra tervezve (12 db állomással) Utólagos adatszolgáltatás indítása: 2004-től Később a valós idejű (Real Time Kinematic) szolgáltatás miatt sűrűbb állomás-hálózat kialakítása 2008-ra kialakult a 35 db állomásból álló hálózat (+ 19 db külföldi állomás) 3

4 GNSSnet.hu: a FÖMI magyarországi referenciaállomás-hálózata 4

5 Referenciaállomások felépítése Lapostetős állandósítás Nyeregtetős állandósítás Egyedileg kalibrált antennák GNSS vevő + UPS 5

6 Adatgyűjtés: észlelési adatok Ref.áll. Ref.áll. Központi adatfeldolgozás Ref.áll. Ref.áll. Másodpercenkénti nyers mérési adatok a referenciállomásokról Nagyon fontos: adatvesztés ne legyen! Minden további adat ezekből származik Ref.áll. 6

7 Adatgyűjtés: észlelési adatok Kommunikáció az állomások és a feldolgozó központ között: Földhivatali helyszínek (a legtöbb): bérelt vonali kapcsolat Nemzeti Infokommunikációs Szolgáltató Zrt. (30 db) Oktatási Intézmények: HBONE+ gerinchálózat (4 db állomás) ADSL vonalkapcsolat (1 db állomás) 7

8 Központi hálózati feldolgozás (GNSMART) GNSS State Monitoring and Representation Technique Két fő feladata van: Ciklus-többértelműség feloldása a hálózatban az összes állomásra Távolság függő hibák meghatározása Az adatok prezentálása a felhasználók felé szabványos formátumban 8

9 Központi hálózati feldolgozás (GNSMART) Észlelési adatok ellenőrzése, szűrése (jel/zaj viszony) RINEX adatok előállítása, archiválása Állomások folyamatos koordinátabecslése Állomásfüggő hibák kezelése (multipath, antenna, vevő óra) Műholdpálya hibák, ionoszféra, troposzféra kezelése Hibamodellezés, hálózatkiegyenlítés Kimenő adatok: RTCM, CMR, VRS, MAC, SSR formátumban és utólagosan RINEX 9

10 GNSSnet.hu = 2 in 1 GNSSnet.hu = GNSMART + Kiegészítő programok GNSMART: GNSS State Monitoring and Representation Technique Észlelési adatok szűrése (jel/zaj viszony) Hibamodellezés, hálózatkiegyenlítés Folyamatos koordinátabecslés... Adatok prezentálása GNSMART Kiegészítő programok: GNSSnet.hu Monitor (valós idejű ellenőrzés terepen is) Utólagos minőség-ellenőrzés Igazolás a rendszer használatáról VITEL licenc azonosítása Flottakövetés (valós időben) Műszerkövetés (utólagosan) Számlázás... 10

11 Hardverpark Redundáns rendszer Tartalék szerverek Nem passzív, hiba esetén automatikus reakció Megbízhatóbb működés Cél: a rendelkezésre állás növelése 11

12 A számítógépes hálózat Domain Controller (A tartományon belüli azonosításhoz) Switch Tűzfalak Switch Régi gépek tesztekhez Kettős fizikai összeköttetések GNSSnet.hu számítógépek Virtuális szerver Virtuális gépek 12

13 Rendelkezésre állás 13

14 Egyre bővülő felhasználói kör 14

15 Minőség-ellenőrzés valós időben a terepen GNSSnet.hu Monitor: gnssnet.hu/pda 15

16 Minőség-ellenőrzés utólagosan Koordinátaszámítás tudományos szoftverrel 16

17 Minőség-ellenőrzés utólagosan Minőség-ellenőrzési grafikonok Pl.: Sikeres észlelési arány; Jel/zaj viszony értékek 17

18 Minőség-ellenőrzés utólagosan Sikeres észlelési arány az utólagos adatokra 18

19 Szolgáltatások típusai - utólagos RINEX adatok utólagos feldolgozáshoz: Másodpercenkénti rögzítési gyakoriságú nyers mérési adatok RINEX (vers. 2.11) adatok a hazai valódi referenciaállomásokról cm-es pontosság 19

20 Szolgáltatások típusai - utólagos Virtuális RINEX adatok utólagos feldolgozáshoz: GNSMART GNNET hálózati feldolgozás állapot-tér információk előállítása Virtuális RINEX (vers. 2.11) adatok tetszőleges helyre (Bázis-Rover távolság) cm-es pontosság 20

21 Szolgáltatások típusai - autopostgnss Központi automatikus utólagos feldolgozás: Felhasználó által feltöltött RINEX formátumú adat automatikus feldolgozása Bázis oldalon állapot-tér információk Az országban bárhol cm-es pontosság A GNSSnet.hu alapjai, szolgáltatások GNSS Tanfolyam, Budapest,

22 Szolgáltatások típusai valós idejű Egybázisos RTK: állomástól távolodva csökkenő pontosság Hálózati RTK: a lefedett területen belül homogén pontosság 22

23 Szolgáltatások típusai valós idejű VRS, MAC, CMR formátumban 23

24 Szolgáltatások típusai valós idejű Szabványos korrekciók alapján: Egybázisos és hálózati korrekciók NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) használatával Egységes kapcsolódási szabvány a különböző műszertípusokkal A GNSSnet.hu alapjai, szolgáltatások GNSS Tanfolyam, Budapest,

25 Szolgáltatások transzformáció Új ETRS89-EOV transzformációs megoldás valós időben: VITEL2014 Jelentősen kiküszöböli a VITEL2009-nél tapasztalható magassági transzformációs hibákat A VITEL2014 jó közeledés mutat az EOMA-hoz Vízszintes értelemben azonosnak tekinthető a két megoldás május az adatbázist megkapták a műszerforgalmazók ingyenesen én RTCM VITEL adatbázis cseréje 25

26 Szolgáltatások transzformáció Megújított GEOID készült Több száz EOMA/INGA alapponton végzett GPS mérés alapján új magassági alapfelület született 26

27 Szolgáltatások transzformáció Új ETRS89-EOV transzformációs megoldás utólagosan: gnssnet.hu/ehtclient Bejelentkezés (felhasználónév/webfelület használatához megadott jelszó) után a transzformáció mindkét irányban elvégezhető. 27

28 Szolgáltatások transzformáció A VITEL2009 és VITEL2014 megoldásokkal végzett transzformációk közötti várható magassági eltérés Visszajelzéseket szívesen fogadunk! 28

29 Szolgáltatások egyéb Flottakövetés valós időben 29

30 Várható fejlesztések A Galileo irányában még 3 állomás vevőcseréje Galileo is! Új honlap bevezetése Új adminisztrációs adatbázis kialakítása 30

31 GNSS adatok feldolgozásának kérdései 1. kérdés: Mi az elvégzendő feladat pontossági igénye? 2. kérdés: Szükség van-e magassági meghatározásra vagy a vízszintes elég? 3. kérdés: Milyen műholdas helymeghatározó vevőm van?.. 31

32 Statikus mérések GNSS adatok feldolgozásának kérdései Pontossági igény szerinti lehetséges GNSS megoldások (1): Precíz utófeldolgozás tudományos szoftverrel: 4-8 mm-es pontosság Utófeldolgozás hagyományos szoftverrel, valódi észlelési adatokkal: 1-3 cm-es pontosság Utófeldolgozás hagyományos szoftverrel, virtuális észlelési adatokkal: 1-3 cm-es pontosság, de a hálózati feldolgozás függvényeként lehet rosszabb 32

33 Kinematikus Statikus GNSS adatok feldolgozásának kérdései Pontossági igény szerinti lehetséges GNSS megoldások (2): Utófeldolgozás autoposgnss szolgáltatással, virtuális észlelési adatokkal: 1-3 cm, de a hálózati feldolgozás függvényeként lehet rosszabb Valós idejű (RTK) mérés egybázisos vagy hálózati korrekciókkal: 2-4 cm, de számos, a mérést befolyásoló tényező függvényeként lehet rosszabb 33

34 GNSS adatok feldolgozásának kérdései Hogyan történik a feldolgozás valós idejű mérésnél? A pontmeghatározást a GNSS vevőkészülék végzi: Ha van internetkapcsolat Csatlakozni lehet a korrekciós adatokat adó szerverre A vevő inicializál mp alatt A pontmeghatározás indítható Valóban? 34

35 GNSS adatok feldolgozásának kérdései Tényleg megtehetjük ezt valós idejű mérésnél? 35

36 GNSS adatok feldolgozásának kérdései Ennyi esetleg beleférhet,......de minimum a szemünket nyitva kell tartani! 36

37 GNSS adatok feldolgozásának kérdései A méréseket befolyásoló tényezők általánosságban 37

38 GNSS adatok feldolgozásának kérdései A méréseket befolyásoló tényezők általánosságban Gondosan telepített referenciaállomások Egyedileg kalibrált antennák Relatív méréssel kiejthető GLONASS hardverkésés központilag kezelt 38

39 Ionoszféra mint legádázabb ellenfél A Nap elektromágneses sugárzása ionizálja az atmoszférában található semleges molekulákat Diszperzív közeg (frekvenciafüggő) Kétfrekvenciás méréssel hatása csökkenthető Napkitörések, koronakidobódások idején nehéz modellezni Iyenkor inicializálási nehézségeket okoz 3 ciklusa figyelhető meg: o Éves o Évszakos o Napi 39

40 Ionoszféra 11 éves napfoltciklus 40

41 Ionoszféra Évszakos ciklus A Föld Nap körüli keringéséből ered Nálunk télen erőteljesebb 41

42 Ionoszféra Napi ciklus A Föld forgásának következtében jön létre Nálunk nappal (10-14 h között) a legerősebb a hatása 42

43 Ionoszféra Előrejelezni nem tudjuk, a maradékhibák értékei utólagosan elérhetők 43

44 Ionoszféra Előrejelezni nem tudjuk, a maradékhibák értékei utólagosan elérhetők 44

45 GNSS adatok feldolgozásának kérdései Műholdak elhelyezkedése A pontosság hígulása (Dilution of Precision) Jó DOP Gyenge DOP 45

46 A mérés megtervezése Mire figyeljen a Felhasználó? Műhold geometria Légköri viszonyok (ionoszféra, troposzféra) Terepi internet (Telenor, T-Mobile, Vodafone) Korrekció Műszer szoftvere, konfigurációja Többutas jelterjedés 46

47 A valós idejű helymeghatározás fontos elemei Műholdszám és geometria Ionoszféra, troposzféra 1. Állomások 3. Központi feldolgozás 2. Kommunikáció 4. Kommunikáció 5. Felhasználói oldal 47

48 Mi kell a jó valós idejű helymeghatározáshoz? 1. Gondosan telepített állomások: kitakarás; többutas jelterjedés; állandósítás 2. Stabil kommunikáció a központi szerverekkel 3. A központi szerverek megbízhatósága hardveresen (tartalék rendszer); és szoftveresen (GNSMART) 4. Folyamatos kapcsolat a szerverrel a terepen 5. Felhasználói oldal: műszer konfiguráció; szoftverezettség; műhold geometria; légköri- és terepi viszonyok 6. Tudni kell, mik a pontossági követelmények Figyeljünk a körülményekre, ne mérjünk becsukott szemmel! 48

49 Alappontmeghatározás valós időben Különös gonddal végezzük, betartva a miniszteri rendelet utasításait: A rövid periódusú hibák csökkentése miatt legalább 120 mp-es mérés szükséges RTK fix megoldás elérése után Ügyelni kell a vevő megfelelő konfigurációjára Ellenőrző mérést kell végezni: o Legalább 15 perc elteltével, új inicializálás mellett o Vagy azonnal 1-2 m-re végzett új inicializálással o Eltérő hálózati RTK koncepció mellett A vevők inicializálási ideje (RTK fix megoldás elérése) jellemzően 60 mp-en belüli, gyanakodjunk, ha ennél tovább! 49

50 Monitorállomás jó eredménnyel 50

51 Monitorállomás gyengébb eredménnyel 51

52 Monitorállomás még gyengébb eredménnyel 52

53 A további pontmeghatározások Valós idejű részletmérés Alappontmeghatározás utólagos feldolgozással Részletmérés utólagos feldolgozással A 15/2013. (III.11.) miniszteri rendeletben foglaltak szerint! 53

54 Folyamatábra Az autopostgnss szolgáltatás Statikus és Kinematikus feldolgozás (ETRS89 koordináták) Statikus feldolgozásnál EOV koordinátákkal is! 54

55 Az autopostgnss szolgáltatás Csak RINEX 2.xx formátum (navigációs fájl feltöltése nem szükséges) Statikus mérés esetén egy feldolgozás egy pont Feldolgozás előtt ellenőrizzük az automatikusan felismert paramétereket! A mérés során ellenőrizzék a GNSSnet.hu hálózati feldolgozásának minőségét Egyfrekvenciás vevővel végzett mérés esetén különösen indokolt! Ha a használt antenna nem szerepel az adatbázisban, keressenek minket! 55

56 Az autopostgnss szolgáltatás Amennyiben tudjuk, feltöltjük az ismeretlen antennatípust Ha szerepel az adatbázisban az adott antennatípus a fáziscentrum értékekkel (PCV), akkor az antennamagasság mérése az antenna aljáig történjen! Ha nem, akkor a fáziscentrumig mérjük az antennamagasságot! PCV PCV nélkül PCV-vel 56

57 Köszönöm a figyelmet! 57