Thales Mobile Mapper CE térinformatikai vevő pontosságvizsgálata

Thales Mobile Mapper CE térinformatikai vevő pontosságvizsgálata DIPLOMAMUNKA Szatmári József Geodéziai és Térinformatikai szakmérnöki szak, GPS-navigációs ágazat Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Tanszéki konzulens: Dr. Takács Bence egyetemi adjunktus Budapest, 2007

Tartalom Tartalomjegyzék 1. Bevezetés 3 2. A munkaterületek bemutatása 6 2.1 Ady téri alappontok létesítése 7 2.2 Maroslelei belvízmonitoring terület 9 2.3 Szeged Hajókikötő 10 2.4 Deszk, Árpád utcai alappont 12 2.5 Egyéb munkaterületek 12 3. Tesztmérések a Mobile Mapper CE térinformatikai GPS-szel 14 3.1 A vevő bemutatása 14 3.2 Térinformatikai mérési módszerek, pontossági tesztek 16 3.3 Korrekció nélküli mérések 17 3.4 DGPS mérések 18 3.5 Utófeldolgozásos mérések 24 3.5.1 Deszk, Árpád utcai alapponton végzett mérések 26 3.5.2 BME K épület: felsőrakparti mérés 29 3.5.3 Mérések a maroslelei belvízmonitoring területen 30 3.5.4 Mérések a szegedi hajókikötő területén 31 3.5.5 Talajvízkutak mérése röszkei munkaterületen 35 3.5.6 Hol található Magyarország legmélyebb pontja? 36 3.5.7 Mérési eredmények összesítése 41 4. Összefoglalás 43 Köszönetnyilvánítás 45 Irodalomjegyzék 46 Melléklet Mérési segédlet a Mobile Mapper CE térinformatikai GPS vevőhöz földrajz-földtudományi felhasználók részére 2

Bevezetés 1. Bevezetés Az elmúlt évtized végéig a terepi adatgyűjtés és -feldolgozás a mindennapi gyakorlatban tér- vagy geoinformatikai jellegű munkát is végző szakember számára jórészt papíralapú folyamat volt (Sickle 1996). A több ponton történő adatbevitel mellé nem társult a valós idejű információk elérése vagy a terepi észlelések irodába történő továbbításának lehetősége. Az ezredforduló táján több alkalommal is végeztünk terepi adatgyűjtést, állapotfelmérést környezetvédelmi programok készítése során (Rakonczai et al. 2000), IKONOS műholdfelvételek alapján engedély nélküli szemétlerakók felderítését Gyula település bel- és külterületén (Mucsi et al. 2004), illetve belvízi elöntések során készített légifelvételek kiértékeléséhez történt terepi adatfelvételezés (Rakonczai et al. 2003). Komoly technikai problémákat legyőzve a terepen, hordozható számítógépen futó GIS program és a laptophoz kapcsolt navigációs GPS segítségével jelenítettük meg digitális térképen, műholdképen az aktuális pozíciónkat és térképeztük a szennyeződéseket (pl. vadlerakók). Később felmerült az igény az éppen felmért terepi adatok valós idejű továbbítására is, így pl. szénhidrogén-vezetékek lyukadásainak repülőgépes monitoringja során (Mucsi et al. 2003, 2004), vagy árvízi töltések átázási helyeinek gyors jelentése a központ felé, ugyancsak repülőgépről (Mezősi et al. 2000, 2004; Bódis-Szatmári 2005). Az itt fölsorolt feladatok kivétel nélkül egyszerűbben és pontosabban megoldhatók lettek volna, ha már akkoriban is rendelkezünk a mobil GIS technológiával. A mobil GIS földrajzi információs rendszer (GIS FIR) szoftverek, globális helymeghatározó rendszer (GPS) és mobil számítógépek (PDA) kombinációja. Ez a technológia alapjaiban változtatja meg az információgyűjtés és -feldolgozás folyamatát. Lehetővé teszi az információk közvetlen, azonnali megjelenítését a digitális térképen (Ádám et al. 2004, Tamás-Lénárt 2002). A jelenlegi mobil GIS technológiai fejlődés nagy hasznot hozott a terepi adatgyűjtésben, a terepi munka hatékonyságának és pontosságának növelése által. A mobil számítógépek a technológiai fejlődés során egyre inkább alkalmassá váltak GIS funkciók megvalósítására (Forian-Szabó 2007). Ebben nagy szerepet játszottak a különféle kiegészítő eszközök és technológiák is, mint a flash memóriák, GSM/GPRS modemek, GPS vevők és WLAN hálózatok. Ezzel párhuzamosan folyamatos fejlődést figyelhettünk meg a GPS technológiában is, mely egyrészt a pozícionálás pontosságának növekedésében, másrészt az eszközök méretének csökkenésében jelentkezett (Ádám et al. 2004). 3

Bevezetés Az elmúlt két évben lehetőségünk volt arra, hogy feladataink megoldása során kipróbáljunk, majd alkalmazzunk mobil GIS eszközöket, ezek között a Thales cég által gyártott Mobile Mapper CE térinformatikai GPS vevőt, amely az utóbbi néhány hónap fejlesztései, tesztjei során funkcionalitásában és pontosságában egyre inkább megközelítette a fentebb vázolt, a terepi munkával szemben támasztott elvárásokat. Ezeket a hallgatói munkákat (Tobak 2005, Piszák 2006, Tancsik 2006, Bába 2007) és kutatási eredményeket (Kovács et al. 2006) a diplomamunka megfelelő fejezeteiben felhasználtam és a témába vágó részeit vázlatosan ismertetem. Az előzőekben megfogalmazott gondolatok alapján ötvözve a térinformatikai jellegű és a szakmérnöki képzés során megismert geodéziai igényű feladatokat, alkalmazásokat diplomamunkámban a következő feladatok megoldását tűztem ki célul: 1. Szeged környékén, alapvetően a SZTE geográfus-geoinformatikus hallgatóinak képzési tervében szereplő mérési gyakorlatok, valamint monitoring jelleggel végzett kutatási feladataink (belvizes területek és árvízi elöntések hordaléklerakódásainak felmérése) végrehajtásához alappontok kijelölése és alapponthálózat létesítése geodéziai pontosságú GPS-technika segítségével. 2. A geoinformatikai térképezési munkákhoz mérési módszerek kidolgozása Thales Mobile Mapper CE térinformatikai vevőhöz, valamint e mérési módszerekkel pontossági tesztmérések elvégzése differenciális korrekciós és utólagos feldolgozási technikákkal. 3. A mérések feldolgozása különböző programokkal, valamint a kapott eredmények értékelése. 4. Mérési segédlet elkészítése a földtudományi szakterületen dolgozó munkatársak és a geoinformatikus hallgatók számára. A dolgozat 2. fejezetében bemutatom azokat a munkaterületeket, ahol a pontossági tesztméréseket végeztem. Ebben a részben csak a későbbiekben referencia pontnak, alappontnak, vagy kisalappontnak nevezett pontokat ismertetem, amelyeket geodéziai pontosságú mérésekkel: egyrészt Topcon Turbo S-II geodéziai GPS vevőpárral (statikus, gyors statikus, és stop and go módszerrel), illetve Sokkia Set310 mérőállomással határoztunk meg. A 3. fejezetben a geoinformatikai térképezési munkákhoz a különböző munkaterületeken kidolgozott mérési technikákat és e technikák alkalmazásával végzett pontossági tesztméréseket ismertetem. A fejezet utolsó táblázata összefoglaló áttekintést ad az ajánlott térinformatikai mérési 4

Bevezetés módszerekről, mérési időszükségletekről, a tesztjeink idején tapasztalt mérési körülményekről, valamint az általunk kapott ponthiba-tartományokról. Az utolsó fejezetben összefoglalom a tapasztalataimat, ajánlásokat fogalmazok meg a mérési és feldolgozási módszerekre vonatkozóan, valamint további lehetséges tesztmérési és alkalmazási feladatokat vázolok föl. 5

Munkaterületek 2. A munkaterületek bemutatása Az elmúlt években Szegeden és környékén végzett terepi geodéziai méréseink és a geoinformatikus hallgatói gyakorlatok során folyamatosan jelentkezett az igény alappontok telepítésére, ahonnan kiindulva és ahová rendszeresen visszatérve monitoring jellegű megfigyeléseink és a különböző műszeres mérési gyakorlatok elvégezhetőek. Ezek a pontok az Egyetem épületének közvetlen környezetében az Ady téren, az ú.n. belvízi- és árvízi monitoring számára kijelölt területeken a Marosközben és a szegedi hajókikötő környékén, valamint célzottan az MM CE vevő teszteléséhez deszki kertemben találhatók (2.1 ábra). A különböző munkaterületek a GPS jelek vételének körülményei szempontjából értékelve reprezentálják az ideális (Egyetem tető, belvizes munkaterület), a megfelelő (deszki kert, JATIK déli rész) és az égboltláthatóságot tekintve erősen korlátozott (JATIK északi rész, hajókikötő) területeket. A következő alfejezetekben a mérési pontok kijelölését, esetenként állandósítását, Topcon Turbo-S II. kétfrekvenciás, geodéziai GPS méréssel és Sokkia Set310 mérőállomással történt meghatározását ismertetem. 2.1 ábra Szeged környéki munkaterületek. Háttérkép: Landsat4 TM (RGB 453) 1997.04.14. 6

Munkaterületek 2.1 Ady téri alappontok létesítése A Szegedi Tudományegyetem Ady téri épületeinek környezetében a következő mérési pontokat létesítettük (2.2 ábra): 1. Alappont: az Egyetem utcai épület tetején lévő OMSZ állomáson (2.3 ábra) alakítottuk ki a GPS mérések referencia pontjául szolgáló pontot. Meghatározásához 3 db szomszédos, OGPSH pontról (27-3229, 17-1112, 27-3838) végeztünk 40-60 perces statikus méréseket Topcon Turbo S-II geodéziai vevőpárral. A három mérésből TGPS programmal számított és kiegyenlített koordinátákat 2.1 táblázat tartalmazza. Az EOVbe az átszámítás BL-Trafo Nav programmal történt. Ellenőrzésképpen 2007. márciusában, a szegedi permanens állomás üzembe helyezése után ezt a pontot statikus méréssel újra meghatároztuk, a számítást TGO programmal végeztem el, az EOV-be történő átszámítást pedig EEHHTT programmal, amelynek eredménye a 2.4 ábrán és az 2.1 táblázatban tanulmányozható. Megjegyzem, hogy a vetületi koordinátáknál jelentkező 3-5 cm-es eltérést a két különböző transzformáció eredményezte, a WGS-84 földrajzi koordináták a század- illetve ezredmásodperc értékekig megegyeztek, a H magasság pedig mm-re azonos volt (ez valószínűleg véletlen egyezés). 2. Fedlap: az alappontról statikus méréssel határoztuk meg a JATIK mélygarázs bejáratánál lévő csatorna fedlap középpontját (a számított koordinátákat 2.1 táblázat tartalmazza). 3. Csavarok: a JATIK bejárata előtti csapadékvíz-elveztő rács rögzítő csavarjait (2.5 ábra) határoztuk meg statikus és gyors statikus módszerrel (a számított koordinátákat 2.1 táblázat tartalmazza). 4. Falicsap: a Vitéz utca és a Petőfi sugárút sarkán álló ház falában lévő falicsap, amelyet a GPS mérések magassági értékeinek ellenőrzésére használtunk föl. 2.1 táblázat Ady téri alappontok koordinátái Pont megnevezése EOV y (m) EOV x (m) EOV h (m) Alappont (OGPSH) 734291,42 100885,72 105,91 Alappont (GPSnet) 734291,39 100885,67 105,96 Fedlap 734322,31 100850,60 80,80 Csavar P1 734421,96 100928,04 80,51 Csavar P6 734436,89 100915,56 80,43 Csavar P7 734428,44 100922,61 80,45 Falicsap 81,338 7

Munkaterületek 2.2 ábra Mérési pontok az egyetemi épületek környékén. Háttérkép: IKONOS pankromatikus felvétel, 2004. 08. 23. (Forrás: INTA SPACETURK ) 2.3 ábra Az Egyetem utcai épület tetején lévő OMSZ állomás; balra középen a tetőterasz korlátján látható a GPS antenna az állandósított ponton. Jobbra: halszem optikával készült horizontkép az alappontról 8

Munkaterületek 2.4 ábra Az Egyetem utcai tetőn létesített alappont koordinátái a szegedi permanens állomásról történt mérés után, a TGO program riportjában 2.5 ábra A JATIK bejárata előtti csapadékvízelveztő rács rögzítő csavarjainak meghatározása Topcon geodéziai GPS-szel 2.2 Maroslelei belvízmonitoring terület A Marosszögben, Maroslele község külterületén a belvizek kialakulásának és mozgásának részletes vizsgálatához a kijelölt mintaterület nagy pontosságú terepmodelljét állítottuk elő, amelyhez szükségünk volt a terepmagasság elérhető legnagyobb pontosságú meghatározására 30x30 m-es hálózatban (2.6 ábra). A méréseket az A1 azonosítóval jelölt, karóval állandósított pontról kezdtük, amelyet relatív statikus méréssel határoztunk meg a 11 km-re lévő egyetemi alappontról (2.2 táblázat). A rácsháló déli (A2-Q2)és nyugati (R1-R12)oldalán vasrudakkal jelöltük meg a kezdőpontokat (2.7 ábra), amelyeket tahiméteres (SOKKIA Set310) mérésen kívül geodéziai GPS-szel, stop and go módszerrel is meghatároztunk. Ezeken a pontokon ideális mérési körülmények között, teljes égboltláthatóság mellett teszteltük a Thales MM CE térinformatikai GPS mérési pontosságát DGPS (EGNOS korrekciókkal) üzemmódban, valamint utófeldolgozásos technikával. 9

Munkaterületek 2.2 táblázat Maroslelei alappont koordinátái Pont megnevezése A1 EOV y (m) 744288,32 EOV x (m) 102621,09 EOV h (m) 78,87 2.6 ábra A maroslelei munkaterület és a rácsháló kezdőpontjai (A1-R1) 2.7 ábra Geodéziai és térinformatikai GPS mérés a maroslelei területen a rácsháló egy (piros) vasrúddal megjelölt pontján 2.3 Szegedi Hajókikötő A belvíz monitoring területen kialakított mérési hálózathoz hasonlót hoztunk létre a hajókikötő és mellette a Foka szabadstrand területén (2.8 ábra). A terepmagasság rendszeres felmérése és az ebből generált terepmodell az árvizek által lerakott, illetve elhordott hordalék mennyiségi meghatározásához szükséges. 10

Munkaterületek Az árvízvédelmi töltés mentén amely a hullámtéri növényzettel együtt néhol jelentősen korlátozta a GPS műholdak jeleinek vételét két kisalappontot létesítettünk statikus GPS méréssel (2.3 táblázat), valamint ezekről a pontokról indulva mérőállomással határoztuk meg és vasrudakkal jelöltük meg a magasságmérések kiindulópontjául szolgáló kezdőpontokat (a terepmagasság mérése jellemzően szintezéssel történt a sűrű növényzet miatt). Ezeken a kezdőpontokon teszteltük a térinformatikai vevő pontosságát és mérési megbízhatóságát korlátozott égboltláthatóság mellett. 2.3 táblázat Szegedi hajókikötő Fóka területén létesített alappont koordinátái Pont megnevezése AP1 FA1 EOV y (m) 735646,52 736437,06 EOV x (m) 101861,59 102163,78 EOV h (m) 79,57 82,47 2.8 ábra A szegedi hajókikötő környékén kijelölt munkaterület 11

Munkaterületek 2.4 Deszk, Árpád utcai kerti alappont A hosszabb mérési idejű tesztekhez, valamint különböző tesztelési módszerek zavartalan körülmények között történő kidolgozásához házunk kertjében létesítettem és állandósítottam egy alappontot (2.9 ábra). A kert kb. 200 m 2 -es füves területét melynek közepén található a pont fák veszik körbe, amelyek az antenna magasságától függően részben korlátozzák az égboltláthatóságot. 2.9 ábra Mérés térinformatikai GPS vevővel a deszki kertben A pontot geodéziai GPS-szel, statikus méréssel az Ady téri tetőn lévő bázisról határoztam meg és TGPS programmal számítottam ki a 2.4 táblázat koordinátáit: 2.4 táblázat Deszk Árpád utcai kerti alappont koordinátái EUREF89 X=4147570.47336 Y=1529903.67563 Z=4582330.51667 EUREF89 WGS84 φ= 46 13 13.89149 λ=20 14 50.55106 h=123.78 EOV (EEHHTT) y=742580,97 x=98040,15 H=80,60 2.5 Egyéb munkaterületek A szegedi és környéki geodéziai gyakorlatokhoz és más, folyamatosan végzett feladatainkhoz nem tartozó munkaterületek, ahol további MM CE pontossági tesztméréseket végeztem: 1. A BME K épülete előtt, a felsőrakparton korábban hiltiszögekkel állandósított pontokat határoztuk meg hálózati RTK műszer és mérőállomás alkalmazásával. 12

Munkaterületek 2. Röszke külterületén, egy állattartó telepen végzett környezetvédelmi felmérés során egyebek között ideiglenesen mélyített talajvízkutak peremének tszf.-i magasságát határoztuk meg egy kisalappontról indított szintezéssel, valamint MM CE GPS méréssel. 3. Tiszasziget és Gyálarét települések külterületén, a Tisza bal, illetve jobb partján lévő két nevezetes hely, amelyeket a különböző hivatkozások Magyarország legmélyebb pontja -iként említenek. Hogy valójában melyik pont tszf.-i magassága a kisebb, ez eddig kérdéses volt, mert korábban nem végeztek geodéziai magasságméréseket. Ennek a dilemmának az eldöntésére végeztünk a két ponton különböző geodéziai és térinformatikai vevőkkel méréseket. 13

3. Tesztmérések a MobileMapper CE térinformatikai GPS-szel 3.1 A vevő bemutatása A MobileMapper CE (MM CE, 3.1 ábra) a néhány évvel ezelőtt megjelent új generációs, kompakt terepi térinformatikai GPS eszközök egy korai képviselője, melyek sorát a Thales Navigation (újabban Magellan) vevői mellett a Trimble cég nyitotta a GeoExplorer sorozattal és amelyhez napjainkban csatlakozott többek között a Topcon cég GMS-2 készülékével (GPSMagazin 2005, 2007). A MM CE készülék nyitott programozási felülete Microsoft Windows CE.NET alapú. Támogatja a már létező Windows CE alapú térinformatikai programokat többek között az általunk is használt hazai fejlesztésű Digiterra Explorer, valamint a világon leginkább elterjedt ArcPad programot, és sok más mobil térképészeti vagy navigációs alkalmazást. 3.1 ábra Thales MobileMapper CE kijelzőjén a gyári GPS-kezelőprogram (balra), jobbra a Digiterra Explorer térinformatikai adatgyűjtő és feldolgozó program A MM CE szolgáltatásai: méteres pontosságú, valósidejű GPS helymeghatározás EGNOS vagy egyéb helyi differenciális korrekcióval (RTCM SC-104 szabványú valós idejű korrekció vétele, RTCM verzió 2.1), szubméteres helymeghatározás utófeldolgozással (opcionálisan beszerezhető aktiváló kód és ingyenes MM Office utófeldolgozó program segítségével), 14

beépített vezeték nélküli Bluetooth adatkapcsolat, cserélhető SD memóriakártya, napfényben is olvasható érintőképernyő, beépített alfanumerikus billentyűzet, Quadrifilar helix antenna, a többutas jelterjedés okozta hiba-csökkentéssel, Lemo koaxiális külső antenna aljzat. A beépített 14-csatornás GPS vevőnek és a többutas jelterjedésből adódó mérési hibákat mérséklő technológiának köszönhetően a készüléket a gyártó szerint kifejezetten a szűk nagyvárosi utcák ipari alkalmazásaira és a sűrű növényzettel borított terepi körülményekre optimalizálták. A vevőkészülék terepálló burkolattal rendelkezik, 1 méter mély vízben 30 percen át vízálló, 1,5 méter magasról, szilárd burkolatra sérülés nélkül leejthető és -10 C +60 C közötti hőmérsékleti tartományban működik. A korrekció nélküli és a DGPS méréseket legegyszerűbben a gyári GPSStatus kezelőprogramban lehet szöveges NMEA állományként menteni. A másodpercenkénti mérések WGS-84 földrajzi koordinátáinak és az ellipszoidi magasságok kiolvasásához (GGA sorok, Segédletek [4]) és az EEHHTT program számára megfelelő formátumú állományként történő mentéséhez egy segédprogramot írtunk (3.2 ábra), így más akadálya már nem volt, hogy akár statisztikai, akár térinformatikai feldolgozó programjaink számára a szükséges EOV mérési eredményeket elő tudjuk állítani (Piszák 2006). A fázismérések rögzítését és feldolgozását a 3.5 fejezetben részletezem. 3.2 ábra Az NMEA állományokból a WGS-84 koordináták kiolvasását végző segédprogram 15

3.2 Térinformatikai mérési módszerek és pontossági tesztek meghatározása A földrajzi-földtudományi alkalmazásokban a terepi térképezési munkák, adatfelvételek során az utóbbi években merült föl az igény a térinformatikai GPS vevők használatára és az ezeknek megfelelő méteres, szubméteres mérések végrehajtására. Az előzőekben ismertetett MM CE vevő a gyári leírások szerint hardveresen alkalmas volt erre a célra már korábban is, viszont 2006-os év végéig a közvetlen NTRIP kliens program és a fázismérések RINEX állományainak kiolvasásához készített segédalkalmazás megjelenéséig ennek a szoftveres feltételei nem voltak adottak. Továbbá a készülékhez mellékelt használati útmutató is igen szűkszavú volt, mérési ajánlásokat, segédletet nem tartalmazott, sem a mérési módszereket, sem a mérési időket illetően, s így természetszerűleg a készülékkel elérhető mérési pontosságokról sem szólt. Az utófeldolgozásos mérésekhez ezután kiadott segédletek adtak ugyan némi támpontot a mérések végrehajtásához (Segédletek [2-3]), de például a 3.3 ábrán látható ponthiba-intervallumok teljesülése az addigi saját mérések tükrében nehezen elképzelhetőnek tűnt. 3.3 ábra Az MM CE vevővel történt gyári tesztmérések eredményei (Segédletek [2]) A Digiterra Kft. által kiadott mérési segédletek és frissítései [1], már több támpontot adtak az utófeldolgozásos mérések megfelelő végrehajtásához, de a cég fejlesztői és geoinformatikus csapatunk véleménye szerint is a mérési módszerek jelentős finomítására, különböző technikák kidolgozására és az ezeknek megfelelő mérési pontosságok tesztelésére volt szükség. A térinformatikai vevővel miután a kezelőprogramban nincs lehetőség külön a mérési módszerek beállítására csak a mérési pontonkénti periódusidő regisztrálásával 16

(és nem a térinformatikai állományba történő rögzítési idő, occupation time a 3.3 ábrán, alkalmazásával!), a mérések utófeldolgozásával, valamint kiértékelésével (azaz kísérletezgetéssel) kínálkozik megoldás mérési technikák kidolgozására (az utófeldolgozáshoz ajánlott elnevezéseket a 3.5 fejezetben részletezem). Tehát célkitűzésünk a pontossági tesztmérések végrehajtásával az volt, hogy a földrajz-földtudományi alkalmazásokban, geoinformatikai adatgyűjtésekben megkívánt pontossági elvárásokhoz (méteres, szubméteres, ritkábban deciméteres horizontális, vertikális és térbeli ponthibák) dolgozzunk ki mérési módszereket. Az MM CE vevővel történő geodéziai pontosságú (centiméteres) adatgyűjtés, ennek lehetséges módszerei és pontossági tesztelése nem volt az alapvetően kitűzött célok között, erre irányuló kísérletet korábban Takács B. (2005) publikált. 3.3 Korrekció nélküli tesztmérések Az MM CE vevővel az első tesztméréseket 2005 őszén és 2006 tavaszán korrekció nélkül és SBAS (EGNOS) korrekciókkal végeztük az egyetemi épület és a JATIK környékén. A 3.1 táblázatban és az 3.3 ábrán a geodéziai GPS-szel mért (2.1 fejezet) pozíciókhoz képest tapasztalt eltérések tanulmányozhatóak. 3.1 táblázat MM CE vevő korrekció nélküli mérési eredményei a JATIK épülete előtt csavar száma tik1 tik2 tik5 tik6 tik7 tik8 tik9 tik10 tik11 tik12 tik13 tik20 tik21 tik22 tik23 tik24 tik27 tik28 tik29 tik33 tik34 tik36 Horizontális koordinátahiba d2d (m) d2d<2 d2d<1 d2d<1 d2d<2 d2d<6 d2d<2 d2d>9 d2d<6 d2d<1 d2d>9 d2d<6 d2d<6 d2d<2 d2d<6 d2d<1 d2d<6 d2d>9 d2d<6 d2d<6 d2d>9 d2d>9 d2d<2 17

A 3.1 táblázat alapján látható, hogy a mérési pontosság a tik9-tik10 pontoknál hirtelen jelentősen leromlott, hiszen amint a 3.4 ábrán is tanulmányozható ezektől a mérési pontoktól kezdve a vevő a szűk utcában az épület takarásába került, így a látható műholdak száma 4-5-re, a helymeghatározáshoz minimálisan szükséges érték közelébe csökkent. 3.4 ábra MM CE vevő által a JATIK takarásában mért koordináták (piros keresztek): azonosító balról jobbra növekszik tik1-tik36 a 3.1 táblázatban, TOPCON TS II. gyors statikus és stop and go mérései (sárga pontok) Kiegészítésként megjegyzem, hogy a GPS World 2007.3. számában egy érdekes tanulmányra bukkantam (Montillet et al. 2007), amely a szűk városi kanyonok -ban szükséges felmérési munkáknál alkalmazható, GSM bázisállomásokkal támogatott hibrid helymeghatározási megoldást mutat be arra az esetre, ha a látható műholdak száma 4 alá esik (Szatmári 2007). 18

3.4 DGPS mérések Ebben a fejezetben az EGNOS és az NTRIP korrekciós méréseket együtt tárgyalom, mert a tesztmérések során minden alkalommal, amikor az technikailag lehetséges volt, egymást követően végrehajtottam a méréseket mindkét módszerrel, valamint néhány alkalommal a korrekció nélküli helymeghatározási eredményeket is mellékelem. További EGNOS korrekciós méréseket a 3.5 fejezetben, az utófeldolgozásos módszerrel kapott eredmények értékelésénél is bemutatok, mert ezeknél a méréseknél, szinte kivétel nélkül, a terepadottságok lehetővé tették az SBAS alkalmazását. Az NTRIP korrekciós DGPS módszert 2006 júliusában volt lehetőségünk első alkalommal kipróbálni a szakmérnöki képzés balatonkenesei terepgyakorlatán. Ekkor még be kellett iktatni egy HP IPAQ zsebszámítógépet a GPRS képes mobiltelefon és az MM CE vevő közé, mert ebben az időben még nem állt rendelkezésre az NTRIP kliens segédprogram a vevő operációs rendszeréhez (Win CE.net 4.2). Az eredményeket itt külön nem közlöm, a gyakorlati jegyzőkönyvben ezek megtalálhatók. Értékelésként megjegyzem, hogy a mérési pontosság az NTRIP és az EGNOS korrekciók esetében lényegében megegyezett (a legnagyobb horizontális hiba 1,5 m, a vertikális 3 m volt). Ez év elején a Thales cég elkészítette és publikussá tette az említett kliensprogramot, így azt a vevőre töltve, majd a GPS-t Internet hálózathoz kapcsolva elvileg nem volt akadálya a GPSnet.hu által szolgáltatott DGPS korrekciók alkalmazásának. További problémaként merült föl, hogy a vevő a saját pozícióját nem tudja a korrekciókat szolgáltató szervernek elküldeni, így hónapokig nem működött ebben az üzemmódban a vevő, mert így nem tudta a rendszer a legközelebbi permanens állomás méréseiből számított RTCM korrekciókat a vevőhöz hozzárendelni. Ezt a helyzetet a GNSS Szolgáltató Központ szakemberei úgy orvosolták, hogy az országos hálózat közepéhez legközelebb eső Monor állomás DGPS korrekcióit szolgáltatják az ilyen típusú térinformatikai vevőknek. A honlapon található tájékoztató szerint ekkor 1-2 m-es a várható mérési pontosság Szeged környékén (www.gpsnet.hu/valosido.html). A méréseket a tetőn létesített alapponton és a JATIK melletti csatorna fedlap ponton végeztem (2.1 fejezet). Az NTRIP korrekciók vételéhez kihasználva, hogy a tanszéki WLAN router jele mindkét ponton vehető a vevőt hordozható számítógéphez kapcsoltam (3.5 ábra). 19

3.5 ábra DGPS mérés az egyetemtető alapponton. Az NTRIP korrekciók a GNSS Szolgáltató Központból vezeték nélküli internetes hálózaton a laptopon keresztül érkeznek a vevőbe 3.4.1 DGPS mérések az egyetemtető alapponton A tető alapponton többször egymás után ideális mérési körülmények között: 8 látható műhold, PDOP<2 10-15 perces méréseket végeztem. Az 3.6 ábra a-b-c grafikonjain ábrázoltam azt a mérést, amikor egymás után, egy NMEA állományba mentve NTRIP, korrekció nélküli és EGNOS korrekciós helymeghatározást végeztem. Az ábrák vízszintes tengelymetszeteinél kapjuk az alappont pontos pozícióját, így főként a b és c ábrán, vagyis az EOV x és h értékeknél jól látható a mérési pontosság leromlása a középső, korrekció nélküli szakaszban. A vízszintes- / magasságmérés pontossága mindkét korrekciós módszernél 1 / 2 m-en belül volt, míg korrekciók nélkül 1,5 / 3-4 m-re romlott. Egy következő mérés horizontális koordinátáit térinformatikai programban (ArcView) dolgoztam föl (3.7 ábra). Mindhárom módszerrel a mért pontok tulnyomórészt az alappont körül írt 2 m-es sugarú körbe esnek és egyértelműen látható, hogy a legpontosabb az NTRIP (1-1,5 m-es pontosság), utána az EGNOS korrekciós (1-2 m közötti pontosság), majd a korrekció nélküli mérések következnek (kb. 2 m-es pontosság). A magasságmérés pontossága alappont magassága a tengelyek metszéspontja ennél a mérésnél NTRIP korrekcióval és anélkül is kb. 1,5 m, míg az EGNOS vétel közben a 3-4. percben valószínűleg probléma lehetett a rendszerrel és ez okozhatta a 10 m körüli mérési hibát (3.7b ábra). 20

734293 734292,8 734292,6 734292,4 734292,2 734292 734291,8 734291,6 a 734291,4 0 200 400 600 800 1000 1200 100887 100886,8 100886,6 100886,4 100886,2 100886 100885,8 b 100885,6 0 200 400 600 800 1000 1200 100885,4 100885,2 106,5 105,5 0 200 400 600 800 1000 1200 104,5 103,5 102,5 101,5 c 100,5 3.6 ábra NTRIP (0-250 mp), korrekció nélküli (250-800 mp), EGNOS korrekciós (800-1000 mp) mérések a tető alapponton. Függőleges tengelyek (m) a: EOV y; b: EOV x; c: EOV h Vízszintes tengelyek: mérési idő (mp) 3.4.2 DGPS mérések a fedlap alapponton A következő mérést a fedlap ponton végeztem, 7 folyamatosan látható műhold mellett, 2-2,5 közötti PDOP értéknél. Ebben az esetben NTRIP-et használtam, valamint korrekció nélküli mérések történtek. A kb. 3 db. egyenként 5-10 perces DGPS mérés (DGPS_2-3-4), valamint a korrekció nélküli mérés (DGPS_1) eredményei a 3.2 táblázatban és a 3.9 ábrán láthatók. A horizontális pontosság mindhárom NTRIP mérésnél 1 m-en belüli volt, míg korrekció nélkül 1-4 m-es pontosságot tapasztaltam. A magasságmérés pontossága korrekcióval ugyancsak 1 m-en belül volt, míg korrekció nélkül 2 m-nél nagyobb hibák is előfordultak. A 300-600 db. másodpercenkénti 21

mérésből átlagolt értékek térbeli eltérései a referencia pont hibátlan koordinátáitól (3.2 táblázat szürkével kiemelt része) sorrendben 2,9 0,6 0,5 0,5 m volt, azaz ebben az esetben, néhány perces átlagolt, NTRIP korrekciós mérésekkel, 0,5 m körüli pontosság adódott. 107,5 107 106,5 106 105,5 0 100 200 300 400 500 105 104,5 104 a 106 0 100 200 300 400 500 104 102 100 98 96 b 94 105,1 0 100 200 300 400 500 105 104,9 104,8 104,7 104,6 104,5 104,4 104,3 c 3.7 ábra Vertikális mérési pontosság a tető alapponton különböző mérési módszerekkel. a: NTRIP; b: EGNOS; c: korrekció nélkül. Függőleges tengelyek (m): EOV h Vízszintes tengelyek: mérési idő (mp) 3.2 táblázat A fedlap ponton végzett korrekció nélküli (DGPS_1) és NTRIP korrekciós (DGPS_2-4) mérések eredménye EOV y EOV x EOV h min max átlag min max átlag min max átlag dy dx dh No_korr 734322,05 734323,30 734322,75 100851,61 100854,61 100853,06 81,12 83,19 82,31 0,44 2,46 1,51 DGPS_2 734322,03 734322,79 734322,45 100850,89 100851,54 100851,14 79,93 81,42 80,47 0,14 0,54-0,33 DGPS_3 734322,09 734322,67 734322,40 100849,65 100851,06 100850,22 80,55 81,42 81,04 0,09-0,38 0,24 DGPS_4 734322,08 734322,75 734322,41 100850,04 100850,52 100850,24 80,71 81,33 81,06 0,10-0,36 0,26 Fedlap 734322,31 100850,60 80,80 22

3.8 ábra Horizontális mérési pontosság a tető alapponton különböző mérési módszerekkel 3.9 ábra NTRIP korrekciós (DGPS_2-4), valamint korrekció nélküli (DGPS_1) mérések eredménye a Fedlap pontnál 23

3.5 Utófeldolgozásos mérések Az MM CE térinformatikai vevő az L1 frekvencián fázisméréseket is rögzít, de ezekhez adatokhoz 2006 őszéig nem lehetett hozzáférni. A cég fejlesztői által raw állományoknak nevezett, nyers mérési adatok gyűjtésére és feldolgozására azóta van lehetőség, amennyiben a felhasználó további anyagi áldozatokra hajlandó a nagyobb pontosság érdekében. A nyers méréseket hazánkban a vevőhöz opcionálisan megvásárolható aktiváló kód teszi elérhetővé az ESRI ArcPad és a DigiTerra Explorer (DTE) mobil térinformatikai alkalmazások számára. Munkánkhoz a DTE programot választottuk, amely úgy árát, mint tudását tekintve ideális megoldásnak bizonyult. A szoftver kétféle állományt rögzít: 1. Nyers mérések: *.raw fájlok, 2. Korrekció nélküli, vagy EGNOS korrekciós mérési fájlok különböző térinformatikai pl. az ajánlott az ArcView *.shp formátumokban. A DTE programmal tehát utófeldolgozást nem lehet végezni, a GIS program a terepi térképezési feladatok végrehajtására szolgál, megadhatók benne az adott mérésre vonatkozó paraméterek, így a mérés típusa: pont, pontsor, terület; továbbá a mérés integrálási időtartama, vagyis a mérendő pontok száma. Meghatározhatjuk továbbá, hogy mért pontjaink milyen vonatkoztatási (pl. WGS-84), vagy vetületi rendszerben (pl. UTM, EOV) kerüljenek be a.shp állományba. Természetesen még nagyon sok beállítási lehetőség van a programban, de az itt említettek alapvetően fontosak, hogy a méréseket el lehessen kezdeni. A GPS-re vonatkozó beállításokat itt is a gyári kezelőprogramokban érhetjük el. Az utófeldolgozási műveleteket elvégzésére két eljárást alkalmaztam: 1. A gyártó cég ingyenes desktop programot, a MobileMapper Office-t (MMO) ajánlja az adatfeldolgozáshoz. Minden olyan esetben, amikor töréspontok gyors egymásutánban történő felmérése a feladat, a feldolgozás tudomásom szerint csak ezzel a szoftverrel lehetséges, mert a mérési idő kizárólag az.shp állományokban mentődik el, amelyeket a raw fájlokkal együtt az MMO képes feldolgozni. 2. A hosszabb idejű (20-40 perces), egy ponton történt méréseket kétlépéses konverzió után a Trimble Geomatics Office (TGO) programmal dolgoztam föl. Az 24

MM CE raw állományokból a fájlnevek és kiterjesztések megfelelő átnevezésével input állományokat hoztam létre a Rinex Converter (3.10 ábra) nevű alkalmazás számára (az ötletet Takács B. 2005-ös elektronikus tanulmányából merítettem), amellyel az így már formailag is Ashtech GPS output állományok RINEX formátumba konvertálhatóak. 3.10 ábra Az MM CE raw állományok RINEX konverziójához használt alkalmazás Mindkét eljáráshoz a bázisállomás adatait egyrészt a FÖMI KGO vezetőjének engedélyével a GNSS Szolgáltató Központ szerveréről töltöttem le, másrészt az egyetemi tetőn lévő alapponton elhelyezett Topcon Turbo S-II geodéziai GPS-szel, mint saját bázissal mértem. Térinformatikai GPS-mérési módszerek meghatározása A következőkben, az MM CE vevővel szerzett előzetes mérési tapasztalatok alapján, az utófeldolgozásos térinformatikai (egyfrekvenciás-, relatív-, fázis-) mérési módszerek elnevezésére az egyszerűbb fogalmazás és érthetőség miatt teszek kísérletet. A geodéziában az egyfrekvenciás vevőkkel történő méréseknél megszokott fogalmakhoz (Ádám 2004. 5. fejezet) hasonlóan, de eltérő szóhasználattal határozom meg a különböző mérési módszereket a félreértések elkerülése miatt (3.3 táblázat). A bázis-rover legnagyobb távolság nappali tesztméréseim során ~11 km volt, azaz elnevezési próbálkozásaim csak erre a vektor hosszúságra, illetve rövidebbre értelmezhetők. 25

3.3 táblázat A geodéziában alkalmazott (Ádám 2004) és a térinformatikai vevőhöz ajánlott elnevezések a mérési módszerekre [saját mérési tapasztalati értékek] Geodéziai (egyfrekvenciás vevő) Térinformatikai elnevezés pontossági kategória elnevezés pontossági kategória Mérési periódus időtartama T (perc) 30 < T <60 helyhez kötött, hosszú = Hh [cm dm] 15 < T <45 gyors statikus cm 10 < T < 30 helyhez kötött, rövid = Hr [dm szubm] 1 < T < 5 félkinematikus cm [dm] álló, mozgó = Ám [szubm m] 1 mp < T < 5 mp (1 epocha) valódi kinematikus cm [dm] mozgó = M [m] 3.5.1 Deszk, Árpád utcai kerti alapponton végzett mérések A pontossági tesztmérések közül kettőt emelek ki. Az első egy Hh (3.3 táblázat) mérés volt, amikor a vevő 54 percig gyűjtötte a másodpercenként érkező adatokat. Az utófeldolgozást MMO és TGO programokkal is elvégeztük, referenciaként a szegedi permanens állomás adatait használtuk. TGO: a 8,3 km hosszú vektoron végzett 54 perces mérést a program rövidnek találta, mert a ratio csak 2.5 volt. A számított (EOV) ponthibák: y=6 cm, x=5 cm, h=3 cm; 3D=8 cm alapján megállapítható, hogy a vevő bár alapvetően nem erre a célra fejlesztették ki Hh módszerrel és geodéziai feldolgozó programmal centiméteres, szubdeciméteres mérési pontosságot szolgáltat. MMO: a Hh mérés közben a vevő DTE programjában 30-60 -150 -es részméréseket definiáltam, amelyek az NMEA log file elemzése alapján EGNOS DGPS mérések voltak. Az 3.10 ábrán látható, hogy ezek pontossága 1-3 m közötti, míg az utófeldolgozott pozíció térbeli eltérése az alapponttól 30 cm volt az első feldolgozás alapján, valamint függetlenül az integrálási időtől a pontok utófeldolgozott koordinátája megegyezett. Ismerve a TGO-val kapott eredményt, kerestem a két szoftver által számított, az y koordinátában jelentkező 30 cm-es eltérés okát, így újra lefuttattam az MMO utófeldolgozást. Ismételten leellenőrizve a referencia-állomás korábban beírt koordinátáit azt tapasztaltam, hogy a helyesen beírt EOV y értéket a szoftver minden alkalommal automatikusan lecsökkenti 0,37 m-rel, amelyet hozzáadva a referenciaállomás első koordinátájához és lefuttatva az utófeldolgozást a 3.4 táblázatban közölt értékeket, valamint a hi- 26

bátlan koordinátától 10 cm alatti eltéréseket kaptam 1. A táblázatban látható Horizontal, Vertical Error a szoftver által becsült várható hibaérték, amely ebben az esetben a számított valós hibával (2D, dh) közel megegyező. A további méréseknél sajnos ezt nem tapasztaltam, így itt véletlen egyezésről lehet szó. A program meglehetősen szűkszavú segédlete nem tesz említést erről az értékről. 3.4 táblázat MM CE Hh mérés eredménye a deszki alapponton (MMO riportfájl részlete), valamint a mért és hibátlan pozíció eltérése (dy, dx, dh, 2D) ID Easting Northing Heigh t Num. Sat. PD OP 1421 742581,06 98040,09 80,68 8 1,6 Horiz. Error (m) Vert. Error (m) dy dx dh 2D Date/ Duration Time 2007.05.14 19:43 0:48:03 0,11 0,05 0,09 0,06 0,08 0,11 3.10 ábra Az alappontnál végzett 30-150 -es DGPS mérések (csillag), valamint a bekarikázott csillaggal jelölt utókorrigált pozíció (megegyezik a különböző integrálási idejű mérésekre) A második méréssel (3.11 ábra) a célom az volt, hogy a terepi méréseknél a geodéziai műszerrel már megszokott és általunk leggyakrabban alkalmazott félkinematikus (stop and go) módszernek technikailag megfelelő metódust (Ám) és ehhez optimális adatrögzítési időt találjak, valamint ennek pontosságát vizsgáljam. A térinformatikai Ám méréshez az alappont körüli 3 m sugarú körvonalon cövekekkel jelöltem meg töréspontokat, amelyeknél a méréseket végeztem (3.12 ábra). 1 Az előzőekben leírt furcsa jelenség vagy szoftverhiba, vagy a fejlesztők szándékosan ezzel az apró trükkel gondolták elérni a szubdeciméteres (geodéziai) helyett egy GIS vevőtől elvárható, csak szubláb (térinformatikai) nagyságrendű pontosságot. 27

Az eredmények alapján azt mondhatjuk, hogy a megfelelő körülmények (7-8 műhold, 2<PDOP<2,4) között végrehajtott gyors 1-2 perces mérések horizontális pontossága 1 m-en belüli volt. 3.11 ábra A MMO munkaablaka a körmérés utófeldolgozott eredményével 3.12 ábra Az alappont körüli cövekeknél (piros keresztek) végzett Ám mérések korrigált eredményei 28

3.5.2 BME K épület: felsőrakparti tesztmérés A BME felsőrakparti mérési pontsorozatának kijelölése és az ott elvégzett pontossági teszt valójában egy próbamérésnek indult: a Topcon RTK műszerrel történő pontmeghatározás módszerének elsajátítását és gyakorlását tűztük ki célul, de közben a geodéziai műszerrel bemért pontokon a MM CE-vel pontossági mérési eredmények is születtek. A 3.13 ábrán tanulmányozható pontsorozatból a 8-as számú pontot határoztuk meg hálózati RTK méréssel a BUTE referencia állomásról, majd erről a pontról mérőállomás alkalmazásával kaptuk a többi, 8 db. koordinátát (3.5 táblázat). A térinformatikai vevővel Ám méréseket végeztem, először hosszabb, 5 perces adatrögzítési idővel (ID: 1xxx), majd egyre rövidebb 30-60 -es integrálási időket választottam (ID:2xxx), valamint a 4. ponton 19 -es Hr mérést hajtottam végre (30043 pont). 3.13 ábra A BME felsőrakparti pontsorozata, háromszög jelöli a hibátlan pozíciókat, csillag a hosszabb (5 perc), míg kereszt a rövidebb (<2 perc) MM CE méréseket. A körök sugara 0,5 m A 3.5 táblázat adataiból levonható következtetések: a hosszabb és rövidebb Ám mérések pontossága között is eltéréseket tapasztaltam: az 5 -es mérések horizontális hibája 0,15-0,5 m közötti, az 1 -es méréseké pedig 0,1-1,2 m közötti. A hosszabb mérések vertikális hibája átlagosan alig haladja meg a 0,1 m-t, míg a rövidebb méréseké 0,5 m körüli, így a térbeli ponthiba az 5 -es méréseknél minden esetben 50 cm alatti volt, amely megközelíti a gyártó által ígért értéket (szubláb), a Hr mérés horizontálisan a vártnál kissé pontatlanabb eredményre vezetett (d2d = 0,24 m), a mérést terhelő hibahatást a megnövekedett PDOP érték is jelzi. 29

3.5 táblázat BME pontokon végzett MM CE Ám (1 -es és 5 -es: 10xx pontok kiemelve) és Hr (30043) mérések eredménye (MMO riportfájl és számított koordináta hibák) ID Num Sat. PDO P Duration (hh:mm:ss) Horizontal Error (m) Vert. Error(m) dy dx dh 2D 2011 9 1,8 0:01:20 0,57 0,49 0,11 0,02-0,45 0,11 2001 9 1,7 0:02:10 0,52 0,41-0,07 0,33-0,45 0,34 1014 8 1,8 0:10:24 0,29 0,24-0,17 0,47-0,08 0,50 2012 9 1,8 0:01:08 0,62 0,50 0,18-0,37-0,49 0,41 2002 9 1,7 0:00:43 0,59 0,47 0,01 0,21-0,44 0,21 2013 9 1,7 0:01:18 0,64 0,50 0,23-0,37-0,5 0,43 2003 9 1,7 0:00:44 0,60 0,47 0,00 0,17-0,42 0,17 1011 7 1,9 0:07:16 0,32 0,24-0,06 0,42-0,13 0,43 2014 9 1,7 0:01:17 0,67 0,52 0,41-0,49-0,52 0,63 3004 3 8 2,5 0:19:11 0,18 0,15 0,17-0,09 0,15 0,24 2004 9 1,7 0:00:41 0,60 0,48 0,04 0,09-0,42 0,10 2015 9 1,7 0:01:15 0,68 0,53 0,45-0,59-0,54 0,74 2005 9 1,7 0:00:47 0,59 0,48 0,02 0,14-0,45 0,14 1009 7 0:05:22 0,35 0,24-0,08 0,35-0,13 0,36 2005 6 9 1,7 0:00:49 0,58 0,48 0,01 0,20-0,49 0,20 2016 9 1,7 0:01:14 0,78 0,53 0,42-0,74-0,54 0,85 1008 8 1,7 0:00:24 0,44 0,32 0,03 0,14-0,18 0,15 2006 9 1,7 0:00:48 0,60 0,49 0,06 0,16-0,5 0,17 1007 9 1,6 0:04:43 0,36 0,25-0,08 0,33-0,16 0,34 2017 9 1,7 0:01:20 0,79 0,53 0,41-0,87-0,55 0,96 2007 9 1,7 0:00:47 0,60 0,49 0,07 0,08-0,55 0,11 1005 8 1,7 0:05:30 0,36 0,24-0,08 0,33-0,14 0,34 2018 9 1,7 0:01:25 0,89 0,53 0,73-0,96-0,55 1,21 2008 9 1,7 0:01:53 0,55 0,46 0,05 0,14-0,56 0,15 1003 8 1,7 0:06:38 0,34 0,22 0,11 0,19-0,13 0,21 3.5.3 Mérések a maroslelei belvízmonitoring területen A munkaterületen különböző módszerekkel pontméréseket végeztünk, amelyek eredményét ld. a 3.6 táblázatban. Az A1 ponton MM CE Hr (~13 ) módszerrel mértünk (3.14 ábra) a szegedi referencia állomásról (~11 km), a vascövekekkel kijelölt kezdőpontokon Ám, DGPS (EGNOS) és korrekció nélküli méréseket végeztünk. A mérési pontosságokra a következő megállapításokat tehetjük: a Hr 13 -es mérés horizontálisan centiméteres, vertikálisan és 3D-ban szubdeciméteres kategóriába került, míg az Ám mérések pontossága 5-75 cm között szórt, de lényegesen több (8/11 db.) esett a szubdeciméteres kategóriába, az EGNOS korrekciós vertikális mérések jellemzően a méteres pontossági kategóriába tartoznak, a korrekció nélküli méréseknél a legnagyobb horizontális hiba 5 m körüli volt a DGPS és korrekció nélküli méréseknél jelentkező durva vertikális eltérés 30

szoftverhiba miatt jelentkezett. A mérés az első terepi tetsztmérés volt 2007. március 14-én, a magassági mérés hibáit jeleztem a DigiTerra munkatársának, azóta kétszeri DTE szoftver frissítés történt és ez a hiba nem jelentkezett. 3.6 táblázat A munkaterületen kijelölt kezdőpontok Hh (a1_hh), Ám (ÁmB1ÁmO1), DGPS (ID 4-18) és korrekció nélküli (ID 111-121) módszerekkel meghatározott koordináta-hibái ID dy dx dh d2d d3d A1_Hh 0,05 0,03 0,13 0,06 0,14 18 0,20-0,81-5,33 0,83 5,39 121 1,70-0,81-5,83 1,88 6,13 ÁmB1-0,02 0,03-0,03 0,04 0,05 15 0,40-0,41-6,22 0,57 6,25 120 5,40-0,71-5,52 5,45 7,75 14-0,43-0,03-7,54 0,43 7,55 119 5,77-0,33-5,34 5,78 7,87 ÁmD1 0,02-0,02-0,04 0,03 0,05 13 0,31-0,38-6,69 0,49 6,71 118 5,11-0,68-5,69 5,16 7,68 ÁmE1 0,06 0,00-0,04 0,06 0,07 12 0,76-0,59-6,65 0,96 6,72 117 0,96-0,69-5,65 1,18 5,77 ÁmF1 0,04-0,09-0,09 0,10 0,13 11 0,58 0,06-6,91 0,58 6,93 116 3,18-0,54-5,91 3,23 6,73 ÁmG1 0,02-0,09-0,03 0,09 0,10 10 1,24-0,65-8,95 1,40 9,06 115 4,24-1,15-5,65 4,39 7,16 ÁmH1 0,08-0,01-0,74 0,08 0,75 9 0,32-0,77-6,29 0,83 6,35 114 4,92-1,27-6,99 5,08 8,64 ÁmI1-0,01-0,07-0,08 0,07 0,11 8 0,45-0,78-5,93 0,90 6,00 113 5,15-2,28-7,83 5,63 9,65 ÁmJ1-0,01-0,02-0,08 0,02 0,09 7 0,46-1,51-6,49 1,58 6,68 112 4,96-2,01-7,59 5,35 9,29 ÁmK1-0,49-0,21 0,31 0,53 0,62 111 0,24-1,38-5,71 1,40 5,88 6 0,34-0,88-6,31 0,94 6,38 ÁmL1 0,06 0,01-0,09 0,06 0,11 5 0,58-1,69-6,73 1,79 6,96 ÁmM1 0,00 0,03-0,12 0,03 0,12 4 0,16-0,88-6,48 0,89 6,54 ÁmO1-0,17-0,42-0,06 0,45 0,46 3.5.4 Mérések a szegedi hajókikötő területén A szegedi hajókikötő területén rögzített és feldolgozott nagyszámú mérésből három eltérő jellegű munkaterületet (3.15-16 ábra), az ottani mérési körülményeket és a térinformatikai vevővel elért mérési pontosságot emelem itt ki. 31

3.14 ábra Az A1 pont SZTE bázisról MM CE Hr méréssel meghatározott és TGO-val számított koordinátái Ha a 3.17 ábrát és a 3.7 táblázatot együttesen tanulmányozzuk és értelmezzük, akkor érthető, hogy milyen tényezők okozták az Ám méréseknél az utófeldolgozás után is jelentkező, akár 3-4 m-es hibákat az AB1-AM1 pontoknál. Az ábráról is kitűnik minden egyéb statisztikai elemzés nélkül, hogy a nyers, korrekció nélküli (hiszen a geoszinkron műholdakra nem volt rálátás a hullámtéri talajútról) mérésekhez képest az utókorrekció lényegesen nem javított a pontok többségénél az eredményeken. 3.15 ábra Mérés a mindkét oldalról akadályozott égboltláthatóságú kikötői talajúton (balra), valamint a partfal tetején és alján, ahol a műholdvétel kevésbé korlátozott (jobbra) A táblázat első szakaszában látható, hogy 4-6 műhold mellett, gyakran 4,5 fölötti PDOP értéknél a program által előrejelzett pozícióhiba is rendre meghaladta a 3 métert. A támfal tövében (Foka) a nyíltabb terep, a folyó galériaerdejétől való nagyobb távolság miatt emelkedett a látható holdak száma és a PDOP is stabilabban 2-3 közötti értékeken mozgott, a becsült és a számított hiba is lecsökkent 1-2 méterre, az utólagos korrekció szinte minden pontmérést megjavított a nyers mérésekhez képest. 32

A támfal tetején már lényegesen javultak a vételi viszonyok, 7 körüli műholdszám mellett a PDOP is 2-re csökkent. Az itt végzett M (mozgás közbeni) mérés (3.17b ábra) utókorrekció nélkül de már DGPS üzemmódban is stabilan a 2 m-es hibasávon belül volt, a korrekció után a vízszintes hiba 0,5-1 m-re csökkent, míg a vertikális hiba 0,5 m alá. Ez a mérés olyan eredménnyel szolgált, amelyre valójában nem számítottunk, mert ez az általam M (mozgás közbeni) mérési módszernek nevezett technika nem szerepel a gyári leírásban, mint a térinformatikai vevőhöz ajánlott pontmérési módszer. 3.7 táblázat Utókorrigált mérési eredmények (MMO riport) a szegedi kikötő, és a Foka (mindkettő MM CE Ám mérés), valamint M mérés az árvízvédelmi töltés támfalán Felirat Num. Sat. PDOP Duration (hh:mm:ss) Horizontal Error (m) Vertical Error (m) Kikötő aa1 6 2,3 0:01:24 2,2 1,9 ab1 6 2,3 0:01:21 2,2 1,9 ac1 6 2,3 0:01:09 2,2 2,0 ad1 6 2,2 0:00:22 3,2 2,1 ae1 6 2,2 0:01:09 2,9 2,0 af1 5 4,9 0:00:00 2,9 2,1 ag1 6 2,2 0:01:11 3,5 2,0 ah1 5 4,8 0:01:06 3,1 2,0 ai1 5 4,7 0:01:25 3,0 1,9 aj1 5 4,6 0:00:00 3,2 2,1 ak1 5 4,5 0:01:30 2,4 2,5 al1 5 4,4 0:01:31 2,4 2,5 am1 4 5,5 0:02:37 2,2 2,3 z1 6 2,4 0:01:16 2,2 2,0 Fóka fa1 6 2,9 0:01:23 1,2 1,0 fb1 6 2,9 0:00:49 1,2 1,0 fc1 6 2,9 0:00:54 1,2 1,0 fd1 7 2,2 0:01:00 1,2 1,0 fe1 7 2,2 0:01:03 1,4 1,0 ff1 6 3,0 0:00:56 2,0 1,0 fg1 6 3,0 0:01:03 2,0 0,9 fh1 6 3,0 0:01:07 1,8 0,9 fi1 7 2,4 0:01:49 1,1 0,9 fj1 6 2,7 0:02:06 1,0 0,9 Támfal 1 6 2,1 0:00:00 1,4 1,3 2 6 2,1 0:00:00 1,4 1,3 3 7 2,0 0:00:00 1,4 1,3 4 7 2,0 0:00:00 1,4 1,3 5 7 2,0 0:00:00 1,4 1,3 6 7 2,0 0:00:00 1,4 1,3 7 6 2,1 0:00:00 1,4 1,3 8 7 2,0 0:00:00 1,4 1,3 9 7 2,0 0:00:00 1,4 1,3 10 7 2,0 0:00:00 1,4 1,3 33

3.16 ábra Az 1995-ös légifelvételen a kikötői munkaterületen: talajút (balra) és a támfalnál mért pontok (jobbra) láthatók a b 3.17 ábra Utókorrigált mérések eredményeinek részlete a szegedi kikötő (a), a Fóka (b pontok) MM CE Ám, valamint az árvízvédelmi töltés támfalán és a jelölő cövekeken végzett M felmérésből (b vonal). 34

3.5.5 Talajvízkutak mérése röszkei munkaterületen A következő, néhány mérésből álló vizsgálatot két okból iktattam be a méréssorozatok közé: 1. MM CE Hr (helyhez kötött, rövid), 27 -es mérés Szeged referencia állomásról: ~11 km földolgozása az MMO és TGO szoftverekkel, a két programmal kapott eredmény összevetése: az MMO szoftver utófeldolgozási pontosságának értékelése. 2. 4 db. talajvízkút pereménél szintezéssel és MM CE GPS-szel, Ám módszerrel mért terepmagasság értékek összevetése: a térinformatikai GPS magasságmérési pontosságának vizsgálata. A pontokon nem történt geodéziai mérés, azaz a vizsgálatok relatív pontossági értékeket tükröznek. A 3.18 ábrán az MMO és a TGO programmal végzett utófeldolgozási eredményeket tanulmányozhatjuk. A 8 műhold, 1,6 PDOP érték mellett végzett Hr mérés kétféle programmal utófeldolgozott eredményében dy=0,08 m; dx=0,01 m; dh=0,1 m; d3d=0,13 m ponthibát tapasztaltam, amely néhány cm-rel haladja meg az EEHHTT transzformáció ellentmondását. 1. Num. Duration Horizontal Vertical ID Easting Northing Height Sat. PDOP Date/Time (hh:mm:ss) Error (m) Error (m) 1001 719781,95 94417,64 89,68 8 1,6 2007.05.30 9:37 0:26:31 0.180 0.113 2. EEHHTT EUREF EOV HIVATALOS HELYI TÉRBELI TRANSZFORMÁCIÓ FOMI OGPSH 1991 ------> EOV Az átszámítandó pont száma és koordinátái az OGPSH rendszerben Pont FI LA he 1 46 11 26.5144 19 57 4.9454 133.310 Pont X Y Z 1 4157674.662 1509275.037 4580042.834 A transzformáció ellentmondásai a közös pontokban (EOV rendszer) Pont dy dx dh 27-3373 0.004-0.022 0.027 26-4436 -0.038 0.039 0.018 17-1112 0.061-0.064 0.015 16-2228 0.024 0.013-0.024 27-3300 -0.008 0.001-0.005 27-3136 -0.061 0.048 0.009 16-2114 0.026 0.008-0.011 27-3229 -0.009-0.023-0.028 Középhiba: 0.049 0.047 0.027 Az átszamított új pont száma és koordinátái az EOV rendszerben: Pont y x H 1 719781.869 94417.652 89.775 3.18 ábra MMO (1.) és a TGO-EEHHTT (2.) programokkal végzett utófeldolgozási eredmények a röszkei munkaterületen 35

Tesztmérések 3.19 ábra MM CE mérés és szintezés a röszkei munkaterületen: kisalappont (jobbra), talajvízkút (balra) A 3.8 táblázat alapján a talajvízkutaknál végzett magassági mérések eredményei hasonlíthatók össze. Az aknafedő kisalappontról indított szintezést hibátlan értéknek tekintve a 7 látható műhold, 2-2,2 PDOP értékek melletti 3-5 perces MM CE Ám magasságmérések pontossága a szubméteres pontossági intevallumba sorolható. 3.8 táblázat Röszkei MM CE Ám magasságmérések eredményei Mérési pontok Szintezés MM CE GPS Tszf.-i magasság (m) Aknafedő Eltérés (m) 89,68 1V 89,74 89,38 0,36 2V 90,18 89,61 0,57 K 90,65 90,12 0,53 3V 90,62 90,61 0,01 3.5.6 Hol található Magyarország legmélyebb pontja? Magyarország hivatalos földrajzi adatai között szerepel a legmélyebb pont az egyéb nevezetes helyek fölsorolásában2, de hibás értékkel (78 m). Ez alapján a terület a Tisza jobb partja és a szerb határ közelében, Gyálarét és Röszke települések között található (3.20 ábra). Ezt támasztja alá az 1:10000-es topográfiai térképen jelölt pont magassági értéke is: 75,80 m tszf. (3.22 ábra). Szegeden és környékén azonban szinte mindenki úgy tudja, hogy ez a nevezetes pont éppen a Tisza másik oldalán, Tiszasziget 2 http://www.magyarorszag.hu/orszaginfo/adatok/tarsadalom/foldrajz.html 36

község határában található, ahol már évtizedekkel ezelőtt megjelölték egy kerítéssel körbevett faragott faoszloppal (3.21 ábra). Az utóbbi években a falu kialakított itt egy kiránduló, pihenő helyet és emlékművet helyeztek el, ugyancsak a 75,8 m-es értéket jelölve. Sokakat érdekelt ez a kérdés (és a pontos mérésen alapuló válasz természetesen), a részletes problémafelvetés már régóta megtalálható a magyar geocaching oldalakon is 3. 3.20 ábra Geodéziai és térinformatikai GPS mérés Magyarország valódi legmélyebb pontja környékén, Gyálarét külterületén A méréseket mindkét területen geodéziai (Topcon Turbo S-II) és térinformatikai (MM CE) műholdas helymeghatározó eszközzel is elvégeztük. A térképen és az emlékhelyen megjelölt pontokon referenciaként geodéziai statikus és gyors statikus, valamint térinformatikai Hh méréseket végeztünk, míg néhány 100 m-es környezetükben a topográfiai térképszelvényeken ábrázolt 76 m-es szintvonalakon belül geodéziai stop and go és térinformatikai Ám méréssel határoztuk meg egy-egy metszet mentén a pontok magasságát. Az 1 Hz-es mérésekről rögzített NMEA fájlt, amely EGNOS DGPS mérés volt ugyancsak mellékelem és értékelem a Gyálaréti területre. 3.21 ábra A faoszloppal megjelölt régi és az új mélypont emlékmű Tiszasziget mellett 3 http://www.geocaching.hu/caches.geo?id=1541 37