Proiect Final Gps

8/12/2019 Proiect Final Gps

1/16

Iacob Alina Florentina, An III, MTC, echipa 4

1

Crearea reelei de triangulaie Dealul Feiurdeni-Dezmir-Pipa-Sopor-Suceagu-Valea Grbului

Culegerea i procesarea primar a datelor cu tehnologia GNSS, sistemulGPS. Studiu de caz


2/16


2

Cuprins

Capitolul I. Introducere

1.1 Poziionarea cu tehnologia GNSS.................................................................4

1.2 Sistemul de poziionare GPS.........................................................................4

1.2.1 Alcatuire. Funcionare......................................................................4 1.2.2 Tipuri de receptoare GPS.................................................................5

Capitolul II. Studiu de caz

2.1 Obiective.......................................................................................................6

2.2 Metoda de cercetare......................................................................................6

2.3 Logistica utilizat..........................................................................................6

2.4 Localizarea studiului.....................................................................................7

Capitolul III. Culegerea datelor

3.1 Identificarea punctelor..................................................................................8

3.2 Instalarea n staie si setarea aparatului ........................................................8

3.4 nregistrarea datelor.......................................................................................9

Capitolul IV. Procesarea datelor

4.1 Configurarea programului de procesare........................................................9

4.2 Transferul i verificarea datelor............................................................9

4.3 Procesarea primar a datelor........................................................................10

4.4 Verificarea soluilor obinute.......................................................................13

4.5 Compensarea riguroas................................................................................14

4.6 Editarea raportului de procesare..................................................................14


3/16


3

Capitolul V. Aspecte finale

5.1 Discuii.............................................................................................................15

5.2 Concluzii..........................................................................................................15

Bibliografie............................................................................................................16


4/16


4

Capitolul I. Introducere

1.1 Poziionarea cu tehnologia GNSS

Conceptul de poziionare implic noiunea de poziie care este reprezentat deobicei, printr-un set de coordonate. Poziiile pot fi determinate n diferite moduri,utiliznd diferite instrumente sau sisteme de instrumente de msurare.

Poziia se poate determina prin: - ntr-un sistem de coordonate bine definit - n raport cu un alt punct sau mai multe puncte, considernd un punct ca fiind

originea sistemului local de coordonatePrin poziionare se ntelege determinarea poziiei obiectelor staionare sau mobileprin cele dou metode.

Tehnologia GNSS a fost introduspentru a desemna toate sistemele de navigaie

bazate pe satelii. La ora actual, funcionez dou sisteme de poziionare global:NAVSTAR GPS, realizat i gestionat de USA i GLONASS, realizat i gestionat deFederaia Rus.

Cele dou sisteme sunt asemntoare din punct de vedere al concepiei, al moduluide funcionare i al performanelor ce le ofer utilizatorilor.

1.2 Sistemul de poziionare GPS

GPS reprezint o parte din denumirea NAVSTAR GPS. Este un sistem care

utilizeaz o constelaie de 30 de satelii pentru a putea oferi o precizie ridicatutilizatorilor. Iniial a fost creat pentru aplicaii militare, dar n curnd a fost introdus in navigaia maritim i msurtori terestre. Are o larg aplicabilitate i n domeniulgeodeziei i geodinamicii prin realizarea unor reele geodezice la nivel global saunaional.

1.2.1 Alctuire. Funcionare

Sistemul de poziionare globalNAVSTAR GPS s-a pus n micare ncepnd cu anul1970, fiind la origine un sistem de poziionare realizat n scopuri i pentru utilizare

militar, care a devenit n scurt timp accesibil i pentru sectorul civil. Funcionezpeprincipiul recepionrii de tre utilizator a unor semnale radio emise de o constelaie desatelii de navigaie,care se mic n jurul Pamntului pe orbite circumterestre.

Sistemul de poziionare GPS este constituit din trei pri componente:- Segmentul spaial, constituit din constelaia de satelii;- Segmentul de control, constituit din staiile de la sol;


5/16


5

- Segmentul utilizatorilor, compus din utilizatori civili i militari, care folosescreceptoarele GPS si anexele acestora;

Constelaia de satelii GPS a fost construit s conin un numr de 24 de satelii,amplasai pe orbite aproximativ circulare fa de suprafaa Pamntului. Fiecare satelitface o rotaie complet n jurul Pamntului n 12 ore siderale, rspectiv n 11 ore i 56 de

minute locale. Fiecare satelit are o durat de funcionalitate estimat de 7 ani, care afost depait, asigurndu-se exploatarea sistemului.

Cele cinci staii care formeaz la sol segmentul de control sunt amplasate astfel:- Staia de control principal amplasat la Colorado Springs, USA;- Staiile monitor insula Hawaii, insula Kwajalein, insula Diego Garcia iinsula Ascension;- Staiile de control la sol amplasate lnga staiile de monitor pe insulaKwajalein, insula Diego Garcia i insula Ascension;

Receptoarele geodezice sunt receptoare cele mai precise i opereaz cu lungimile de

und purttoare L1 i L2 precum i codul C/A sau P. Daca la nivelul anului 1990 existau9000 de utilizatori GPS, la nivelul anului 2000 existau cca 500 000utilizatori GPS pe grupele de activiti.

1.2.2 Tipuri de receptoare GPS

Receptoarele se pot clasifica dupa cum urmeaz:

1. n funcie de mrimile observabile cu care pot opera:

a. Receptoare care opereaz cu codul C/A;

b. Receptoare care opereaz cu codul C/A i msurtori pe faza de undpurttoare L1;

c. Receptoare care opereaz cu codul C/A i msurtori pe faza de undpurttoare L1 i L2;

d. Receptoare care opereaz cu codul C/A, codul P(Y) i msurtori pe faza deund purttoare L1;

e. Receptoare care opereaz cu codul C/A, codul P(Y) i msurtori pe faza de

und purtatoare L1 i L2.

2. n funcie de precizia asigurat:

a. Receptoare navigatoare denumite generic GPS-uri de mn

b. Receptoare OEM numite de obicei motoare GPS


6/16


6

c. Receptoare profesionale topografice L1 cod i faza

d. Receptoare geodezice L1, L2 cod i faza

3. Staii permanente receptoare folosite pentru staii permanente se ncadreaz ncategoria celor care fac masurtori de cod i faza pe ambele frecvene L1 i L2.

4. Receptoare pentru controlul utilajelor receptoare cu simpl sau dubl frecven carelucreaz n timp real.

Capitolul II. Studiu de caz

2.1 Obiective

Obiectivul lucrrii este realizarea reelei de triangulaie geodezice n zona Cluj-Napoca prin punctele geodezice Dezmir, Dealul Feiurdeni, Pipa, Sopor, Suceag, Valea

Grbului

2.2 Metoda de cercetare

Pentru efectuarea msurtorilor s-a utilizat metoda de poziionare static. Metodastatic presupune msurtori cu dou sau mai multe receptoare GPS, amplasate npunctele care urmeaz s fie determinate i care sunt staionate o perioad mai lung detimp,denumita sesiune de observaii. Durata acesteia este stabilita in functie de lungimealaturilor, numarului de sateliti utilizabili, de geometria segmentului spatial, evaluate dePDOP ( Position Dilution of Precision), precum si de precizia de determinare a punctelornoii retele.

2.3 Logistica utilizat

Logistica utilizatpentru efectuarea masuratorilor este sistemul NAVSTAR GPS cuajutorul cruia se pot realiza reele geodezice naionale i internaioanale, indesireareelelor de sprijin, realizarea reelelelor de ridicare.

Aparatul folosit in studiul de caz pentru recepionarea datelor a fost receptorulTrimble R3 GPS, cu urmtoarele date tehnice:

Trimble R3 este un sistem GPS cu o singur frecvent, produs de liderul mondial inaceast tehnologie.

Sistemul GPS Trimble R3 ofer o precizie milimetric si este alctuit dintr-unreceptor cu o singur frecvent L1, o anten, o unitate de control Recon, rezistenta si unprogram usor de utilizat.

Trimble R3 rezista socurilor provocate de caderile libere din mana, poate functiona latemperaturi extreme si conditii de umiditate ridicata, caracteristici care fac din receptorulTrimble R3 unul din cele mai robuste sisteme GPS pentru masuratori topografice si


7/16


7

geodezice. Trimble R3 ofera optiunile, performantele si reabilitatea unui sistem GPSperformant in timp ce investitia pentru achizitionarea acestuia este deosebit de redusa siavantajoasa.

Foloseste sistemul de operare Microsoft Windows Mobile .Utilizatorul areposibilitatea sa instaleze si sa utilizeze pe unitatea de control si alte programe aditionale(Poket Word, Excel,etc) facand sistemul Trimble R3 deosebit de flexibil.

Programul de masuratori (culegere date) Trimble Digital Fieldbook are meniuri, optiunisi comenzi familiare, sunt usor de invatat si folosit.

Fig1. Receptorul Trimble R3

2.4 Localizarea studiuluiMasuratorile s-au efectuat lnga oraul Cluj-Napoca, judeul Cluj, din patru puncte

geodezice de ordinul I. Punctele folosite sunt amplasate n Dezmir(12 km), ValeaGrbului(9 km), Pipa , Dealul Feiurdeni(13 km), Sopor, Suceag.

Fig.2Localizarea punctelor


8/16


8

Capitolul III. Culegera datelor

3.1 Identificarea punctelorPunctele folosite pentru efectuarea masuratorilor sunt amplasate n Dezmir(12 km),

Valea Grbului(9 km), Pipa, Sopor, Suceag, Dealul Feiurdeni(13 km).Amplasamentulpunctelor a fost identificat cu ajutorul harilor satelitare existente. S-a facut statie inpunctual 4, identificat cu ajutorul unei borne,verificandu-se totodata si starea acesteia.

3.2 Instalarea n staie si setarea aparatului

Dupa identificarea amplasamentului punctelor geodezice a fost instalat n staiereceptorul GPS Trimble R3 care este un sistem de GPS cu o singura frecvena.

Accesorii standard pentru sistemul Trimble R3:

Ruleta 7m Trimble pentru masurarea inaltimii antenei

Cutie transpport pentru sistemul Trimble R3

Husa pentru receptorul Trimble R3

Capac de protectie pentru Trimble Recon

Cablu pentru antena Trimble A3

Sistem de prindere pe trepied

Dupa centrarea i calarea aparatului s-au setatat parametrii de lucru. Aparatullucreaza cu sistemul de operare Micrsoft Windows Mobile. Programul de masuratori

folosit este Trimble Digital Fieldbook. Se creeaza job nou pentru masuratori: Files NewJob. Se nscrie numele lucrarii, dupa care se seteaza sistemul de coordonate(UTM) iunitatea de masura. Dupa crearea lucrarii din meniul Survey se selecteaza submeniulFastStatic unde se seteaza antena Trimble R3. Dupa ce antena este setata se introducenumarul punctului i nalimea antenei(aparatului). Dupa setarea parametrilor putemincepe nregistarea datelor.

Fig.3 Setarea lucrarii noi


9/16


9

3.4 nregistarea datelor

nregistrarea datelor s-a efectuat cu ajutorul antenei Trimble a3. Pentru o preciziebuna trebuie sa avem minim 5 satelii vizibili din punctul de staie. Datele au fostnregistrate timp de 3 ore.

Fig.4Antena Trimble A3

Capitolul IV. Procesarea datelor

4.1. Configurarea programului de procesare

Procesarea datelor s-a efectuat cu softul Trimble Total Control 2.73. Se creeazaproiect nou din meniul File New Static. Se seteaza sistemul de coordonate Project System- New System- Coordinate System And Zone-pentru Coordinate System Groupam ales Romania iar pentru Zone Stereo70-pentru Predefined Geoid Model am ales

ro97-Finish.

4.2. Transferul i verificarea datelor

Dupa configurareaproiectului se face transferul i verficarea datelor. Datele suntimportate din meniul Import Receiver Raw Data.

Fig.5 Tipuri de solutii adoptate


10/16


10

4.3. Procersarea primara a datelor

Fig.6Retea de vectori pregatita pentru procesarea primara

Dupa verificarea datelor importate se face o procesare primara pentru obinereavectorilor de poziie din meniul Process Process project.

Fig.7Retea de vectori procesai primar


11/16


11

3D Network Adjustment

www.trimble.com Copyright (C) 2001 - 2002 by Trimble Navigation Limited.

CALCUL 4+3.ggs

User Name Trimble Employee Date & Time 13:34:23 06/12/2012Coordinate System Romania Zone Stereo 70Project Datum S-42 (Hungary) Geoid Model EGG97Coordinate Units MeterDistance Units MeterHeight Units MeterAngle Units Degrees

Network Adjustment in WGS84.Number of GPS Baselines 12Number of Total Station Measurements 0Number of Control Points in WGS84 2Number of Adjusted Points 6Confidence level 1 Significance Level for Tau Test 1.00 %Standard Error of Unit Weight 1.408

Number of Iterations 1Refraction Coefficient 0.140

- Observations which were rejected by the statistical test are marked.

1. Baselines Input in WGS84 (Components and Std.Dev.)

Observation Xm mm Ym mm Zm mm Solution20000-10000 -4728.9982 13.5 -8873.9662 9.8 7675.1048 12.9 Double Diff. / Fixed / L1

30000-10000 -2093.4161 9.1 -5227.0582 7.4 3975.6365 9.0 Double Diff. / Fixed / L1

30000-20000 2635.5828 8.8 3646.9058 7.3 -3699.4693 8.7 Double Diff. / Fixed / L1

30000-50000 9792.4268 15.9 -14836.2486 11.4 -2643.2032 15.8 Double Diff. / Fixed / L1



40000-20000 -2137.9589 9.1 3197.7408 5.5 604.7769 10.1 Double Diff. / Fixed / L1

40000-30000 -4773.5456 8.1 -449.1527 5.4 4304.2533 7.5 Double Diff. / Fixed / L140000-30000 -4773.5079 9.5 -449.1646 8.2 4304.2413 10.0 Double Diff. / Fixed / L1

40000-50000 5018.9149 16.2 -15285.4150 11.9 1661.0352 16.1 Double Diff. / Fixed / L1



- Standard deviations of the static baselines have been multiplied with the factor 10.00.


12/16


12

2. WGS84 Control Points Input (Cart. Coordinates and Std.Dev.)

Point X Y Z 30000 4005541.5141m 0.0mm 1755960.1700m 0.0mm 4627654.7329m 0.0mm

40000 4010315.0597m 0.0mm 1756409.3227m 0.0mm 4623350.4796m 0.0mm

3. Adjusted Baselines in WGS84 (Components and Std.Dev.)

Observation X Y Z 20000-10000 -4729.0019m 11.0mm -8873.9604m 8.0mm 7675.1069m 10.8mm

30000-10000 -2093.4152m 9.4mm -5227.0618m 6.9mm 3975.6348m 9.1mm

30000-20000 2635.5867m 7.8mm 3646.8987m 5.5mm -3699.4721m 8.2mm

30000-50000 9792.4431m 11.5mm -14836.2565m 8.6mm -2643.2105m 11.6mm

30000-60000 10295.0900m 9.4mm -8178.5679m 7.5mm -5663.8981m 9.7mm

40000-10000 -6866.9608m 9.4mm -5676.2145m 6.9mm 8279.8881m 9.1mm

40000-20000 -2137.9589m 7.8mm 3197.7460m 5.5mm 604.7812m 8.2mm

40000-30000 -4773.5456m 0.0mm -449.1527m 0.0mm 4304.2533m 0.0mm

40000-50000 5018.8975m 11.5mm -15285.4092m 8.6mm 1661.0428m 11.6mm40000-60000 5521.5444m 9.4mm -8627.7206m 7.5mm -1359.6448m 9.7mm

60000-50000 -502.6469m 10.7mm -6657.6886m 7.9mm 3020.6875m 10.7mm

4. Baseline Residuals (Residuals and Standardized Residuals)

Observation Northing Res. Stand. Res. Easting Res. Stand. Res. Height Res. Stand. Res. Red.No.20000-10000 2.2mm 0.174 6.7mm 0.637 0.8mm 0.048 2.00

30000-10000 -0.8mm -0.094 -3.6mm -0.484 -1.7mm -0.176 1.55

30000-20000 -2.4mm -0.256 -8.1mm -0.980 -1.6mm -0.166 1.95

30000-50000 -13.6mm -0.912 -13.8mm -1.195 2.7mm 0.115 2.16

30000-60000 -18.0mm -1.545 -14.8mm -1.459 7.2mm 0.403 2.1040000-10000 -0.6mm -0.053 -0.5mm -0.061 2.6mm 0.138 2.09

40000-20000 1.4mm 0.330 4.7mm 1.284 4.5mm 0.293 1.42

40000-30000 -0.0mm -0.000 -0.0mm -0.000 -0.0mm -0.000 3.00

40000-30000 29.9mm 2.590 26.0mm 2.456 -11.5mm -0.710 3.00

40000-50000 15.1mm 0.969 12.3mm 1.014 -3.7mm -0.155 2.21

40000-60000 11.5mm 1.389 11.4mm 1.513 -3.7mm -0.311 1.61

60000-50000 -0.3mm -0.047 0.8mm 0.172 0.4mm 0.048 0.92

5. Adjusted Points in WGS84 (Cart. Coordinates and Std.Dev.)

Point X Y Z 10000 4003448.0989m 9.4mm 1750733.1083m 6.9mm 4631630.3676m 9.1mm

20000 4008177.1008m 7.8mm 1759607.0687m 5.5mm 4623955.2607m 8.2mm

30000 4005541.5141m 0.0mm 1755960.1700m 0.0mm 4627654.7329m 0.0mm

40000 4010315.0597m 0.0mm 1756409.3227m 0.0mm 4623350.4796m 0.0mm

50000 4015333.9572m 11.5mm 1741123.9136m 8.6mm 4625011.5223m 11.6mm

60000 4015836.6041m 9.4mm 1747781.6021m 7.5mm 4621990.8348m 9.7mm


13/16


13

6. Adjusted Points in WGS84 (Geogr. Coordinates and Std.Dev.)

Point Latitude Longitude Height Elevation 10000 N 46 51' 36.11715'' 7.8mm E 23 37' 12.22413'' 6.4mm 673.4917m 632.8259m 10.8mm

20000 N 46 45' 39.68511'' 5.6mm E 23 42' 06.05485'' 4.8mm 479.5420m 438.8794m 10.1mm

30000 N 46 48' 33.24495'' 0.0mm E 23 40' 18.53250'' 0.0mm 519.8357m 479.2125m 0.0mm

40000 N 46 45' 10.37337'' 0.0mm E 23 39' 07.61772'' 0.0mm 500.6371m 459.7890m 0.0mm

50000 N 46 46' 22.73631'' 9.3mm E 23 26' 32.84560'' 7.4mm 679.3616m 637.8904m 14.2mm

60000 N 46 44' 02.27882'' 7.8mm E 23 31' 11.09666'' 6.6mm 612.4111m 571.0552m 11.6mm

7. Adjusted Points Error Ellipses

Point Semimajor Axis Semiminor Axis Angle 95% confidence radius10000 7.8mm 6.4mm -0.1 17.6mm

20000 5.6mm 4.8mm -7.1 12.8mm

30000 0.0mm 0.0mm 90.0 0.0mm

40000 0.0mm 0.0mm 90.0 0.0mm

50000 9.3mm 7.4mm 3.8 20.7mm60000 7.8mm 6.6mm 2.5 17.7mm

4.4. Verificarea soluilor obinute

Fig. 8 Verificarea datelor inregistrate pentru baza 400000


14/16


14

4.5. Compensarea riguroasa

Dupa verficarea soluiilor obinute se fac compensarile pentru vectorii de poziie. Din

meniu Adjustment 3D Adjusment alegem metoda Biased i obinem vectoriicompensai.

4.6. Editarea raportului de procesare

Raportul de procesare se obine n timpul procesarii i compensarii datelor.

Fig.9Retea de vectori compensata riguros cu elementele de precizie aferente


15/16


15

Capitolul V. Aspecte finale

5.1. Discuii

Spre deosebire de operarea cu statia totala, lucrul cu receptoarele GPS implica timpde lucru efectuat de catre operator mai mic, acesta constnd doar n punerea aparatului nstatie, setarea JOB-ului si a parametrilor esentiali, precum si initierea masuratorilor.

In acest sens, utilizatorului i ramne timp si pentru monitorizarea ntregului proces.In acelasi timp, precizia masuratorilor este mai mare, deoarece se reduc unele erori decentrare si pozitionare a aparatului.

Sistemul de poziionare global poate realiza reele geodezice naionale iinternaionale, realizeaz i ndesete reele de sprijin sau reele de ridicare a detaliilor

topografice.

Msurtorile prin sisteme GPS se pot integra ntr-o serie de ridicri speciale, dintrecare amintim: trasarea unor elemente de construcii, reperaje fotogrammetrice, urmrireacomportrii n timp a diferitelor construcii sau terenuri utilizate, realizndu-se cuinstrumente de cel mai nalt nivel din punct de vedere al preciziei.

Tehnologia GPS se mai poate introduce si n domeniul forestier, prin rezolvarea unorprobleme referitoare la introducerea cadastrului forestier si la amenajarea padurilor.

Cu toate acestea, utlizarea tehnologiei GPS are si cteva dezavantaje, dintre care

amintim: acoperirea mai redusa a semnalului satelitar, n special n tara noastra, undesemnalul se transmite sub un unghi de nclinare, ceea ce face ca n zonele dens acoperitecu constructii sa duca la pierderea frecventa a semnalului. Deasemenea, utilizarea unuisingur receptor GPS duce la obtinerea unei precizii inferioare celei cu statia totala,aceasta mbunatatindu-se prin adaugarea nca unui receptor GPS sau a unei statii totale.

5.2. Concluzii


16/16


16

Masuratorile efectuate prin tehnologia GPS sunt eficiente si aduc o contributieimportanta n domeniul masuratorilor topografice, geodezice, fotogrammetrice saucadastrale.

Datorit constelaiei actuale de satelii, sistemul de poziionare GPS a revoluionatdomeniul msurtorilor terestre prin metodele alternative impuse de acesta precum i prinprecizia coordonatelor oricrui punct, mobil sau static, localizat pe suprafaa terestr.

Receptoarele produse n ultima perioad ofer o gam larg de activiti i facilitiprin conexiunea la diverse sisteme moderne de comunicare, ceea ce face ca aplicareatehnologiei GPS s fie universal.

Bibliografie:

1. Suport curs GPS Crainic Ghita Cristian2. Sisteme de pozitionare globala Rus, Tiberiu Geodezie cu sateliti3. Tehnologii Geodezice Spatiale4. www.trimble.com5. Manual P.M.G.(feb. 2006)

Date post:	03-Jun-2018
Category:	Documents
Upload:	george-blay
View:	248 times
Download:	0 times

Proiect Final Gps

Documents