Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Rok akad. 2013/2014 Dr hab. inż. Andrzej Kwinta Katedra Geodezji Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Rok akad. 2013/2014 Dr hab. inż. Andrzej Kwinta Katedra Geodezji Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Uniwersytet Rolniczy w Krakowie"— Zapis prezentacji:

1 rok akad. 2013/2014 Dr hab. inż. Andrzej Kwinta Katedra Geodezji Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Uniwersytet Rolniczy w Krakowie WYK Ł AD 2 Geodezyjny monitoring elementów środowiska Przegląd elektronicznych rozwiązań

2 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 2 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Plan wykładu: Pozycjonowanie satelitarne Skaning laserowy INSAR Georadar

3 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 3 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie POZYCJONOWANIE XIII w. Kompas magnetyczny 1907: Gyrokompas 1912: Radionawigacja 1930: Zastosowanie radaru w nawigacji 1980: GPS (początek projektu 1973; pierwsze 4 satelity w 1978) 1960: System Satelitarny US Navy (NAVSAT TRANSIT) 1731: Sekstant

4 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 4 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Satelitarne Systemy Pozycjonowania GPS-NAVSTAR (Global Positioning System – NAVigation Signal Timing And Ranging) – właściciel US Army GALILEO - właściciel Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) GLONASS (ГЛОНАСС; ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система; Globalnaja Nawigacionnaja Sputnikowaja Sistiema) - właściciel Rosyjskie Siły Kosmiczne Beidou - właściciel Chiny IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System)- właściciel Indie

5 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 5 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Multi-Satellite Ranging 1 range puts user on the spherical face of the cone. Intersecting with a 2nd range restricts user to the circular arcs. A 3rd range constrains user to 1 of the 2 points. Which point is determined by “sanity” – 1 point obviously wrong.

6 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 6 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie POZYCJONOWANIE

7 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 7 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Możliwości zastosowania systemów satelitarnych Pomiary geodezyjne Sterowanie maszynami Logistyka (zarządzanie flotą pojazdów) Pilotowanie pojazdów Turystyka Pomiary inżynierskie

8 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 7 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Wady i zalety Systemów Satelitarnych  W wielu punktach ograniczone możliwości zastosowania (brak sygnału)  Wysoki koszt sprzętu (zależny od dokładności) Wady Zalety Pomiar jest zdalny i nie wymaga pracochłonnych czynności pomiarowych Zboczenie z zadanego kursu jest natychmiast widoczne W przypadku kolizji/wypadku współrzędne miejsca zdarzenia mogą być przekazane przez telefon Sygnał GPS jest dostępny w nocy, podczas mgły i opadów śniegu

9 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 7 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie System GPS Podstawowe dane Przybliżony koszt utworzenia systemu ~$ 12 mld, 3 Segment y:  kosmiczny: satelity  użytkownika: odbiorniki  kontroli: stacje kontrolne i monitorujące Układ odniesienia: elipsoida WGS-84 Nadzór sprawuje US Air Force Space Command (AFSC)

10 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 8 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie 3 segmenty systemu GPS System GPS Segment kosmiczny Segment kontroli Segment użytkownika

11 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 9 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie System GPS Segment kosmiczny 24 satelity umieszczone na 6 orbitach (pełna operacyjność systemu) wysokość około km nad ziemią 55 o – nachylenie pł. orbity do połudn. zero 5 generacji satelitów

12 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 10 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie System GPS czas obiegu satelity wokół Ziemi – 11 godz. 58 min minimum 4 satelity równocześnie nad horyzontem Emisja sygnału pomiarowego o wysokiej stabilności. Dwie częstotliwości MHz, MHz modulowane Kodem P i C/A (S) + depesza nawigacyjna Transmisja sygnału własnego zegara Retransmisja sygnałów dot. własnego położenia i innych danych identyfikacyjnych Segment kosmiczny

13 dr hab. inż. Andrzej Kwinta Str. 11 GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie System GPS Segment kosmiczny  – podniesienie dokładności systemu dla celów cywilnych ze 100 m na ok. 10 m.  – start 51 satelity systemu GPS  – 30 satelitów funkcjonujących

14 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 12 System GPS Segment kontroli śledzenie satelitów, kontrola czasu, obliczenia poprawek do orbit, itp.., 5 stacji śledzących 6 stacji NIMA + 6 planowanych

15 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 13 System GPS Segment użytkownika Nokia

16 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 14 Gdzie się właściwie znajdujemy ? Dokładność określenia położenia jest zależna od tego, jak dokładny jest Twój zegarek ( żeby wiedzieć GDZIE jesteś musisz wiedzieć KIEDY ) Satelity posiadają b. dokładne atomowe zegary rubidowo-cezowe ( możliwe spóźnienie o 1 sec na lat) Obliczenie Twojego miejsca (X, Y, Z) od satelitów z układu równań: ( 4 równania z 4 niewiadomymi – metoda pseudoodległości)

17 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 15 dokładność określenia bezwzględnego położenia punktu wynosi około 1-10 m. wystarczająca dla celów nawigacyjnych, dla geodezji nie Gdzie się właściwie znajdujemy ?

18 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 16 Porównanie sygnałów satelity i odbiornika: pomiary fazowe pozwalają na uzyskanie subcentymetrowych dokładności ( możliwość uwolnienia się od analizy kodów modulujących sygnały satelitarne poprzez porównanie różnicy faz fali emitowanej przez satelitę z sygnałem wzorcowym odbiornika naziemnego) Gdzie się właściwie znajdujemy ?

19 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 17 gęste zalesienie, góry wnętrza budynków, garaże pod powierzchnią wody w okolicach stałych, wysokich budowli ciasne doliny górskie wnętrza pojazdów i samolotów Satelity Odbiornik sygnał ZAKŁÓCENIA  Niekorzystna konfiguracja satelitów,  Opóźnienia sygnałów (tłumienie),  Odbicia sygnałów,  Lokalizacja odbiornika:

20 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 18 Metody stosowane w geodezji metoda statyczna, metoda rapid static, metoda kinematyczna, RTK GPS (real time kinematic), Minimum dwa odbiorniki – czas ok. godziny; dokładności milimetrowe. Kilka odbiorników + 1 nieruchomy; czas kilkanaście minut; dokładności subcentymetrowe j.w ze statyczną inicjalizacją; czas 1 min; dokładności 1-2 cm. 1 stacja stała; b. szybka inicjalizacja; pomiar sekundowy na stanowisku; Poprawki między stacjami przesyłane drogą radiową. Dokładność 1 cm.

21 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 19 DGPS - poprawa dokładności Differential GPS Korekta współrzędnych określonych na zasadzie pseudo- odległości dla odbiornika ruchomego przy pomocy popra- wek wysyłanych przez stację referencyjną o znanych współrzędnych. (dokładność może dochodzić do 1-2 m; zastosowania – sterowanie maszynami; wojsko)

22 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 20 Metoda VRS (Virtual Reference Station) Ustawiamy w terenie odbiornik i łączymy się telefonicznie z centrum kontrolnym Wysyłamy przybliżoną pozycję do centrum kontrolnego (format NMEA)

23 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 21 Metoda VRS (Virtual Reference Station) Z centrali wysyłane są poprawki RTCM, na podstawie których powstaje rozwiązanie DGPS i wysłane do centrum Nowe poprawki RTCM jak od stacji VRS (wirtualnej)

24 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 22 Budowa Systemu ASG –PL/EUPOS Założenia: 86 stacji referencyjnych do końca 2007 Np. Tarnów Budynek Urzedu Wojewódzkiego przy Al. Solidarności ° 0' '' N 20° 59' '' E m

25 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 23 SKANERY LASEROWE Skanowanie laserowe (skanowanie 3D) polega na bezdotykowym pomiarze skanowanego obiektu w oparciu o wiązkę światła laserowego od niego odbitego. W jednostce czasu wykonywany jest pomiar dużej ilości punktów (do /s), które tworzą chmurę punktów. URZĄDZENIA SKANERYTACHIMETRY SKANUJĄCE NaziemneLotnicze (ALS) Stacjonarne (TLS)Mobilne (MLS)

26 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 24 LOTNICZE SKANERY LASEROWE (ALS) ALS - Airborne Laser Scanning (Lotniczy skaning laserowy) jest technologią pozyskiwania informacji przestrzennej o obiekcie z powietrza. Chmura punktów jest reprezentacją obiektów 3D w bezpośredniej jego formie. Aktualnie oprogramowanie pozwala na bardzo szybką obróbkę danych i wygenerowanie NMT, NMPT, dostarcza danych do tworzenia modeli przestrzennych (3D).

27 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 25 LOTNICZE SKANERY LASEROWE (np. RIEGL) Lotnicze Skanery Laserowe łączone są w systemy z innymi urządzeniami np. GNSS, aparaty cyfrowe. RIEGL LMS-Q680i -Zasięg maksymalny 2000 (3000) m -Zasięg minimalny 30m -Dokładność 20mm -Szybkość linii/s -Kąt skanowania 60[deg] -Częstotliwość pracy lasera do Hz

28 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 26 Pozwalają na tworzenie :  modeli 3D skanowanych obiektów  przekrojów lub profili  ortofotomapy elewacji  rzutów elewacji 2D Główne zastosowania : o inwentaryzacja zabytków o inwentaryzacja obiektów technologicznych o pomiar przemieszczeń, monitoring osiadań o pomiar sytuacyjno-wysokościowy o obiektów architektonicznych o pomiary obiektów inżynieryjnych, o inwentaryzacja wnętrz NAZIEMNE SKANERY LASEROWE (TLS)

29 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 27 NAZIEMNE SKANERY LASEROWE (TLS) Najważniejsze parametry:  tryb pracy (fazowy/impulsowy)  parametry lasera (długość fali, moc, klasa bezpieczeństwa, wielkość plamki)  dokładność (kątowa, liniowa)  prędkość  zasięg  pole widzenia [deg]  parametry rejestracji danych (formaty danych, pojemność dysku)  aparat fotograficzny  wymiary, waga  gwarancja

30 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 28 NAZIEMNE SKANERY LASEROWE (TLS) OPROGRAMOWANIE Wpasowanie skanów w zewnętrzny układ współrzędnych  Automatyczny pomiar punktów sygnalizowanych  Możliwość wykonania wspomaganego pomiaru punktów naturalnych  Łączenie chmur  Możliwość wykonania wyrównania na etapie łączenia Wizualizacja i praca  Szybkie wyświetlanie dużych zbiorów  Możliwość odczytu współrzędnych i wykonywania pomiarów  Wyświetlanie zdjęć cyfrowych nałożonych na punkty  Tworzenie ciągłych powierzchni z chmury punktów  Tworzenie przekroi  Pomiary obiektów wektorowych o prostych kształtach Uzyskiwane wyniki  Możliwość konwersji plików do innych formatów  Generowania true orthophoto (3D)  Eksport do programów typu CAD.

31 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 29 Przykłady zastosowania (3Deling) Inwentaryzacja architektoniczna Pałacu Potockich w Radzyniu

32 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 30 MOBILNY SKANING (MLS) Riegl VMX-250 Mitsubishi MMS-X640 Mobile Mapping System

33 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 30 MOBILNY SKANING (MLS) Street Mapper 360 SINECO Prędkość przelotowa skanowania do 100km/h

34 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 31 Interferometria Radarowa - InSAR Obrazowanie radarowe Radar kartograficzny, tzw. radar bocznego wybierania SLAR (SLAR - Side Looking Airborne Radar). Jest on całkowicie niezależny od warunków oświetleniowych oraz praktycznie niezależny od warunków atmosferycznych (radar "widzi" przez chmury). Wadą systemów SLAR była niska zdolność rozdzielcza obrazu (rzędu kilkadziesiąt metrów z pułapu samolotu), limitowana w pierwszym rzędzie długością anteny

35 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 32 Interferometria Radarowa – InSAR Interferometria radarowa InSAR (ang.: Interferometric SAR) polega na odbiorze ech radarowych niezależnie przez dwie anteny. Z uzyskanych w ten sposób dwóch obrazów radarowych, tworzy się interferogram, który zawiera informacje przestrzenne o obiekcie, może więc być podstawą do pomiarów wysokościowych i budowy Numerycznego Modelu Rzeźby Terenu RadarogramInterferogram Kanały (długość fali)

36 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 33 Zasada działania: wysłanie impulsu elektromagnetycznego o wysokiej częstotliwości a następnie pomiar odbitej fali Minimalne wielkości wykrywanych obiektów w zależności od częstotliwości pracy anten pomiarowych Częstotliwość pracyMin. średnica 200 MHz5 cm 400 MHz2,5 cm 600 MHz1,25 cm Georadar

37 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Str. 34 Georadar PRACE INŻYNIERSKIE Lokalizacja podziemnej infrastruktury technicznej np. rurociągów, kabli, pozostałości fundamentów, pustek. GEOTECHNICZNE Badania: tam ziemnych, płaszczyzn poślizgowych skarp, tuneli, lokalizacja poziomu wód gruntowych, OCHRONA ŚRODOWISKA Lokalizacja: zasięgu skażeń, podziemnych składowisk odpadów. ARCHEOLOGICZNO - KONSERWATORSKIE Poszukiwania archeologiczne, lokalizacja uszkodzeń obiektów. MILITARNE Lokalizacja niewybuchów, min.

38 dr hab. inż. Andrzej Kwinta GEODEZYJNY MONITORING ELEMENTÓW ŚRODOWISKA rok akad. 2013/2014 Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Zapraszam na kolejny wykład Str. 35


Pobierz ppt "Rok akad. 2013/2014 Dr hab. inż. Andrzej Kwinta Katedra Geodezji Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Uniwersytet Rolniczy w Krakowie"

Podobne prezentacje


Reklamy Google