Wykorzystanie odbiorników do nawigacji satelitarnej klasy GIS oraz systemu ASG-EUPOS w praktyce leśnej Michał Brach Wydział Leśny SGGW

Różnicowa metoda pomiaru DGPS – podstawy i efekty działania EFEKT: - redukcja błędów spowodowanych zmiennością opóźnień: jonosferycznego i troposferycznego, niedokładności efemeryd, oraz błędów zegara satelity - dociągnięcie pomiaru do docelowego układu współrzędnych - redukcja błędu wyznaczania pozycji od kilku metrów do kilkunastu centymetrów

Sieć ASG-EUPOS Celem założenia sieci ASG- EUPOS jest udostępnianie on-line poprawek umożliwiających precyzyjne pozycjonowanie na terenie Polski. Punkty ASG-EUOPS stanowi osnowę geodezyjną zgodnie z Prawem geodezyjnym i kartograficznym. Sieć 98 naziemnych stacji położonych w odległości około 70 km od siebie odbiera sygnały z systemów nawigacyjnych Navstar GPS, Galileo i Glonass. Różnicowa metoda pomiaru – źródło poprawek

Sieć ASG-EUPOS Wybór rodzaju poprawki KODGIS – serwis udostępniający poprawki RTK/DGNSS, umożliwiający wyznaczenie współrzędnych z błędem średnim nie większym niż 0.25 m przy korzystaniu z odbiornika L1/L2 oraz nie większym niż 1.5 m przy wykorzystaniu odbiornika L1. RodzajNazwaMetoda pomiaru Transmisja danych Zakładana dokładność Minimalne wymagania sprzętowe Serwisy czasu rzeczywistego NAWGEOkinematyczna (RTK) Internet, GSM (GPRS) do 0,03 m (poz.) do 0,05 m (pion.) Odbiornik L1/L2 RTK, moduł komunikacyjny KODGIS kinematyczna (DGPS) do 0,25 m Odbiornik L1 DGPS, moduł komunikacyjny NAWGIS do 3 m Serwisy post- processingu POZGEOstatyczna Internet Zależna od warunków pomiarowych (0,01 - 0,10 m) Odbiornik L1 POZGEO D statyczna, kinematyczna

Odbiornik do nawigacji satelitarnej klasy GIS Segment odbiorników klasy GIS, odpowiada na zapotrzebowanie osób chcących wykonywać podstawowe pomiary oraz pracować na własnych mapach.

Odbiornik do nawigacji satelitarnej klasy GIS Zalety -system operacyjny Windows -wyższej klasy anteny i moduły nawigacyjne -systemy eliminujące sygnały odbite -możliwość instalacji dowolnego oprogramowania -otwartość na urządzenia peryferyjne (dodatkowe anteny) -możliwe jest wykonanie korekcji różnicowej w czasie rzeczywistym (format RTCM) -zapis danych w formatach wektorowych -praca na własnoręcznie wykonanych mapach -aktualizacja opisowej bazy danych -odporność na trudne warunki terenowe

Odbiornik do nawigacji satelitarnej klasy GIS Wady -cena odbiornika -konieczność zakupienia dodatkowego oprogramowania (obsługa mapy, rejestracja poprawek) -odbiornik musi akceptować poprawki w formacie RTCM -ograniczony zasięg sieci GSM na obszarach leśnych -system operacyjny Windows lubi odmówić współpracy (konieczność częstego zapisu danych) -w dni słoneczne wyświetlacze są nieczytelne

Zasięg sieć GSM na terenie Polski Plus GSM Orange Era

Pomiary w leśnictwie Głuchów Wykorzystano jednoczęstotliwościowy odbiornik sygnałów GPS Navstar model Trimble ProXH oraz rejestrator Trimble Nomad. Technika pomiaru: - planowanie sesji pomiarowej - podłączenie do sieci ASG-EUPOS (poprawka KODGIS) - rejestracja przy PDOP niższym niż 6 - interwał 1 sekunda, pomiar minimum 240 epok - zastosowanie dwóch różnych masek elewacji 10° i 20° - pomiar w dwóch różnych porach roku (grudzień i wrzesień) - antena umieszczona na wysokości 2m - zapis obserwacji w państwowym układzie współrzędnych format zapisu – plik shape Elewacja 10°Elewacja 20°

Punkty referencyjne Wykorzystano osnowę geodezyjną założoną na terenie leśnictwa Głuchów należącego do LZD Rogów. Średni błąd położenia punktu osnowy m P po wyrównaniu wynosi 6 cm. Średni błąd punktów nawiązania nie przekracza 2 cm.

Powierzchnie badawcze Powierzchnie badawcze zlokalizowano w drzewostanach o zróżnicowanych charakterystykach. Istotnym czynnikiem było ponadto maksymalne zmniejszenie odległości od punktów referencyjnych. Każdy z punktów pomiarowych wyznaczono w oparciu o metodę biegunową. Wiek drzewostanów i lokalizacja powierzchni

Powierzchnie badawcze Łącznie założono i zastablizowano 36 powierzchni na, których oprócz wyznaczania współrzędnych wykonano zdjęcia hemisferyczne.

Powierzchnie badawcze Różnica widoczności nieba w zależności od pory w zależności od powierzchni może być znaczna.

Powierzchnie badawcze Różnica widoczności nieba w zależności od pory w zależności od powierzchni może być znaczna.

Wyniki Błędy średnie wyznaczania współrzędnych X, Y IglasteLiściaste LatoZimaLatoZima Średnia± 1,14± 1,03± 0,97± 1,07 Max± 4,03± 4,16± 2,92± 3,38 Odchylenie std.0,790,760,690,88

Wyniki Błędy średnie wyznaczania współrzędnych X, Y z uwzględnieniem maski elewacji Maska 10°Maska 20° LatoZimaLatoZima Średnia± 1,13± 1,05± 1,04 Max± 2,93± 4,16± 4,03± 3,38 Odchylenie std.0,730,790,80

Wyniki Błędy średnie wyznaczania współrzędnych X, Y z typów drzewostanów

Wyniki Histogram błędów średnich

Wyniki IglasteLiściaste LatoZimaLatoZima Błąd średni± 2,48± 1,82± 2,35± 2,03 Błąd systematyczny1,450,750,490,61 Błędy średnie wyznaczania wysokości

Wyniki Błędy średnie wyznaczania wysokości w zależności od zmian maski elewacji Maska 10°Maska 20° LatoZimaLatoZima Błąd średni± 2,40± 1,42± 2,56± 2,26 Błąd systematyczny1,050,781,270,63

Wnioski -Wykorzystanie korekcji różnicowej nie likwiduje efektu odbicia sygnału ale istotnie wpływa na poprawę uzyskiwanych dokładności -Zmiana maski elewacji nie wpływa istotnie na uzyskiwane dokładności -Najlepiej jest wykonywać pomiary w okresie późnej jesieni i wczesnej wiosny -Wyznaczanie wysokości jest obarczone znacznie większym błędem -Nie każdy odbiornik do nawigacji satelitarnej pozwala na wykonanie korekcji różnicowej -Większość odbiorników klasy GIS pozwala wykonać korekcję różnicową -Zasięg sieci gsm może być czynnikiem ograniczającym działanie mechanizmu korekcji różnicowej -Wskazany jest zakup teleskopowej tyczki do zamocowania zewnętrznej anteny -Sieć ASG-EUPOS jest jak na razie darmowa – czemu więc nie spróbować??

Dziękuję za uwagę