Metode GPS merenja

11

METODE GPS MERENJA

SAVREMENE GEODETSKE TEHNOLOGIJE

Savremene geodetske tehnologije - školska 2020/2021.godina

2

Metode pozicioniranja

Merenje pseudorastojanja

▪ Kodno merenje – pseudorastojanje se određuje pomoću

C/A ili P koda. Jednoznačna merenja, neosetljiva na prekide

u prijemu signala.

▪ Fazno merenje – pseudorastojanje se određuje pomoću

faze nosećeg signala. Pojava neodređenosti, za čije

rešavanje je potrebno istovremeno opažanje pomoću dva

GPS prijemnika.

Fazna neodređenost – nepoznat broj celih faza talasa.


3

Apsolutno pozicioniranje (pozicioniranje jedne tačke)- navigaciono

rešenje

▪ Koristi se jedan prijemnik kojim se mere rastojanja od satelita do

antene prijemnika (kodno merenje).

▪ Položaj prijemnika (tačke), odnosno tri pravougle koordinate (Y, X,

Z) se određuju u terestričkom sistemu koji je vezan za Zemlju i čiji se

koordinatni početak nalazi u centru Zemlje (Earth Centered Earth

Fixed–ECEF), tj. WGS84.


Tačnost metode:

- trajanje opažanja od nekoliko

sekundi: 5m - 50m

- precizne efemeride 2m - 5m

Primena: navigacija na kopnu

moru i u vazduhu.


4

Relativno (diferencijalno) pozicioniranje

▪ Podrazumeva primenu najmanje dva

prijemnika kojima se vrši simultano

opažanje na iste satelite (kodno ili

fazno). Tačnost pozicioniranja je znatno

veća nego kod apsolutnog. Uobičajeno je

da su koordinate jedne tačke poznate dok

se koordinate druge tačke ocenjuju

relativno u odnosu na prvu (ocenjuje se

vektor između dve tačke).

▪ Strožije posmatrano, izraz relativno se

obično odnosi na opažanja faza nosećih

signala dok se za slučaj primene kodnih

merenja koristi izraz diferencijalni GPS

(DGPS).



5

Statičko i kinematičko pozicioniranje

▪ Statičko pozicioniranje podrazumeva stacionarnost prijemnika za vreme

opažanja. Povremeni prekidi u prijemu signala nisu kritični.

▪ Kod kinematičkog pozicioniranja prijemnik može da se kreće tokom

opažanja. Velika osetljivost na prekide u prijemu signala.

Merenja u realnom vremenu i sa naknadnom obradom

▪ U slučaju merenja u realnom vremenu konačni rezultati se dobijaju u

trenutku opažanja. Ukoliko se kod računanja koriste samo podaci iz jedne

epohe merenja, onda se takvi rezultati nazivaju trenutnim. Pod pojmom

real-time se podrazumeva dobijanje rezultata iz nekoliko epoha merenja.

▪ Naknadna obrada merenja se izvodi nakon prikupljanja određene količine

podataka i obavlja se u birou gde se kombinuju merenja izvedena na više

tačaka.



6

Statičko apsolutno pozicioniranje

▪ Koristi se kad se ne traži visoka tačnost, u uslovima kada nije definisan

datum mreže, a ne planiraju se astronomska opažanja. Mogu se primeniti

kodna i fazna merenja.

▪ Jednosekundnim opažanjem moguće je postići tačnost od 20m-50m (C/A

kod) i 5m-20m (P-kod).

▪ Duži period opažanja + precizne efemeride = tačnost od 2m-5m.

▪ Primena: izrada karata sitnije razmere, geofizička ispitivanja, određivanje

vremena...

Kinematičko apsolutno pozicioniranje

▪ Koristi se za određivanje putanje kretanja objekta (trodimenzionalno).

Male je tačnosti, reda nekoliko desetina metara. Tipično se primenjuje u

navigaciji i praćenju pokretnih objekata.



7

Statičko relativno pozicioniranje

▪ Svodi se na ocenu vektora između dva stacionarna prijemnika

(fazna merenja). Vektor se često naziva baznom linijom. Naziva se i

statičkim GPS premerom.

▪ Dostiže se tačnost i do 0.1ppm (0.1mm/km).

Kinematičko relativno pozicioniranje

▪ Jedan prijemnik je stacionaran, a drugi pokretan i vrše se simultana

opažanja.

▪ Znatno veće tačnosti od kinematičkog apsolutnog pozicioniranja

(kodna merenja – 1m, fazna merenja – oko 1cm).

▪ Primena: geodetski premer.



8

Statička metoda

▪ Statička metoda koristi se u geodetskim mrežama tačaka

međusobnog rastojanja preko 20 km.

▪ Podaci merenja se istovremeno registruju sa dva ili više prijemnika

na isti skup satelita, istom brzinom registracije koja obično iznosi od

1, 10 do 60 sekundi.

▪ Prijemnici registruju podatke u trajanju koje zavisi od dužine bazne

linije, broja vidljivih satelita, kao i kvaliteta njihove geometrije.

▪ Jedna epoha podataka dovoljna je da obezbedi centimetarsku tačnost

pod uslovom da je rešena fazna neodređenost.

Metode relativnog pozicioniranja


9

Statička metoda

▪ Ukoliko je opažačka sesija duža od 20 minuta, mnogi izvori

sistematskih grešaka se redukuju tako da se može očekivati

centimetarska tačnost.

▪ Kod zahteva najviše tačnosti, period merenja ne treba biti kraći od 45

minuta.

▪ Statička metoda se primarno koristi prilikom horizontalnog i

vertikalnog povezivanja mreže tačaka lokalnog premera sa tačkama

Državne referentne mreže, kod praćenja tektonskih pomeranja.



10

Statička metoda

▪ Iz iskustva se zna da za dužinu od 20 km i 5 vidljivih satelita sa

dobrim rasporedom, period merenja iznosi oko 1 čas.

▪ Duže bazne linije zahtevaju duži period simultanog rada prijemnika.

▪ U određivanju perioda merenja važi opšte pravilo - period merenja

na svakoj stanici iznosi 30 minuta + 20 minuta/10 km.

▪ Nakon prikupljanja dovoljne količine podataka prijemnici se

isključuju i po planu opažanja premeštaju na sledeće tačke.



11

Statička metoda

Uslovi pri merenju statičkom metodom glase:

▪ Minimalni period opažanja pri merenju baznih linija kraćih od 10 km

iznosi 45 minuta;

▪ Interval registracije treba da iznosi od 5-30 sekundi;

▪ Za vreme trajanja opažačke sesije poželjna je značajna promena

geometrije satelita;

▪ Jednofrekventni prijemnici mogu se koristiti kod kratkih dužina,

kada zahtevi tačnosti nisu maksimalni.



12

Brza statička metoda

▪ Brza statička metoda se obično koristi kod pogušćavanja postojećih

i uspostavljanja novih geodetskih mreža.

▪ Pre početka merenja vrši se izbor datih tačaka i na taj način stvaraju

se uslovi za povezivanje GPS i postojećeg koordinatnog sistema.

▪ Ova metoda je prelazna varijanta od statičke ka kinematičkoj

metodi.

▪ Postupak rada je skoro istovetan, kao kod statičke metode, ali sa

sesijama od 5-8 min (brza statika).

▪ Kratka zadržavanja na stanicama, prema načinu izvođenja i brzini

pozicioniranja, brzu statiku poistovećuju sa kinematičkom

metodom sa postprocesiranjem.

▪ Ova metoda se zbog toga naziva i pseudokinematička metoda

relativnog pozicioniranja.



13

Brza statička metoda

▪ Radi kontrole i veće pouzdanosti merenja vrši se ponovno posedanje

tačaka ili rad sa dve baze.

▪ Između prvog i drugog posedanja tačke treba da prođe najmanje sat

vremena (da bi se značajno promenila konstelacija satelita).

▪ Prednost u odnosu na klasični koncept statičke metode je mnogo veći

učinak sa malom razlikom u kvalitetu dobijenih ocena koordinata

položaja.

▪ Prednost u odnosu na kinematičku relativnu metodu: nije kritično

gubljenje veze sa satelitima i u toku prelaska na sledeću stanicu nije

neophodan kontakt sa satelitima, čak prijemnici mogu biti isključeni.

▪ S obzirom na relativno dobru tačnost pozicioniranja i efikasnost u

smislu brzine izvođenja premera, ova metoda je našla veliku primenu u

geodeziji (pogušćavanje postojeće mreže tačaka radi izvođenja

premera zemljišta)



14

Reokupaciona metoda

▪ Jedan prijemnik nepokretan, drugi se kreće

▪ Ista tačka se meri bar dva puta, u razmaku od minimum sat vremena

▪ Minimum 5 vidljivih satelita, dužina sesije 5min+1min/km

▪ Registracija podataka na svakih 5sec ili kraće

▪ Tačnost pozicioniranja: 5 do 10mm+1ppm



15

Kinematička metoda u realnom vremenu (RTK metoda)


▪ Pre početka merenja rover se mora inicijalizovati

▪ Inicijalizacija se obavlja u pokretu (on-the-fly)

▪ Rover mora sve vreme pratiti satelite, u suprotnom se mora ponovo

inicijalizovati

▪ Period merenja nekoliko sekundi

▪ Preciznost od 2 do 5 centimetra

▪ Podaci dostupni na terenu

Kinematička metoda u naknadnoj obradi (Post-Processing Kinematics –

PPK)

▪ Duže vreme inicijalizacije

▪ Veća preciznost



16

Stani-kreni metoda (Stop and go)


▪ Inicijalizacija rovera pre početka merenja

▪ Rover mora sve vreme da ima konekciju sa satelitima, u suprotnom se

mora ponovo inicijalizovati

▪ Period merenja do 30 sekundi

▪ Preciznost reda nekoliko centimetra



Documents

Metode GPS merenja