Instrukcja pomiarów RTN

(1)

_______________________________________________________________

Instrukcja pomiarów RTN poprzez VRS

GeoDigitalGPS Ryszard Pażus, http://www.geodigitalgps.pl

1 SPIS TREŚCI

I. WSTĘP ...2

II. USTAWIENIA WYJŚCIOWE ...4

III. POMIAR odbiornikiem AzusStar+ ... …..14

IV. POMIAR odbiornikiem Azus L1Static. ... 21

V. PORADY PRAKTYCZNE ... 25

VI. UWAGI KOŃCOWE ... 27

Instrukcja pomiarów RTN

AzusStar+

Azus L1Static

wersja 1.0.7

z 12.11.2014

Opracowanie: dr inż. Ryszard Pażus

Wykorzystano oprogramowanie wykonane przez Tamoji TAKASU http://www.rtklib.com/rtklib.htm rozprowadzane z klauzulą Open Source Initiative BSD2 Oprogramowanie zostało przetestowane na Windows XP 32bit i Windows 7 64bit.

(2)

_______________________________________________________________

2

I.

^WSTĘP

1. Do wykonania pomiaru wymagane jest połączenie odbiornika do komputera z systemem operacyjnym Windows lub kontrolera, z łącznością do serwera aktywnej sieci geodezyjnej – połączenie kablowe do gniazda portu usb odbiornika.

2. W AzusStar+ zalecane jest zastosowanie odbiornika w opcji GPS/GLONASS, pozwalającej na wykorzystanie wszystkich 14 kanałów uniwersalnych. W wersji GPS , z uwagi na to że powyżej kąta elewacji 10^O nad horyzontem dostępnych jest co najwyżej 6-9 satelitów, nie wszystkie kanały odbiornika byłyby wykorzystywane.

3. Korekty pobiera się strumieniem danych NAWGEO_VRS_3_1 serwisu NAWGEO ASG- EUPOS.

4.

5. Dla odbiorników z opcją GPS/GLONASS wyraźną poprawę wyników będziemy mieli w podsieciach.

(3)

_______________________________________________________________

3 6.

7. W instrukcji wykorzystano wersję RTKLIB 2.4.2. Jest to wersja z bibliotekami źródłowymi. Z pakietu kilku programów, których opis znajduje się na stronie

prowadzonej przez Japończyka p. Tamoji Takasu http://www.rtklib.com/ wykorzystano aplikacje ‘rtknavi’ i ‘rtkplot’.

8. Pełny pakiet programów z kodami źródłowymi należy pobrać ze strony głównej i rozpakować do katalogu. Po rozpakowaniu w podkatalogu znajduje się bardzo

profesjonalna i szczegółowa instrukcja obsługi (w jez. ang.…\doc\doc\manual.doc). Ta najnowsza wersja rtknavi ma opcję powiększania okien graficznych, wygodną dla laptopa.

Wcześniejsze wersje były przygotowane raczej dla komputerów typu pocketPC.

9. Program rtknavi.exe otwieramy z podkatalogu \bin (podwójne kliknięcie). Otworzy się okno główne (szczegółowy opis w dokumentacji autorstwa Tamoji Takasu):

(4)

_______________________________________________________________

4 10.

II.

USTAWIENIA WYJŚCIOWE

1. Przygotowanie pomiaru poprzedza ustawienie opcji (przycisk ‘Options’) i parametrów wejścia/wyjścia oraz rejestracji wyników w postaci raportu – to na pasku w górnym prawym rogu (‘Input/Output/ Log Stream Status/Settings).

2. Dwa okna graficzne mają po kilka opcji wyświetlania:

a. Lewe okno pokazuje: typ rozwiązania, współrzędne (XYZ, BL w dwóch

formatach, wektor VRS  punkt w dwóch formatach) i informacje statystyczne.

b.

c. Prawe okno graficzne pokazuje informacje o odbieranych sygnałach z satelitów:

wielkości SNR (sygnał/szum) dla odbiornika (rover) i VRS (baza) w różnych konfiguracjach, rozkład satelitów na nieboskłonie, wielkość wektora VRS

punkt. Z trzech warstw interesuje nas L1.

(5)

_______________________________________________________________

5 d.

e.

f.

(6)

_______________________________________________________________

6 g.

3. W ‘Options’ ustawiamy:

a. W pierwszej zakładce ‘Setting1’:

b.

c. W drugiej zakładce ‘Setting2’:

(7)

_______________________________________________________________

7 d.

e. W trzeciej zakładce, formaty wyjściowe (‘Output’) wybieramy wysokości geodezyjne i model geoidy oraz zaznaczamy, że chcemy mieć w raportach nagłówek (Output Header).

f.

g.

(8)

_______________________________________________________________

8 h. W zakładce ‘Positions’ wybieramy:

i.

j. Akceptujemy ‘Options’ czyli ‘OK.’

4. Ustawiamy parametry wejściowe (przycisk ‘I’):

a.

b. Wybieramy opcje przesyłania współrzędnych przybliżonych i zaznaczamy, że interesuje nas rozwiązanie baza (VRS)  rover, oraz opcje: dla ‘rover’ Serial (odbiornik), dla bazy VRS z serwera, tutaj ASG-EUPOS, przesyłanego przez NTRIP:

c.

d. Dla ‘Serial’ musimy ustawić opcje przesyłania ‘Opt’ (port przesyłania wybrany COM i szybkość) i wymagane polecenia ‘Cmd’ oraz ustawić format jako

‘Novatel OEM4’.

(9)

_______________________________________________________________

9 e. ‘Cmd’ możemy wprowadzić z podkatalogu \data plik oem4_raw_1hz.cmd

f.

g. Ustawiamy ‘Opt’ dla NTRIP Client, oczywiście wpisując swoje dane dostępowe do ASG-EUPOS:

h.

i. Jeżeli pracujemy na obszarach podsieci GPS/GLONASS i odbiornikiem z taką opcją to zalecane jest korzystanie z odpowiednich strumieni np.

MAZ_VRS_3_1, pamiętając o zmianie portu przesyłania (tu np. 2104) j. Podobnie ustawiamy ‘Cmd’ korzystając z podkatalogu \data, tym razem

wybierając plik oem4_rtcm3_1hz z tym, że z tego pliku usuwamy dwa wiersze:drugi i trzeci (trzeba włączyć edytowanie pliku).

(10)

_______________________________________________________________

10 k.

l. Potwierdzamy nasz wybór strumieni wejścia OK. (Input Streams) 5. Rezultaty pomiarów zapisujemy do wybranego pliku:

a.

b. Przykładowo:

c.

6. Monitorowanie pomiaru może odbywać się na wiele sposobów. Wyboru dokonujemy przyciskiem:

(11)

_______________________________________________________________

11 a.

b.

c. Przykładowo:

(12)

_______________________________________________________________

12 d.

7. Możemy też monitorować graficznie: przyciskiem ‘Plot’ – jest wiele opcji takiego monitorowania.

a. .

b. .

(13)

_______________________________________________________________

13 c.

d. Ustawienia częściowo możemy sprawdzić przeprowadzając test dla pojedynczej sesji w trybie nawigacyjnym (tu przykład z testów odbiornika Azus L1Static, stąd format zapisu dla tego odbiornika ‘Superstar II'):

e.

f.

(14)

_______________________________________________________________

14

III.

POMIAR odbiornikiem AzusStar++

1. AzusStar++ to odbiornik AzusStar+, w którym poprzez zmianę firmware jest możliwość odbioru sygnałów z GLONASS. Odbiornik taki ma kilka opcji (Set) do wyboru, na które trzeba się zdecydować przed pomiarem. Mamy do wyboru:

Pierwszy. 14 GPS L1 channels (to będzie po prostu AzusStar+)

Second. 12 GPS L1 channels + 2 SBAS L1 channels, Third. 10 GPS L1 channels + 4 GLONASS L1 channels Fourth. 8 GPS L1 channels + 6 GLONASS L1 channels

Fifth. 8 GPS L1 channels + 4 GLONASS L1 channels + 2 SBAS L1 channels Sixth. 10 GPS L1 channels + 2 GLONASS L1 channels + 2 SBAS L1 channels Seventh. 7 GPS L1 channels + 7 GLONASS L1 channels

Eighth. 14 GLONASS L1 channels

2. Zalecana opcja 4 (8+6).

3. Dla odbiorników Azus Star+, które nie mają opcji GLONASS, zalecanym strumieniem danych korekcyjnych z ASG-EUPOS jest NAWGEO_VRS_3_1

4.

5. Brak opcji GLONASS ogranicza możliwości łatwego otrzymywania rozwiązań jednoznacznych (typ ‘FIX’). Takie rozwiązanie otrzymamy jedynie przy dobrych warunkach do pomiaru (PDOP, brak przeszkód). Dla pomiarów produkcyjnych taka metoda nie ma zastosowania. To pomiar typowo GIS-owy.

6. Przykład pomiaru:

(15)

_______________________________________________________________

15 7.

8.

9. Niestety, dla pierwszego pomiaru rozwiązania typu FIX otrzymuje się zwykle po kilku minutach

(16)

_______________________________________________________________

16

10.

.

11.

(17)

_______________________________________________________________

17 12.

13.

14. Podgląd na Google Earth

(18)

_______________________________________________________________

18 15.

16. Zalecane jest też planowanie optymalnych okresów dla pomiarów. Tu przykład bardzo szybkiego otrzymania rozwiązania jednoznacznego (fix).

17.

(19)

_______________________________________________________________

19 18.

19.

(20)

_______________________________________________________________

20

20. .

21. Bardzo pomocnym jest monitorowanie RTK Monitor  Error/Warning. Pojawiają się tam wszelkie ostrzeżenia i informacje, np. o niejednoznaczności rozwiązań

(ambiguity), cyklach utraconych (cycle slips), przerwach itp.

22. Przykładowo (przerwy w odbiorze sat=17 i duże poprawki dla sat=23, który jest w zenicie a na antenie spora czapa śniegu ):

(21)

_______________________________________________________________

21

23. .

IV.

POMIAR odbiornikiem Azus L1Static.

1. Pomiar odbiornikiem Azus L1 Static (model z lat 2008-2009) wykonuje się według opisu dla Azus Star ze zmianą trzech parametrów

2.

(22)

_______________________________________________________________

22 3.

4. Ustawiamy w komputerze port COM, do które będziemy podłączać odbiornik na 9600 bodów (9600, 8, brak, 1, brak).

5. Pomiar można wykonać na kablu RS232 dostarczonym w komplecie z odbiornikiem pod warunkiem przestawienia przełączników suwakowych znajdujących się wewnątrz obudowy. Na płycie głównej odbiornika AZUS L1Static trzeba je ustawić w pozycji SERVICE. W tym celu należy odkręcić pokrywę przednią odbiornika i lekko odchylić aby był dostęp do przełączników, które są umieszczone na skraju płyty głównej. W starszych modelach z 2008 roku są one w środkowej części płyty i dostęp do nich może być

utrudniony. Może to wymagać częściowego wysunięcia płyty z prowadnic. Uwaga:

odbiorniki te nie posiadają już gwarancji producenta i ewentualne uszkodzenia elementów skutkują naprawą odpłatną.

6. Odbiornik AZUS L1Static łączymy z komputerem poprzez wybrany COM. Ustawienie transfer/pomiar jest obojętne (przycisk czarny).

7. Dla wykonywania dotychczasowych pomiarów statycznych oczywiście wymagane jest powrotne przestawienie przełączników suwakowych do pozycji NORMAL

8. Brak opcji GLONASS ogranicza możliwości łatwego otrzymywania rozwiązań jednoznacznych (typ ‘FIX’). Takie rozwiązanie otrzymamy jedynie przy dobrych warunkach do pomiaru (PDOP, brak przeszkód). Dla pomiarów produkcyjnych taka metoda nie ma zastosowania. To pomiary typowo GIS-owe.

9. W odbiornikach Azus L1Static rozwiązania FIX otrzymuje się po znacznie dłuższym okresie, rzędu kilku10 minut. Przyczyną tego jest głównie antena, wybrana do zasadniczego zastosowania, czyli pomiarów statycznych.

10. Przykład pomiaru:

(23)

_______________________________________________________________

23 11.

12.

13. .

(24)

_______________________________________________________________

24

14. .

15.

16.

(25)

_______________________________________________________________

25 17.

V.

PORADY PRAKTYCZNE

1. W odbiornikach Azus L1Static zalecane jest zastosowanie dłuższego kabla antenowego tak, aby odbiornik i komputer były w samochodzie terenowym. Dla formalnych kontroli ustawień wyjściowych wystarczy antena nawigacyjna – ma ją w komplecie wielu użytkowników Azus L1Static.

2. RTKLIB nie zawiera programów przeliczeń do krajowych układów współrzędnych. Do tego celu zalecane jest skorzystanie z komercyjnych programów krajowych (C-Geo, GeoKonwerter itp.).

3. Zastosowany w programie globalny model geoidy w postaci dyskretnej nie jest opisany ( Internal). Do wyboru są inne modele – wymagają one podania formatu. Mamy cztery do wyboru. Najodpowiedniejszy chyba to EGM2008-SE 1’x1’.

4.

(26)

_______________________________________________________________

26 5. EGM2008-SE 1’x1’ pobiera się ze strony http://earth-

info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm2008/egm08_wgs84.html 6. link http://earth-

info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm2008/Small_Endian/Und_min1 x1_egm2008_isw=82_WGS84_TideFree_SE.gz

7. Uwaga: Po rozpakowaniu plik bedzie zajmował 933MB. Wybierając ten model w zakładce ‘Options  Output  Geodetic należy równocześnie podać ścieżkę dostępu w zakładce Files  do rozpakowanego pliku

Und_min1x1_egm2008_isw=82_WGS84_TideFree_SE. Jeśli tej ścieżki nie podamy – będzie przyjęta ‘Internal’).

8. .

9. Dla tego formatu plik dla geoidy niwelacyjnej 2001 ma nazwę (only Poland) Und_min1x1_egm2008_isw=82_WGS84_TideFree_SE [GUGiK,2001].zip Trzeba też pamiętać, że program wykorzystuje jedynie depesze RTCM 1004 i RTCM 1012, czyli wysokości odnoszą się do ARP.

10. Dla testów innych niż tutaj przedstawiane, np. w nawiązaniu do jednej stacji

referencyjnej, jeśli jest ona odpowiednio blisko, może być potrzebny plik „Stations’

dla ASG-EUPOS. Niestety, nie ma takich oficjalnych informacji na stronie serwisu i na nasze potrzeby trzeba go tworzyć samodzielnie (tutaj ASG-

EUPOS_dla_RTKLIB.pos).

(27)

_______________________________________________________________

27 11.

12. Format danych dla RTKLIB jest specyficzny:

13.

VI.

UWAGI KOŃCOWE

1. Odbiorniki Azus są projektowane jako nisko-kosztowe, dla wyznaczania położenia punktów osnowy pomiarowej pomiarem techniką szybka statyczną bądź pół- kinematyczną (Stop-and-Go) z dokładnością równoważną odbiornikom droższym.

2. Głównym celem tej instrukcji jest przekazanie szerszej informacji o pomiarach w czasie prawie rzeczywistym. Po prostu nie wypada, żeby geodeta zajmujący się pomiarami satelitarnymi ograniczał się jedynie do rozpoznawania FLOAT i FIX z kontrolera.

(28)

_______________________________________________________________

28 3. W zasadzie tylko jednoczęstotliwościowe odbiorniki GPS/GLONASS nadają się do

pomiarów geodezyjnych w czasie prawie rzeczywistym (AzusStar+ w opcji GPS/GLONASS) z wykorzystaniem VRS.

4. Przedstawione tutaj procedury pomiarowe mają głównie cel edukacyjny dla użytkowników Azus-ów, tzn. intencją autora nie jest sugerowanie stosowania tych technik w pomiarach geodezyjnych. Przedstawienie tych technik było możliwe dzięki profesjonalnym, udostępnianym bezpłatnie, opracowaniom Japończyka p. Tamoji Takasu w najnowszej wersji jego programów. Poprzednie wersje nie dawały takiej możliwości.

5. RTKLIB jest na licencji GPLv3 General Public License z dostępem do biblioteki źródłowej. Zaawansowani w programowaniu użytkownicy mają więc możliwość modyfikacji tych programów.

6. RTKLIB zawiera, poza tutaj opisanymi: rtknavi i rtkplot, kilka innych, bardzo użytecznych programów, w tym wyrównania (postprocessingu). Możliwe jest więc korzystanie w szerszym zakresie niż tutaj opisany. To sugestia tylko dla użytkowników zaawansowanych w teorii pomiarów satelitarnych.

7. Zachęcam zainteresowanych tematem do przekazywania innych zastosowań pakietu RTKLIB. Możliwości jest bardzo dużo. Wskazane, żeby były one przekazywane w sposób jasny i, przede wszystkim, miały znaczenie praktyczne dla innych. Najlepsza forma to rodzaj instrukcji „krok po kroku” przekazywanych w ramach grupy

dyskusyjnej użytkowników odbiorników Azus.