Z PRAKTYKI
Piotr Pogorz elski
Systemy GNSS
w
oględzinach
miejsca zdarzenia
Wstęp
Globalny satelitarny system nawigacyjny - GNSS (Global Navigation Satellile System) należy rozumieć
jako ogólną nazwę globalnych systemów satelitarnych
wyznaczania pozycji (GPS-NAVSTAR, Glonass, Gali-leo) [1J.
Rozwój technikpomiarowych jestwynikowąpostępu technologicznego. Systemy satelitarne znajdują zasto-sowanienie tylko w nawigacji.Podstawowymodbiorcą ich usług jest geodezja, która wykorzystuje je,np. do zakładania imodernizacji osnówszczegółowych II i III klasy.Opracowanie to jest próbą popularyzacji wiedzy na temat GNSS oraz zainicjowania dyskusji na temat możliwościzastosowania go w technice kryminalistycz-nej przez wskazanie metod, które mogą być użyte w praktyce,optymalizującproces zbierania i opracowa-nia danych o dystrybucji przestrzennejśladówi sytuacji na miejscu zdarzenia.
Idea funkcjonowania systemów GNSS oraz możli wościadaptacji napotrzeby lokalizacji ujawnionych śla
dów na miejscuzdarzenia przedstawione zostaną na podstawie w pełni operacyjnego systemu GPS-NA-VSTAR.
GPS-NAVSTAR
Skrót GPS-NAVSTAR pochodzi od angielskiej na-zwy Global PositioningSystem - Navigation Signaf Ti -ming And Ranging. W Polsce ten system znany jest podnazwąsystemglobalnegowyznaczaniapozycji lub po prostu GPS. Zaprojektowany i skonstruowany w USA na zlecenie tamtejszego ministerstwa obrony operacyjniezostałwd rożo ny1 stycznia1995 roku jako system nawigacyjny dla armii amerykańskiej. Składa
się z trzech segmentów: kosmicznego, naziemnego iużytkownika .
Segment kosmicznyto konstelacja 32 satelitów po-ruszających się po sześciu niemal kołowych orbitach,
które nachylonesąpod kątem55° do równika,równo'
miernie rozmieszczone i oddalone od Ziemi ponad 20 tys.km.Satelita obiega Ziem ię w czasie11 godzin i58 minut, co w zestawieniu z ich ilości ą daje możli·
wość obserwacji co najmniej czterech satelitówz każ dego punktu na kuli ziemskiej.
Segment naziemny to stacje mon i to rujące, których zadaniem jest między innymi obliczanie dokładnych
PROBLEMY KRYMINALISTYKI273(3)2011
parametrów orbit oraz poprawki zegara atomowego.
Aktualnedaneprzesyłane są do komputerówpokłado wych poszczególnych satelitów,zawierająonei
nforma-cje indywidualne (właściwe dla danego satelity) oraz dotyczące pozostałych elementówsegmentu kosmicz
-nego.
Istotą działania systemu jest pomiarczasu dotarcia sygnału radiowego emitowanego przez segment ko
-smiczny (satelity)do anteny odbiornikana dwóchczę stotliwościach L1 - 1575,42 MHz i L2 - 1227,60MHz, co odpowiada długości fali 19,029oraz 24,421 centy-metra.Przesyłanydo użytkownika sygnał uzupełniony jest kodami C/A, P i zbiorem dodatkowych informacji nazywanych depeszą nawigacyjną,która zawiera mię dzy innymi poprawkę jonosferyczną, charakterystykę orbit satelitów GPS, dane dotyczące jakości sygnału oraz poprawkę zegarów pokładowych. Na podstawie prędkości rozchodzenia się fali elektromagnetycznej obliczonej jakoróżnicaczasu odebrania ramki danych i czasu jej nadania, możliwe jest obliczenie odległości odbiornika od satelitów (tzw.pseudoodległości). Takie
podejście do określenia współrzędnych ch
araktery-styczne jest dla metody kodowej wykorzystywanej po
-wszechnie na potrzeby nawigacji.Określeniepołożenia w trójwymiarowejprzestrzeni (3D) wymagadostępno ści sygnałuprzynajmniej z czterechsatelitów(określe
nieczterechpseudoodległości ),widocznośćtrzech ofe -ruje współrzędne płaskie (20). Dokładniejsze wyniki
dajemetoda fazowa,którejistotąjest pomiarróżnicowy
faz dla jednej lub obu dostępnych częstotliwości (L1,
L2).
System GPS przewiduje dwa poziomy dostępu,
a cojest z tymzwiązanedokładności- precyzyjny,dla siłzbrojnych USA i standardowy dlapozostałych użyt kowników. Sygnał ogólnodostępny może podlegać umyślnej degradacji celem zmniejszenia precyzji wy-znaczenia pozycji.ZakłócenieSA(Sefeclive Availabili-Iy), które zniekształcało poprawki zegarów satelitów oraz dokładnośćparametróworbit,decyzją rządu Sta-nów Zjednoczonych zostało wyłączone w maju 2000 roku [2J.
Dokładność określenia współrzędnych można zwiększyć, stosując metody pomiaru różnicowego.
Błędy propagacji sygnału z satelity do odbiornika eli-minowane są przez wykorzystanie danych różnico wych przekazywanych przez stację referencyjną,
k
t
rej położeniezdefiniowane jest określonymi zwysoką precyzją trójwymiarowymi współrzędnymi. Stacja ba-zowa oblicza poprawkęwyznaczenia pozycji na pod-stawie pseudoodległości , wykorzystując do tego celu własne, precyzyjnie wyznaczone współrzędne. Po-prawka transmitowana jest do odbiorników rucho-mych, wyposażonych w specjalny modem radiowy umożliwiający jej odebranie. Korekcję wskazania po-zycji umożliwia również system WAAS/EGNOS (WA-AS wykorzystywany jest w Stanach Zjednoczonych,
natomiast EGNOS w Europie, inne analogiczne syste-my to GAGAN w Indiach i MSAS w Japonii), który udo-stępnia poprawki z wykorzystaniem trzech satelitów geostacjonarnych. Szybkość wyznaczania pozycji z wykorzystaniem systemów satelitarnych (oprócz GPS w Europie funkcjonuje rosyjski GLONASS nato-miast UE jest w trakciewdrażaniaGalileo)wpłynęłana rozwój krajowych sieci stacji referencyjnych. W Polsce siećtaka funkcjonuje podnazwąASG-EUPOS (Aktyw-na Sieć Geodezyjna EUPOS) [3], jest ona jednocze-śnie częścią sieci europejskiej. Dane obserwacyjne zbieranesąz satelitów GNSS i transmitowane do Cen-trum Obserwacyjnego w czasie rzeczywistym. System składa się z równomiernie rozłożonych na obszarze kraju oraz państw sąsiednich stacji referencyjnych. Oferuje użytkownikom usługipozycjonowania oróżnej dokładności w czasie rzeczywistym (RTK) lub na po-trzeby post-processingu. Obecnie wykorzystywane są sygnałysatelitów GPS-NAVSTAR i Glonass zaliczane do GNSS-1, a wprzyszłości również Galileo.
Istnieją dwa podstawowe sposoby pomiarów z wy-korzystaniem systemów GNSS. Pomiar bezwzględny umożliwia wyznaczenie współrzędnych odbiornika w układzie, w którym zdefiniowane sąorbity satelitów GPS (WGS 84) odniesione dopoczątku układu (środka ciężkości Ziemi). Zaletą tej metody pomiaru jest wyko
-rzystanie tylko jednego odbiornika oraz szybkość. Wa-da tomała dokładność- rzędu kilku metrów. Odpowie-dziąnazakłócenia sygnału satelitarnego GPS jest me-toda pomiaru względnego. Zamiast współrzędnych X, Y, Z odbiornika wyznaczane są różniceLIX, LIY, LlZ po-między punktami pomiarowymi. Metoda ta wymaga użyciaco najmniej dwóch odbiorników.Jeden odbiornik ustawiony na punkcie o znanych współrzędnych pełni funkcję stacji referencyjnej, określając pozycję, która podlega ciągłym modyfikacjom. Dzięki określeniu róż nicypomiędzy współrzędnymirzeczywistymi aokreślo nymi na podstawie sygnałusatelitarnego obliczony zo-staje wektor błędu, który stanowi dane korekcyjne uwzględniane przez pozostałe odbiorniki. Określenie pozycji jest tym dokładniejsze im odległość od bazy (stacji referencyjnej) jest mniejsza. Jeżeli zawiera się w granicach kilkunastu kilometrów, uzyskać można do-kładność centymetrową. Na ostateczny wynik wpływa
70
szereg błędów między innymi:systemu, ośrodkai pro-pagacji sygnału, stosowanych technologii oraz apara-turowych (związaych z niewłaściwą geometrią konste-lacji satelitów). Precyzja wyznaczenia współrzędnych odbiornika zależna jest od rozmieszczenia obiektów,
których współrzędne są znane (satelity). Istotne jest, żeby ostrosłupy, których podstawą sąsatelity, a wierz-chołki zbiegają się w mierzonym punkcie, nie miały zbyt ostrych kątów. Satelity powinny być rozłożone po różnych stronach nieboskłonu. Geometryczną konste-lację satelitów opisuje współczynnik DOP iDitution ot Precisions, który dla wyznaczenia współrzędnych trój-wymiarowych (3D)określanyjest jako PDOP,jego defi-nicją geometrycznąjest odwrotność objętości ostrosłu pa mającego za podstawę cztery satelity wykorzysty-wane do określenia położenia wierzchołka (punktu na kuli ziemskiej). Wraz ze wzrostem objętości ostrosłupa PDOP jest mniejsze, a konfiguracja geometrii satelitów korzystniejsza. Warunki pomiaru bardzo dobre to PDOP z zakresu 1-3, dobre 4-5, słabe6 (poniżej tej wartości pomiar nie jest zalecany).
Techniki pomiarowe
Klasycznym sposobem jest pomiar statyczny pole-gający na obserwacji minimum czterech satelitów za pomocą dwóch odbiorników zlokalizowanych nad punktami pomiarowymi przez okresokoło30 minut. Ta-ką metodęstosujesiędo budowy i modernizacji geode-zyjnych osnów szczegółowych i pomiarowych z do-kładnością horyzontalną5 mm
+
1 ppm.Odmianą pomiaru statycznego jest last stetic (sta-tyczny szybki) oferujący dokładność 10 mm + 1 ppm (odległość pomiędzy punktami musi być mniejsza niż 15 km) przy sesji obserwacyjnej 5-10 minut. Jeden od
-biornik umieszczony jest w punkcie odniesienia, nato-miast pozostałe wykonują pomiary, przemieszczając się na poszczególne miejsca pomiaru.
Pomiary kinematyczne stop and gowymagają inicja-lizacji pomiarów oraz utworzenia stacji referencyjnej, którą wykonuje się przez ustawienie odbiornika na punkcie o znanych współrzędnych irejestrację krótkiej sesji obserwacyjnej. Pomiary wykonywane są tym sa-mym odbiornikiem. Czas potrzebny do uzyskania po-prawnego wyniku wynosi ok. 10 minut, zdokładnością rzędu 1-2 cm + 1 ppm. W przypadku utraty łączności z satelitami konieczna jest ponowna inicjalizacja po-miaru.
Najnowocześniejszą techniką pomiarów w czasie rzeczywistym jest pomiar kinematyczny bezpośredni (Real Time Kinematic - RTK). Inicjalizacja OTF (On--The-Fly) umożliwia praktycznie natychmiastowe wy-znaczenie położenia odbiornika mobilnego, używając do rozwiązania problemu nleoznaczonoścl pomiarów
fazowych poprawki pseudoodleglości i danych z po-miaru faz L1, l2 przesłanychze stacji referencyjnej. Dane referencyjnemogą byćtransmitowane z wykorzy-staniem fal krótkich,technologii GSM/GPRS , CSD lub fal z zakresu UKF (ang. VHF). Dokładność metody RTKlOTFokreślićmożna na 1-2 cm+ 1 ppm.
Wyko rzystan ie syst emó w GNSS
w trakcie oględzin miejsca zdarz enia
Kryminalistyka zdefiniowała szereg zasad obowią zującychw procesiewykrywczym jak również dotyczą cych samych oględzin. Część tych zasad zastosować można do wyboru metody utrwalenia śladów na miej-scu zdarzenia orazsporządzaniaszkiców i planów kry-minalistycznychz wykorzystaniemtechnik satelitarnych oraz systemówgromadzącychiudostęp n i aj ącychdane przestrzenne. Wszystkie onepraktyczniesię przenika-ją. Zgodnie z zasadą ekonomiczności siły iśrodki po-winny ściśle odpowiadać potrzebom wynikającym z rozmiaru zdarzenia.Czynności powinnyzostaćwyko
-nane sprawnie i szybko,zapewni aj ącobiektywizm. Od-powiedzią naformu łowane przez krymina li stykę zasa-dy oględzin jest zastosowanie pomiarów satelitarnych
opartych na systemie precyzyjnego pozycjonowania ASG-EUPOS [3].
Rozwiązanie musi umożliwiać odczyt współrzęd nych położenia punktów w czasie rzeczywistym oraz jak najkrótszy czas tego odczytu przy zachowaniu pre-cyzji centymetrowej.Założenia te spełnia metoda po-miarów różnicowychRTKlDGPS.
Serwisem ASG-EUPOS dostarczającym poprawek do obserwacji RTK jest NAWGEO [4].W trakcie pomia-rówróżnicowych eliminowane są błędyzegara satelity i odbiornika, orbit satelitów oraz opóżnienia jonosfe-ryczne i troposfejonosfe-ryczne. Duży wpływ na dokładność pomiaru ma otoczenie.Zmniejszenie dokładności mo-że powodować sąsiedztwo zwartych kompleksów le-śnych, ścian budynków,dużychzbiorników wodnych, li-nii wysokiego napięcia oraz, o czym już wcześniej wspominano,odległośćod stacji referencyjnej.Jako re-medium opracowane zostały poprawki powierzchnio-we.W celu wyeliminowanianiedogodności związanych między innymi z koniecznością posiadania drugiego odbiornika wyposażonego w modem dotransmisji po-prawek, który wykonuje serię obserwacji na punkcie o znanych współrzędnych i udostępnia dane odbiorni-kowi mobilnemu na potrzeby korekcji pomiaru, stacje referencyjne (stacjonarne) połączone zostały w sieć zarządzaną przez centrum obliczeniowe. Gromadzi ono dane z pojedynczychstacjireferencyjnych oraz ob-licza korekty obserwacyjne. Poprawka obliczona na podstawie obserwacji grupy stacji rozmieszczonych na danym obszarze nosinazwępoprawki powierzchniowej
PROBLEMYKAYMINALlSTYKI273(3)2011
ZPRAKTYKI
(inaczejsieciowej).Poprawki dystrybuowane przez ser-wis NAWGEOto: MAC(Master - Auxitiary
conce
oo
,
VRS (Virtual Reference Stadion), FKP(F/achenkorre-keurparametei).
Warunkiem skorzystania z wybranego rodzaju po-prawki jest podłączanie się do systemu, a następnie wybór punktu podmontowania (mountpoin~. Odbiornik terenowy wysyłado centrum obliczeniowego depeszę NMEA GGA(The National MarineE/ectron ies Associa-tion) z informacją owłasnej pozycji, natej podstawie zostają określane stacjereferencyjne, z którychbędzie korzystał. Tyle danych wystarczy do przesłania użyt kownikowi danych korekcyjnych w formacie RTCM (Radio Technica/ Commiston For Services), które za
-pewniają precyzję pomiaru w obszarze 5 km od prze-słanejinformacjiopołożeniu.
PoprawkaFKP wyznaczanajestw odbiorniku rucho
-mym na podstawie odebranego z sieci referencyjnej równania powierzchni charakteryzującego zmienność poprawki dlaokreślonegosatelity.W miejsce niewiado-mych podstawiane są współrzędn e przybliżone. Roz
-wiązaniem równaniasądane korekcyjne.
Obliczenie poprawki VRS wymaga danych pocho
-dzących z minimumtrzech stacji referencyjnych,które przesyłają wartośćpoprawekdo centrum ob liczeniowe-go, gdzie wyznaczanesą korekty pozycji przybliżonej. Oprogramowanieinstrumentupomiarowegona po
dsta-wie tych danych koryguje swoje położenie i ponownie wysyła do centrum.Poprawki obliczane są dla pozycji wirtualnej (przybliżonej), natomiast odbiornik mobilny
korzysta z nich jak ze stacji referencyjnej. Koncepcja MAC powstała w celu wyeliminowania niedogodności VRS wynikającej z konieczności wyznaczenia stacji wirtualnej.
Korzystając z poprawki MAC,użytkownik za pomo-cą odbiornika mobilnego odbiera obliczone przez cen-trum obliczeniowe poprawkizgłównejstacji referencyj-nejoraz pochodne do poprawek uzyskane na podsta-wieobserwacjipochodzącychz wyznaczonych według depeszy NEMA GGA stacji referencyjnych. Oprogra-mowanie sprzętu pomiarowego odpowiada za interpo-lację poprawki do określonej na wstępie przybliżonej pozycji.
Serwis NAWGEO dajemożliwośćwykonywania po-miarówznajwyższą dokładnością- w poziomielepsza niż 0,03m, natomiastw pionie niż0,05m.Wymagane jest,żeby użytkownik posiadałodbiornik dwuczęstotli wościowy (Ll/L2) ,co najmniej50-kanałowyzmożliwo ścią odbioru poprawek z wykorzystaniem radio-mode-mupracującegowpaśmie UKF o mocy 5-10W(jeżeli zostanie podjęta decyzja,że poprawki będą redystry-buowane w przydzielonym policji paśmie łącz n ości konwencjonalnej) lub modemu GSM/GPRS (protokół NTRIP). Odczyt informacji z fu n kcjonujących obecnie
systemów GNSS (GPS + Glonass w przyszłości sys-tem Galileo) oraz WAAS/EGNOS, obsługa poprawek powierzchniowych (RTCM wersja 3.x, RTCM wersja 2.3 + VRS, RTCM wersja 2.3+ FKP)i DGPS (RTCM
wersja 2.3).Odłącznaantenazewnętrzna, montowana
natyczce pomiarowej.Urządze n ie sterujące (rejestra
-tor), system operacyjny Windows CE z kolorowym
ekranem dotykowym VGA, odczyt i zapis na kartach
SD,pamięćRAM/ROM128 MB/1GBoraz oprogramo-waniesłużącedo pomiaru irejestracji wyników (tycze-nie,linia referencyjna,kalibracja,definiowanieukładów współrzędnych, import/eksport pomiędzy różnymi for
-matami). Komunikacjapomiędzy rejestratorem a
ante-nąoraz innymiurządzeniami zapośrednictwemportów USB i Bluetooth (co najmniej dwa porty szeregowe SPP). Temperatura pracy od -30°C do +650C, czas pracy na zasilaniu bateryjnym niemniejniż 12 godzin.
Czas inicjalizacjiok.15 sekund zpoprawnościąwyższą niż 99,9%. Dokładności wyznaczania pozycji w trybie kinematycznym/statycznym/DGPSnie gorszaniż
wyni-kająca z samychmetod pomiarowych.
Podczasoględzin miejsca zdarzeniai zabezpiecza-niaślad ów mog ązaistn ieć warunki, któreuniemoż l iwią bezpośred ni pomiar instrumentemGNSS.Wtakiej s y-tuacjiwykorzystaćmożna metodęwcięćliniowych oraz dalmierzlaserowy (bezlustrowy),który komunikuje się
z rejestratorem GPS wykorzystywanym do pomiaru. Z punktu o znanychwspółrzędnychna podstawie
odle-głości i azymutu istnieje możliwość obliczenia współ rzędnych ujawnionego śladu . Pomiarodległości z
pre-cyzją ± 5 mm, kompasIinklinometr ± 2°. Zestawienie
wyposażenia(bez producentasprzętu) zawieratabela.
Prace przygotowawcze do oględzin z wykorzysta-niem systemów GNSS powinnyobej mowaćzapew
nie-niedostęp udo najaktualniejszychinajbardziej dokfad-nych danych kartograficznych,najlepiej w postaci cy-frowej (wektorowejlub rastrowej),które będą tłem dla
ujawnianych śladów. W technicekryminalistycznejna -noszenie sytuacji zastanej na miejscu zdarzenia na mapyjeststosowaneod dawna[5, s.30-31).Dy strybu-cja danych przestrzennych może odbywać się przez zainstalowanie wpamięci wewn ętrznej rejestratoralub z wykorzystaniem serwisów sieciowych funkcjonują
cych w sieci intranetowej policji lub udostępnianych
przez instytucje i urzędy państwowe, jak np. Główny UrządGeodezji i Kartografii.
Rozpoczyn ającpomiar miejsca zdarzenia (rozumia
-ny jako elementoględzin), wskazane jestsprawdzenie poprawn ośc i działa n ia wyko rzystywanego sp rzętu
przez ustawienie odbiornika na punkcie o znanych współ rzędnych . Poch odzi ć on może z ortofotomapy (odczyt współrzędnych punktumożliwego do i dentyfi-kacji w terenie), państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego (może to stanowić problem wynika
-72
Tabela
Zestaw ieniewyposażeniado pomiarusytuac jina miejscu zdarzenia orazopracowania wyników
Equipment formeasuringsituetiononcrimescene andanalysis otthe resu/ts
Lp. Nazwaurządzenia Liczba[szt.] 1 Odbiornikdwuczęstotl iwościowy(L1/L2) 2
wyposażonywmodemGSM/GPAS
2 AntenaGPS 2
3 Tyczkapomiarowa (domontaż uanten y) 1
4 Statyw oregulowanejwysokości(do 1
montażuanteny)
5 Rejestratorwraz zoprogramowaniem do 1
wykonywaniapomiaru
6 Dalmierz laserowy (bez lustrowy) 1 7 Oprogramowaniedoprackameralnych 1
umożliwiającesporządzanieszkiców
8 Drukarkakolorowa(najlepiej 1
wieloformatowa AO+)
źródło:opracowaniewłasne
RyC.1. Widok okna aplikacjiArcP adsłużącejdo pomiarówGNSS (dane podkładowe ,ortofotomapa Warszawy z cze rwca2008r.)
źródl e(ryc. 1-3):autor
Fig.1.View ottheArcPad application window,usedtor GNS S
measurements(base data, orthophotomap otWarsawot July 2008)
jący z potrzeby zapewnienia szybkości działania i do
-stępności zasobu dla policji). Średnia dokładność
wy-znaczenia punktu kontrolnego z wykorzystaniem
orto-fotomapy Warszawy wynosi 3 piksele, tj. 0,3 m [6].
Możliwe jest równieżporównanie odczytów pochodzą
cych z dwóch instrumentów. Różnicenie powinny prze
-kraczać założonej dokładności pozyskiwania danych
(w przypadku wykorzystania drugiego odbiornika za-pewniającego wyznaczenie pozycji z taką samą
do-kładnością), co wynika z przyjętej metody lub
wyzna-czenia punktu kontrolnego.
Zalecane jest, żeby oprogramowanie rejestratora
umożliwiało wizualizację podstawowych parametrów
mających wpływa najakość pomiaru:liczba satelitów,
tryb pracy (autonomiczne,DGNSS, float, fixed), współ
czynnik PDOP (nie większy niż 5),średni błąd współ
rzędnych wyznaczonego punktu oraz aktualnepołoże
nie odbiornika na tle danych referencyjnych - przykła
dowe okno aplikacji pomiarowej przedstawia rycina 1.
Antena w trakcie pomiaru powinnabyćumieszczona
centrycznie i poziomo nad mierzonym punktem,
W przypadku umieszczeniaanteny na tyczce
pomiaro-wej lub statywie wysokość jej posadowienia należy
zmierzyćprzed rozpoczęciem i pozakończeniu
pomia-rów.
Czynność określania współrzędnych powinna być
wykonywana jako ostatnia, ponieważ nie może znie
-kształcićujawnionegośladuprzed jego opisaniemi sfo
-tografowaniem. Położenie śladu, który zostanie
zabra-ny z miejsca zdarzenia,mierzy się , ustawiając antenę
w miejscu, w którym się znajdował przed zebraniem,
Wykorzystanie istniejącychdanych mapowych jakotła
pomiaru oraz wykonanego w pracach kameralnych
szkicu/mapy powoduje, że nie trzeba dokonywać
po-miaru wszystkich elementów otoczenia. W takiej
sytu-acji można ograniczyć się do zlokalizowania brakują
cych lub modyfikacji przebiegu ipołożenia elementów,
któresą wzajemnie niezgodne (różnica pomiędzy
ma-teriałem podkładowym a sytuacją rzeczywistą). Bark
danych referencyjnych wymaga wykonania pomiaru
wszystkich elementów otoczenia,któremająznaczenie
dla sprawy izostanąumieszczone na szkicu/mapie lub
planie właściwym. Wzajemne relacje obiektów oraz
otoczeniabędą wynikałyzesporządzonegokameralnie
materiału kartograficznego w pełni kartometrycznego,
również możliwa jest prezentacja z wykorzystaniem
wymiarowania. Oprogramowanie rejestratora umożli
wia reprezentację obiektów z użyciem następujących
typów geometrycznych:
• zerowymiarowe (typ geometryczny: punkt)
-współrzędne
x,
y(dodatkowawspółrzędnazopisu-jąca położeniew przestrzeni trójwymiarowej oraz
ewentualnie parametr m reprezentujący czas lub
inną cechę)- >X,y,z,m,
PROBLEMYKRYMINALISTYKI 273(3) 2011
Z PRAKTYKI
• jednowymiarowe (typ geometryczny:linia, polilinia)
- seria uporządkowanychparwspółrzędnych,
• dwuwymiarowe (typ geometryczny: poligon,
wielo-bok) - posiadają powierzchnię.
W trakcie pomiaru należy unikać zakryć horyzontu
wynikających z warunków otoczenia (budynki, drzewa,
tereny zalesione) oraz innych czynników mogących
mieć wpływnajakośćpomiaru (wymienione byływcze
-śniej),W takich przypadkach stosować należy domiary
z wykorzystaniem dalmierza laserowego, ustawiając
krzyż celowniczy wśrodku ujawnionego śladu lub przy
znacznych rozmiarach, wskazując zarys czy punkty
charakterystyczne (załamanialinii, obrys powierzchni).
Sposób ten podobny jest do pomiarów wykonywanych
ze stałych punktów odniesienia czy stałych prostych
odniesienia. Praktyka kryminalistyczna określiłaszereg
metod opisywania położeniaujawnionego śladu [7,s.
106--110], na potrzeby pomiarów technikami GNSS
można przyjąć następujące założenia:
•w przypadku śladu, którego powierzchnię można
określić (np. palmy,duże przedmioty), a długości
boków są większeoddokładności pomiaru, należy
określić lokalizacjęprzez ustalenie współrzędnych
punktów załamania stanowiących obrys (wykonu
-jąc większą liczbępomiarów w przypadku skompli
-kowanego przebiegu, np. łuki, żeby uzyskany
kształt byłjak najwierniej oddany);
• w przypadku śladu, dla którego ustalenie po
-wierzchninie ma znaczenia, natomiast istotny jest
przebieg irozciągłość (np. droga dojściaczy
odej-ścia sprawcy), przy spełnieniu warunku, że dłu
gość jest większa od dokładności pomiaru, lokali
-zację określamyanalogicznie jak w przypadku ob
-rysuśladówpowierzchniowych;
• wynikiemokreślenialokalizacjipozostałych śladów
będzie punkt stanowiący środek ciężkości.
Pomiary różnicowe w czasie rzeczywistym (RTK)
oraz serwis NAWGEOdzięki dokładności, którą
oferu-ją, wykorzystywane są w geodezji. W przypadku, gdy
praktyka wykorzystania systemów GNSS w
kryminali-styce udowodni,że dokładność kilkucentymetrowa nie
jest wymagana, a wyznaczenie pozycji metodami auto
-nomicznymi nie dość precyzyjne, można rozważyć
możliwość zastosowania pomiarów DGPS i serwisu
ASG-EUPOS, KODGIS [4]. Metoda ta polega na kodo
-wych pomiarach satelitarnych z wykorzystaniem
od-biorników jednoczęstolliwościowych (L1) i danych
ko-rekcyjnych docierającychznajbliższejstacji
referencyj-nej (w wersji rozszerzoreferencyj-nej jakośrednia ważona
popra-wek z kilku stacji),Obniży toznacząco koszty zakupu
instrumentów pomiarowych oraz ułatwi wykonywanie
pomiarów zdokładnościąna poziomie 0,25 m.
Sposób wykonywania pomiarów na miejscu zdarze -nia nieróżni się od opisanegowcześniejpomiaru RTK i serwisu NAWGEO.
Zabezpieczenie procesowe danych o położeniu
Opis lokalizacji śladu w protokole oględzin, niejest niczym nowym. Stosując satelitarne techniki pomiaru, opis słowny zawierający charakterystykę idefinicję re-lacji z otoczeniem zostaje uzupełniony położeniem bezwzględnym, charakteryzowanym współrzędnymi
B,
L, H
(szerokość i długość geograficzna, wysokość)oraz dokładnościąich wyznaczenia, zdefiniowanąjako
średni błąd wyznaczenia. W przypadku użycia dalmie-rza laserowegomożna podaćdodatkowe parametry jak azymut i odległość. Współrzędne punktów określone
z wykorzystaniem RTK, wyznaczane są w geodezyj-nym układzieodniesienia.
Parametry pomiaru oraz wykorzystanego sprzętu musząbyćzawarte w specjalnie opracowanym raptula-rzu tererowym (stanowiącym załącznik do protokołu oględzi n ) , który oprócz szkicu roboczego miejsca zda-rzenia zostanie uzupełnionyo numer (L.dz.), dane
do-tyczące wysokości anteny (w przypadku pomiaru ante-ną zamocowaante-nąna tyczce), metody pomiaru,typ ante -ny i instrumentu z podaniem numerów seryj-nych oraz
datęi czas początku/końca pomiaru czy wykaz śladów
wraz z numerami iwspółrzędnymi.
Pomiary z wykorzystan iem systemów GNSS z po-wodzeniem znajdują zastosowanie w geodezji i wielu innych branżach. Stosowane metody i rozwiązan ia
techniczne są opisane w wielu publikacjach nauko-wych, szczegółowo udokumentowane i powszechnie akceptowane. Powstało szereg definiujących sposób wykonania pomiaru wytycznych technicznych ,które są
swoistym przewodnikiem do tworzenia rozwiązań spe-cjalistycznych. Stosowane rozwiązania doczekały się
standaryzacji obejmującej formaty wymiany danych (np. poprawek), stosowane urządzeniai dokładności.
Przyrządy analogowe są zastępowanecyfrowymi
wy-korzystującymi opracowane, udokumentowane i znaj-dujące zastosowanie w praktyce metody techniki krymi-nalistycznej.
Oprogramowanie GIS (Geographic intormetion System) umożliwia import danych przestrzennych (na podstawiewspółrzędnych)isporządzanie na ich pod-stawie szkiców/map oraz planów wynikowych. Ko-rzystne jest zesławienie pomiaru miejsca zdarzenia (lokalizacji ujawnionych śladów) z innym materiafem kartograficznym pochodzącym z rejestrów państwo
wych jak np. mapy zasadnicze (skala 1 : 500-5000) , Topograficzna Baza Danych (TBD,odpowiadająca po-ziomowi informacyjnemu map topograficznych w skali 1 : 10 000),inne opracowania kartograficzne, np.
orto-74
fotomapa. Stanowiąc tło, obrazują otoczenie miejsca zdarzania. Istotnym parametrem charakteryzującym
dane referencyjne jest aktualność, szczególnie wi-doczna na ortofotomapie (ruch pojazdów , zieleń na szkicach/mapach sporządzanych w zimie). Dane te
zapewniają poprawność geometryczną obiektów
w prezentacji graficznej elementów przyrody ożywio
nej i sytuacji dynamicznejwłaściwejdla momentu wy-konania zdjęć lotniczych lub satelitarnych danego ob-szaru. Przykład wykonania szkicu na podstawie da-nych pomiarowych GNSS oraz ortofotomapy przedsta-wia rycina 2. Brak danych podkładowychtrzeba
zre-kompensować większą ilością pomiarów terenowych. Oprócz rozmieszczenia ujawnionych śladów należy określić położenie szczegółów topograficznych - ryci-na 3. Podstawowe symbole służące do wykonywania szkiców zawarte zostały w opracowaniu "Zestaw za-sadniczych umówionych znaków operacyjnych właści
wych dla komórek organizacyjnych Ministerstwa Spraw Wewnętrznych i Administracji oraz jednostek organizacyjnych podległychlub nadzorowanych przez Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji" [8,
s.252-275] .Dokument ten zawiera również metodykę
tworzenia nowych nieuwzględnionych w tej pozycji znaków [8,s.7-17] .
Wnioski
Pomiary satelitarne z powodzeniem stosowane są
w czasie oględzin prowadzonych na terenach otwar-tych.Duża dokładnośćwyznaczenia pozycjiiszybkość
wykonania jest ogromną zaletą zwłaszczaw przypadku
zdarzeńlubich skutkówobejmujących dużą przestrzeń
i wiele szczegółów wymagających określenia położe
nia. W zestawieniu z danymi kartograficznym isystemy GNSS dostarczają nowej jakości we wnioskowaniu na podstawie śladówiich rozmieszczenia. Precyzyjne in-formacje o rozmieszczeniu pojazdów zarejestrowane po zdarzeniu drogowym mogą posłużyćdo rekonstruk-cji jego przebiegu z wykorzystaniem programów kom-puterowych. Istotną cechąjest również uniezależnienie
od zmienności otoczenia gwarantujące powtarzalność
wyników, która jest wymagana przy, np. wizji lokalnej lub eksperymencie procesowym. Dane pozyskane na miejscu zdarzenia z wykorzystaniem systemów GNSS
należy postrzegaćw szerszym zakresie niżtylko utrwa-lenie położenia śladu. Jeszcze przed wykonaniem map/szkicówmogą posłużyćdo budowy i sprawdzenia pod względem poprawności przestrzennej wersji zda-rzenia.
Wadątakiego rozwiązania są dość dużekoszty za -kupu instrumentów pomiarowych oraz obsługa, która przynajmniej wpoczątkowym okresie wdrażania może sprawiaćproblemy.
-e :D
o
Olr;;
;: -<"
:D -< ;: Z ~r-~
2!~
!!1
Szkicmiejsca dokonania rozboju na osobie Adama K dnia 01.01.2010ogodz.13:00 wWarszawie u zbiegu ulic E.Plater i Aleje Jerozolimski e
Skala 1:1000
.A
': ) Miejscedokonaniarozboju
zs so
Opisśladówwprotokoleogl ęd zin ~
•
. 20
3Sporządził
Data:01.01,20 10
~
~
Ryc.2.Przykładowysz kic kryminalistyczny wykonanyzwykorzystan iemtechnologii GNSSiGIS(tło:ortototomapa) Fig. 2.Sampletorenstcsketchdraftedwithtneusa otGNSSand GIS techniques (backgroun d:orthophotomap)
N "C
!:=
'"
::;!
~~
'"
-I -< Ci
\
....
.
'
~:'l0
,
" , Mo.,...d...on.... ~l~""'\
- -00""'" ( l. lorn"•
D r,_n" !lld,nk• Sporządził: Dala:01.01.2010P\
~ ~.'"
SPO1 2~
\
/ ~~
\
~
.~ 3;+
...--
23:32'O~---f/),,'
~."
1 ~ _ 30.06•
I
Opisś
l
adów
wprotokoleog
lęd
z
in
I
Szkicmiejsca dokonania rozbojuna osobieAdama K... dnia01.01.2010o godz.13:00 w Warszawie u zbiegu ulicE.Plater i Aleje Jerozolimskie
Skala1:300
<9
C
f
Ryc. 3.Przykładowyszkic kryminalistycznywykona nyz wykorzystaniemtechnologijGNSSiGIS
Fig .3.Sample forensicsketchdrafted withtheuseof GNSS andGIStechniques
-e :Xl o lO r-m ;: -c
"
l1
;:z
~ r-iii ~ 2S~
~ ~s
Wybór konkretnej metody pomiaru musi zostać po -przedzonyanalizą dokładności stosowanych obecnie metod określania położeniaujawnionych śladóworaz testami różnychkonfiguracji sprzętowych.Wynikiem fi-nalnym powinno być opracowanie instrukcji i wytycz-nych, które sprecyzują sposób wykorzystania syste
-mów GNSS na miejscu zdarzenia oraz opracowania wyników.
BIBLIOGRAFIA
1. http://www.ptip.org.pl/auto.php?page=Encyclopedia& ercet (sprawdzono dnia 2010-04-18).
2. http://www.ngs.noaa.gov/FGCS/info/sans
_SAldocs/sta-tement.ntmt (sprawdzono dnia 2010-04-18).
3. http
://www.asgeupos.pl/index.php?wpg_type=sysCde-ser (sprawdzono dnia 2010-04-19).
4.http://www.asgeupos.pl!Jndex.php?wpg_type=serv&sub
=gen (sprawdzonodnia 2010-04-19).
5.Kozdrowski S.:Oględzinymiejsca zdarzenia ,część II, Dokumentowanie przebiegu j wyników oględzin, Wydawnic-two CSP,Legionowo 1991.
6. http://www .um.warszawa.pl/bgikl index .php?id =136
(sprawdzono dnia 2010-04-18).
7. Technika kryminalistyczna,W.Kędzierski[red.],tom 1, Wydawnictwo WSPol, Szczytno 2007.
8.Decyzja nr 13 MinistraSpraw Wewnętrznychi Admini-stracjiz dnia28 stycznia 2008 r.wsprawie wprowadzenia do
użytku "Zestawu zasadniczych umówionych znaków opera
-cyjnych właściwych dla komórek organizacyjnych Min
ister-PROBLEMY KRYMINALISTYKI273(3)2011
Z PRAKTYKI
stwa SprawWewnętrznychiAdministracji
oraz
jednostek or-ganizacyjnych podległychlub nadzorowanych przez Ministra
SprawWewnętrznychjAdministracji".DziennikUrzędowy Mi~
nistra Spraw Wewnętrznych i Administracji Nr 5 z dnia 18 kwietnia2008 r.
Streszczenie
Systemy nawigacyjne stosowanesąpowszechnie wżyciu co-dzienn ym i wielu gałęziach przemysłu .
Z
uwagi na precyzjęiszybkośćwykony wania pomiarówznalazłyszerokie zastosowa
-niezwłaszcza
w
geodezji.Artykułmaprzybliżyćproblematykęwyz naczaniapołożenia z wykorzystaniem systemów satelitar-nych,prezentująccharakterystykę, metody pomiaru oraz teore-tyczn e obszaryzastosowania,stanowiącstudium przyp adku na tematmożliwościwykorzystania wtechnicekryminalistycznej.
Słowa kluczowe: GPS, GLONASS, GNSS, oględziny,
oględzinymiejsca zdarzenia, szki ckryminalistyczny.
Summary
Navigationsystems arecommonlv used inaur everyday life aswe/l asin numerous industrialbranches. The systems are also commonly usedingeodesydue tothe precisionand relatively short time neededto make measurements.The essential aim oj the ariicleis to discussproblemsof determining position with the use oj sate/lite systems. lt presents their eharacteristies, discusses measuring methodsas well as various areas oj their application. It serves as a case study 0/1 possibilities of their
applicationto forensicsciencee
Keywords:GPS, GLONASS, GNSS, investigation ,crime scene investigation , forensiesketch,
