Centiméteres pontosság: RTK, vonatkozási rendszerek és miért térnek el a koordináták

A probléma, amit senki sem tud megnyugtatóan rendezni

Egy repülőtéren két felmérés készült ugyanarról a kifutópályáról, évek különbséggel, két hozzáértő vállalkozó által. Mindkettő centiméteres pontosságot jelez. A küszöbök több tíz centiméterrel eltérnek, és az egyik egy akadályt a határérték rossz oldalára helyez.

A szokásos reakció az, hogy az egyik vállalkozó hanyag volt. Ez szinte soha nem történik meg. Mindkét felmérés lehet belsőleg kiváló, és mégis eltérhetnek, mert a pontosság egy vonatkozási keretre vonatkozó állítás, és a két szám soha nem ugyanabban a keretben volt. Egy koordináta nem tény a világról. Ez egy tény a világról plusz a keretről, amelyben kifejezik, és ha a keret hiányzik, a szám nem ellenőrizhető.

Mit old meg az RTK, és mit nem

Az RTK úgy működik, hogy egy második vevőt helyez el egy ismert ponton a mozgó vevő közelében. Mindkettő ugyanazokat a műholdakat látja nagyjából ugyanazon a légkörön keresztül, így a GPS helymeghatározásban domináns hibák, nevezetesen a műholdpálya és órahiba, az ionoszférikus és troposzférikus késleltetés, mindkettőben közösek, és kioltják egymást a különbségben. Ami megmarad, az elég kicsi ahhoz, hogy a vevő fel tudja oldani a vivőhullámok egész számú hullámhosszát minden jelben. Ez a feloldás adja a centiméteres pontosságot .

Tehát az RTK kijavítja a bázis és a mozgó vevő közötti hibát. Egyáltalán nem foglalkozik a bázis hibájával.

Ez az a rész, amit kihagynak. Minden mozgó vevő pozíció a bázis koordinátája plusz egy mért vektor. Ha a bázis koordinátáját egy nemzeti hálózatból adták meg, a felmérés abba a hálózatba kerül. Ha a bázis autonóm módon átlagolta a saját pozícióját tíz percig, a felmérés oda kerül, ahová az átlag került, és a teljes adathalmaz mereven eltolódik ezzel az összeggel, miközben minden belső ellenőrzés továbbra is tökéletesnek tűnik. Két csapat azonos felszereléssel két olyan adathalmazt hozhat létre, amelyek mindegyike centiméter-konzisztens és méterekre van egymástól. Ez egy bázisprobléma, nem RTK-probléma.

Három szó, amelyek nem szinonimák

A terepi jelentések a precizitást, a pontosságot és a reprodukálhatóságot használják, mintha ugyanazt jelentenék. A gyakorlatban különböző kérdésekre válaszolnak, és csak az egyik az, amire egy repülőtérnek valóban szüksége van.

Egy felmérés, amely vízszintes pontosságot jelent anélkül, hogy megnevezné a kontrollt, amelyhez viszonyították, precizitást jelentett, és pontosságnak nevezte. Ez a megkülönböztetés a mérési pontosság egész tudományága, és ezért kötjük minden küldetést a repülőtéren felmért kontrollponthoz, nem pedig ahhoz, amit a bázisvevő eldöntött magáról.

A reprodukálhatóság az, ami a leginkább számít a változásészlelésnél. Ha az idei burkolatfelületet hasonlítja össze a tavalyival, egy stabil közös eltolás ártalmatlan, a zaj viszont nem. Ha egy akadályt ellenőriz egy védőfelülethez képest, az eltolás pontosan az, ami bajba sodorja.

A függőleges mindig a rosszabb szám

Minden felmérési specifikáció egy függőleges értéket idéz, amely rosszabb, mint a vízszintes értéke, és az arány feltűnően konzisztens a technológiák között. Ennek két oka van, és ezek összeadódnak.

A geometriai ok. A műholdak a vevő felett vannak, és soha alatta. A vízszintes megoldást az egész égbolton eloszló műholdak korlátozzák, míg a függőleges megoldást csak az egyik féltekéről. Ez az aszimmetria bele van építve a geometriába, és semmilyen átlagolás nem távolítja el.

A légköri ok. A troposzférikus késleltetés szinte teljes egészében függőleges hiba. Szinte közvetlenül a magasságba képeződik le, és csak gyengén a talajon lévő pozícióba, így a korrekció után fennmaradó részleg nagy része abba a számba kerül, amelyet egyébként is a legkevésbé bíz meg.

Aztán van egy harmadik ok, amely egyáltalán nem a műszerről szól, és ez az, ami valójában a vitákat okozza.

A vonatkozási rendszer probléma

Vízszintes: melyik keret, és mikor

A WGS84 az a keret, amelyet az ICAO a közzétett repülőtéri koordinátákhoz előír, és ez az előírás az oka annak, hogy mindenki alapértelmezés szerint összehasonlíthatónak feltételezi a koordinátákat. Nem azok, két okból.

Először is, a legtöbb nemzeti felmérési infrastruktúra nem globális. A nemzeti és regionális keretek, mint például az európai ETRS89 család, úgy vannak meghatározva, hogy a helyi tektonikus lemezhez képest mozdulatlanok maradjanak, így egy határjelző évtizedről évtizedre ugyanazt a koordinátát tartja. A globális keretek ennek az ellenkezőjét teszik. Követik a kéreg tényleges mozgását. Az ETRS89-et úgy határozták meg, hogy egybeessen a globális rendszerrel az 1989.0 korszakban, és együtt mozogjon az eurázsiai lemez stabil részével, ami azt jelenti, hogy a kettő azóta elválik egymástól a lemez mozgásának sebességével. Az egyikben lévő koordináta nem koordináta a másikban, és a rés nő.

Másodszor, ezért része a koordinátának egy korszak. Egy globális keretben egy mozgó lemezen lévő pozíció évente változik a tervezés szerint. A keret megadása a korszak nélkül olyan, mintha egy hőmérsékletet adnánk meg anélkül, hogy megmondanánk, Celsius-e. A szám teljesnek tűnik, de nem az.

Függőleges: az ellipszoidi magasság nem emelkedés

Egy GNSS-vevő nem mér emelkedést. A matematikai ellipszoid feletti magasságot méri, amely egy sima felület, amelyet az egész bolygóra illesztettek, és nincs fizikai jelentése egy adott repülőtéren. Az emelkedés, ahogy egy repülőtér használja, ortometrikus magasság, a geoidtól mérve, attól a felülettől, amelyen a víz a gravitáció hatására megnyugodna.

A kettő különbsége a geoidunduláció, és a köztük való átváltáshoz geoidmodellre van szükség. Az ellipszoidi magasság mínusz a geoidunduláció adja az ortometrikus magasságot. Az unduláció nem kicsi, országon belül változik, és a különböző geoidmodellek eltérő válaszokat adnak ugyanarra a pontra.

Tehát egy felmérés adhat egy magasságot, amely centiméter-pontos ellipszoidi magasságként, de nem az az emelkedés, amelyet a repülőtéri térkép használ. Ez nem peremfeltétel. Az ICAO előírja a geoidunduláció mérését és jelentését a repülőtéri és küszöbemelkedés mellett pontosan azért, mert az átváltás az a lépés, ami elromlik. Egy függőleges vonatkozási rendszer egy választás, amit valaki meghozott, és le kell írni.

Mitől lesz egy felmérés használható

Itt a különbség egy olyan szállítmány között, amelyet jövőre össze lehet hasonlítani, és egy olyan között, amelyet nem.

Bármely hiányzó sor a felmérést képpé változtatja, nem méréssé. Még mindig jól néz ki. Csak nem lehet vitatkozni vele, nem lehet védeni egy hatóság előtt, vagy összehasonlítani az azt követő felméréssel.

Mit tegyünk a specifikációba

Amikor geodéziai felmérési munkát rendel meg, nevezze meg a keretet a pontosság helyett. A pontosság keret nélkül érvényesíthetetlen, és minden vállalkozó teljesíteni fogja.

Adja meg a vízszintes keretet, annak realizációját és azt a korszakot, amelyben az eredményeket kéri. Adja meg a függőleges vonatkozási rendszert és a pontos geoidmodellt verzióval együtt. Követelje meg, hogy a használt kontrollt nevezzék meg a jelentésben, hogy az a repülőtéren legyen, és hogy ugyanaz a kontroll legyen legközelebb is. Kérje a vízszintes és függőleges pontosságot két számként, megadott megbízhatósági szinten, soha ne egy kombinált számot. És kérje a nyers megfigyeléseket is, nem csak a feldolgozott koordinátákat, hogy egy jövőbeli vállalkozó újra feldolgozhassa azokat bármely akkor aktuális keretbe.

Egyik sem egzotikus. Ez a térbeli vonatkozás deklaráció szokásos tartalma, és semmibe sem kerül a pályáztatáskor. Csak akkor drága, ha hiányzik, és valakinek évekkel később kell rekonstruálnia egy fájlnévből.

Ezt az operatív oldalon is tesszük. Egy kapcsolat nélkül repült felmérésnek is szüksége van arra, hogy a bázisát valódi kontrollhoz kössék, ami része annak, hogy a repülőtér internet nélküli ellenőrzése inkább munkafolyamat-kérdés, mint hardverkérdés. És amikor a kimenet egy akadálymentesítési értékelés, ahol egy áthatolást a magasság dönt el egy meghatározott felület felett, a keret nem papírmunka. Ez a válasz.

Két felmérés, amelyek eltérnek, általában nem vita a kifutópályáról. Vita arról, hogy valaki melyik bolygóméretű vonatkozási felületet választotta, évekkel korábban rögzítve olyan emberek által, akik mindegyike feltételezte, hogy ez nyilvánvaló. Írja le, és az eltérés eltűnik.