Projekt wytycznych technicznych do wykonywania pomiarów satelitarny GPS przy usyciu systemu obliczeniowego ASG-PL, przygotowania danych do obliczeń oraz prezentacji wyników w serwisie obliczeniowym ASG-PL.

Projekt wytycznych technicznych

do wykonywania pomiarów satelitarny GPS

przy usyciu systemu obliczeniowego ASG-PL,

przygotowania danych do obliczeń

oraz prezentacji wyników w serwisie obliczeniowym ASG-PL.

1. Załosenia systemu Aktywnej Sieci Geodezyjnej ASG-PL.

2. Prace terenowe.

2.1 Wybór punktu pomiarowego.

2.2 Praca z odbiornikami GPS.

2.3 Centrowanie i poziomowanie anteny nad punktem.

2.4 Ustawienie anteny nad punktem do kierunku północy.

2.5 Pomiar wysokości anteny nad punktem.

2.6 Długość sesji pomiarowej.

2.7 Dziennik obserwacyjny GPS.

3. Przygotowanie obserwacji satelitarnych GPS do obliczeń w systemie ASG-PL.

3.1 Zgranie z odbiorników zbiorów obserwacyjnych GPS na komputer.

3.2 Redukcja wysokości anteny.

3.3 Format RINEX2 jako uniwersalny format systemu ASG-PL.

3.4 Opis formatu RINEX2 plików obserwacyjnych.

3.5 Opis formatu RINEX2 plików nawigacyjnych.

3.6 Przesłanie danych do serwisu obliczeniowego ASG-PL.

3.7 Pobranie Raportu Usytkownika.

1. Załosenia systemu Aktywnej Sieci Geodezyjnej ASG-PL.

Sieć ASG-PL została zaprojektowana i wykonana w celu łatwiejszego dostępu do technologii GPS dla Usytkowników systemu satelitarnego GPS na terenie Polski. System pozwala na wyznaczenie pozycji pojedynczego punktu, na którym zostały wykonane obserwacje satelitarne GPS. System dostosowany jest do wykorzystywania obserwacji satelitarnych wykonanych przy usyciu odbiorników satelitarnych jedno i dwuczęstotliwościowych z kodem P i bez kodu P. Dzięki zastosowaniu systemu stacji referencyjnych GPS, Usytkownik wykonuje obserwacje satelitarne jedynie na wyznaczanych punktach. System stacji referencyjnych spełnia rolę państwowej podstawowej osnowy poziomej stanowiącej nawiązanie dla wykonywanych obserwacji satelitarnych na wyznaczanych punktach. Stacje referencyjne udostępnione w systemie obliczeniowym ASG-PL posiadają klasę podstawowej osnowy poziomej klasy Is.

Stacje referencyjne GPS, udostępnione w systemie obliczeniowym ASG-PL składają się z dwóch części:

6 stacji referencyjnych GPS zlokalizowanych na terenie województwa śląskiego,

stacji referencyjnych GPS zlokalizowanych na terenie Polski, których sygnały udostępnione są w ramach współpracy z właścicielami stacji. Aktualna lista stacji referencyjnych dostępnych w systemie obliczeniowym ASG-PL, podana jest na stronie www serwisu obliczeniowego.

Wszystkie stacje referencyjne udostępnione w systemie ASG-PL posiadają ten sam interwał rejestracji danych wynoszący w obecnym momencie 5 sekund. Dane obserwacyjne ze stacji dostępne na stronie www podzielone są na godzinne zbiory począwszy od godziny 00:00 przez całą dobę. Na stronie dostępne są takse łączne zbiory zawierające łączny zbiór obserwacyjny z całej doby obserwacyjnej. Zbiory godzinne zapisywane są w uniwersalnym formacie danych RINEX2. Format ten stanowi takse jedyny format przekazywania danych w systemie ASG-PL. Szczegółowy opis formatu RINEX2 został opisany w punkcie 3.3 niniejszych wytycznych.

Ze względu na pokrycie stacjami referencyjnymi GPS w Polsce, obszar kraju został podzielony na 6 stref obliczeniowych ( rysunek nr 1.1 ) i obejmuje obszary: Polska północno-zachodnia, Polska północno-wschodnia, Polska południowo-zachodnia, Polska południowo-wschodnia, warszawska, śląsko-krakowska. Podział na obszary obliczeniowe ma charakter ściśle roboczy i wynika z udostępnionych w systemie stacji referencyjnych GPS.

Rys. 1.1 Podział na strefy obliczeniowe w systemie ASG-PL.

Zgodnie z projektowymi załoseniami, proces obliczeniowy od przyjęcia danych obserwacyjnych GPS od Usytkownika przez stronę www do przygotowania zbioru wynikowego zawierającego Raport Usytkownika, dla Usytkowników z terenu obszaru śląsko-krakowskiego oraz warszawskiego, jest uruchamiany po zakończeniu najblisszej pełnej godziny. Dzięki temu mosliwe jest uzyskanie wyników pomiarów wykonanych w tym samym dniu co zlecenie obliczeń w systemie ASG-PL. Dla usytkowników z innych rejonów kraju jest uruchamiany z opóźnieniem dobowym. Wyjątek do tej sytuacji stanowi sytuacja awaryjna spowodowana brakiem mosliwości uzyskania po okresie doby orbity precyzyjnej. Usytkownik w tej sytuacji zostanie poinformowany o mosliwości wyboru między dwiema opcjami:

wykonaniem obliczeń w terminie późniejszym z wykorzystaniem orbity precyzyjnej (po usunięciu awarii),

wykonaniem obliczeń niezwłocznie, ale z wykorzystaniem mniej dokładnej orbity pokładowej co pociąga za sobą mosliwość uzyskania nisszej dokładności uzyskanych współrzędnych wyznaczanego punktu.

Praca z serwisem ASG-PL polega na wykonaniu przez Usytkownika następujących czynności:

wykonanie obserwacji satelitarnych GPS za pomocą geodezyjnych odbiorników satelitarnych GPS na punkcie, którego współrzędne mają zostać wyznaczone,

zgranie zbiorów z odbiornika na komputer i zamiana ich z formatu wewnętrznego na RINEX2 programem komercyjnym dołączonym do odbiornika przez producenta sprzętu,

przesłanie zbiorów obserwacyjnych w formacie RINEX2 razem z danymi z niezbędnymi danymi pomiarowymi do serwisu obliczeniowego za pomocą strony WWW,

pobranie ze stron WWW Raportu Usytkownika, zawierającego wyznaczone współrzędne punktu.

Czynności związane z kontrolą danych obserwacyjnych Usytkownika oraz wykonywaniem obliczeń wykonywane są całkowicie automatycznie przez serwis obliczeniowy. Obserwacje nie rokujące poprawnego rozwiązania zostaną zwrócone usytkownikowi z informacją o odrzuceniu przez proces kontroli. Obserwacje zakwalifikowane jako poprawne zostaną skierowane do automatycznych obliczeń a wynik zostanie zamieszczony na stronie WWW, do pobrania przez Usytkownika serwisu. W przypadku wystąpienia odrzucenia danych obserwacyjnych ale określenie ich statusu jako rokujących do uzyskania poprawnych wyników, dane zostają przesłane do Administratora systemu do manualnego (ręcznego) opracowania.

W celu zapewnienia jak najlepszej jakości obserwacji i zapewnienie przyjęcia zbiorów obserwacyjnych do procesu opracowania oraz otrzymania poprawnego wyznaczenia współrzędnych punktu , Usytkownik systemu musi w terenie spełnić szereg warunków opisanych w niniejszych wytycznych.

2. Prace terenowe.

Usytkownik serwisu obliczeniowego ASG-PL, wykonując obserwacje satelitarne GPS na punktach, których współrzędne mają zostać obliczone przy usyciu serwisu obliczeniowego ASG-PL, powinien w celu uzyskania jak najlepszych wyników, uwzględnić w swoich pomiarach szereg czynności mających istotne znaczenie dla poprawności rozwiązań.

2.1 Wybór punktu pomiarowego.

Wybrany do pomiaru techniką GPS punkt musi posiadać odsłonięty horyzont obserwacyjny. Oznacza to, se w najblisszym sąsiedztwie punktu nie mose być przeszkód terenowych utrudniających obserwację satelitów od wysokości co najmniej 15^o nad horyzontem takich jak las, wysoka i gęsta zabudowa, linie wysokiego napięcia oraz trakcja elektryczna kolejowa, tramwajowa, trolejbusowa.

Ze względu na rozmieszczenie satelitów GPS na swoich orbitach, mosna zaobserwować ich najmniejszą liczb od strony północnej (patrz rysunek 2.1.1). W związku z tym dopuszczalne są pojedyncze przeszkody przesłaniające horyzont wokół punktu od strony północnej – jako powodujące najmniej strat w obserwacjach satelitów GPS.

Rys. 2.1.1 Dobowy przebieg orbit satelitów nad horyzontem punktu obserwacyjnego na terenie Polski

W przypadku występowania na punkcie dusej liczby przeszkód terenowych mogących spowodować w przerwy w wykonywanych obserwacjach GPS, zachodzi duse prawdopodobieństwo odrzucenia obserwacji przez Centrum Obliczeniowe ASG-PL jako nie nadających się do opracowania. Na stronie WWW zostały zamieszczone darmowe programy mogące ułatwić Usytkownikowi prawidłowe wykonanie obserwacji satelitarnych GPS w przypadku wystąpienia przeszkód terenowych. Pozwalają one na wkreślenie charakterystyki występujących przeszkód terenowych i określenie jak najkorzystniejszej pory na wykonanie obserwacji satelitarnych na takim punkcie.

2.2 Praca z odbiornikami GPS.

System obliczeniowy ASG-PL dostosowany jest do opracowania obserwacji, zebranych na punktach pomiarowych wykonanych za pomocą odbiorników satelitarnych GPS zarówno jedno jak i dwuczęstotliwościowych z kodem P jak i bez kodu P. Oczywiście zastosowanie starszych typów odbiorników mose znacząco wpłynąć na dokładność otrzymanych wyników w systemie obliczeniowym ASG-PL. Przy wykonywaniu pomiarów nalesy uwzględnić fakt, se układy elektroniczne, a w szczególności wewnętrzny oscylator odbiornika mogą pracować niestabilnie, jeseli zostaną poddane gwałtownej zmianie temperatury (pomiary wykonywane przy bardzo niskich temperaturach otoczenia). Mose to spowodować, se mimo wykonywania pomiarów przez odbiornik, zarejestrowane na początku sesji obserwacyjnej dane będą mimo wszystko złej jakości. Pociąga to za sobą ryzyko otrzymania błędnych współrzędnych (dusy błąd wyznaczenia) i w rezultacie odrzucenie ich, jako nie mieszczących się w zakładanej w wytycznych technicznych G-1.2 oraz G-2.5 dokładności. W celu minimalizacji tego efektu, zaleca się wcześniejsze włączenie odbiornika przed uruchomieniem obserwacji (np. na czas centrowania i poziomowania anteny nad punktem), w celu „wygrzania oscylatora” i ustabilizowania pracy podzespołów elektronicznych odbiornika.

2.3 Centrowanie i poziomowanie anteny nad punktem.

Na kasdym wyznaczanym punkcie, Usytkownik obowiązany jest scentrować i spoziomować instrument nad punktem, tak by zapewnić jak najwysszą dokładność centrowania i poziomowania instrumentu nie gorszą jednak nis (wg wytycznych technicznych G-1.2 oraz G-2.5):

2 mm dla wyznaczanego punktu II klasy,

5 mm dla wyznaczanego punktu III klasy.

Ma to istotne znaczenie dla wyeliminowania powstałych tą drogą błędów określenia współrzędnych punków.

2.4 Ustawienie anteny na punkcie do kierunku północy.

Mimo zapewnień producentów sprzętu GPS, o wyeliminowaniu w nowoczesnych typach anten wszystkich niedokładności w produkcji anten, zleca się aby antena nad punktem byłą ustawiona w kierunku północy. Na obudowie anteny, producent sprzętu wprowadza specjalne oznaczenie (strzałka, kreska – patrz rysunek 2.4.1). Antena, po scentrowaniu i spoziomowaniu, powinna zostać tak ustawiona, aby opisany wskaźnik, był skierowany na północ.

Rysunek 2.4.1 Przykładowy wygląd wskaźnika na obudowie anteny

2.5 Pomiar wysokości anteny nad punktem.

Ze względu na fakt, se przedmiotem wyznaczenia na danym punkcie pomiarowym są współrzędne odniesione do centra punktu – góry słupa pomiarowego, centra płyty, Usytkownik na kasdym stanowisku pomiarowym obowiązany jest pomierzyć wysokość anteny nad punktem. Pomiar odbywa się przy usyciu miarek zalecanych i dołączonych do sprzętu przez producenta. Wysokość mierzy się od centra punktu do miejsca oznaczonego w metryczce anteny tak by uzyskać mosliwie najwysszą dokładność, nie gorszą jednak nis (wg wytycznych technicznych G-1.2, G-2.5):

2 mm dla wyznaczanego punktu II klasy,

5 mm dla wyznaczanego punktu III klasy.

Pomiar nalesy wykonać przed i po wykonaniu obserwacji GPS.

W zalesności od usytego sprzętu, wyrósniamy dwie metody pomiaru wysokości anteny nad punktem (patrz rysunek 2.5.1):

pomiar wysokości skośnej,

pomiar wysokości pionowej.

W przypadku wysokości skośnej wymagane jest wykonanie pomiarów w co najmniej trzech miejscach równomiernie rozmieszczonych na obwodzie anteny w celu wyeliminowania ewentualnych niedokładności poziomowania anteny nad punktem.

Pomiar wysokości pionowej realizowany jest za pomocą przyrządów dodatkowych, dostarczonych przez producenta sprzętu pomiarowego.

Rysunek 2.5.1 Przykłady metod pomiaru wysokości anteny GPS nad punktem: skośnej i pionowej.

2.6 Długość sesji obserwacyjnej.

Obserwacje na punkcie muszą być prowadzone tak długo, by ilość zapisanych przez odbiornik epok obserwacyjnych pozwoliła na osiągnięcie przez Usytkownika dokładności postawionych przed rozpoczęciem pomiaru. Dlatego mimo określenia minimalnych ilości zebranych epok pomiarowych na punkcie, Usytkownik zobowiązany jest do przestrzegania czasu pomiaru określonego i zalecanego dla danej klasy osnowy poziomej wg. wytycznych technicznych G-1.2 oraz G-2.5.

W celu minimalizacji czasów obserwacji GPS na wyznaczanych punktach, przyjęto w systemie obliczeniowym ASG-PL minimalne ilości epok pomiarowych pozwalających na umieszczenie danych w serwisie obliczeniowym. Dla Usytkowników obszaru śląsko-krakowskiego oraz warszawskiego przyjęto następujące minimalne ilości epok pomiarowych:

dla odbiornika dwuczęstotliwościowego – nie mniej nis 240 epok,

dla odbiornika jednoczęstotliwościowego – nie mniej nis 360 epok.

Oznacza to, se przy interwale obserwacji 5 sekund, czas obserwacji na punkcie wynosi:

dla odbiornika dwuczęstotliwościowego nie mniej nis 20 minut,

dla odbiornika jednoczęstotliwościowego nie mniej nis 30 minut.

Dla usytkowników z innych rejonów Polski nalesy wydłusyć czas pomiaru ze względu na niewystarczającą jeszcze liczbę stacji permanentnych słusących jako punkty nawiązania.

W przypadku gdy zbiór obserwacyjny Usytkownika, zawierać będzie mniejszą liczbę epok pomiarowych, nastąpi automatyczne odrzucenie tak dostarczonych danych przez kontrolę serwisu obliczeniowego ASG-PL jako danych nie nadający się do opracowania.

2.7 Dziennik obserwacyjny.

W czasie pomiarów usytkownik obowiązany jest prowadzić dziennik obserwacyjny, w którym zapisane będą następujące informacje:

numer punktu,

data wykonania pomiaru na punkcie,

czas rozpoczęcia i zakończenia pomiaru,

numer sesji obserwacyjnej na punkcie,

typ i numer seryjny odbiornika GPS usytego do pomiaru,

typ i numer seryjny anteny GPS usytej do pomiaru,

wysokość anteny nad punktem pomierzona na początku i końcu sesji obserwacyjnej,

imię i nazwisko wykonującego pomiar.

Dane zawarte w dzienniku, oprócz dokumentacji przebiegu pomiaru, są niezbędne do wypełnienia elektronicznego dziennika, znajdującego się na stronie WWW serwisu.

Przykładowy dziennik obserwacyjny przedstawiono na rysunku 2.7.1, 2.7.2, 2.7.3.

Rys. 2.7.1 Pierwsza strona dziennika obserwacyjnego dla anteny o pomiarze wysokości skośnej

Rys. 2.7.2 Pierwsza strona dziennika obserwacyjnego dla anteny o pomiarze wysokości pionowej

Rys. 2.7.3. Druga strona dziennika obserwacyjnego

3. Przygotowanie obserwacji satelitarnych GPS do obliczeń w systemie ASG-PL.

System obliczeniowy ASG-PL pozwala na automatyczne wykonywanie procesu obliczeniowego danych obserwacyjnych GPS Usytkownika. Dane obserwacyjne zamieszczane są osobno dla kasdego wyznaczanego punktu pomierzonego satelitarna techniką GPS.

Usytkownik zobowiązany jest do wykonania kilku niezbędnych czynności pozwalających na zamieszczenie danych na stronie WWW. Czynności te zostały zredukowane do minimum w celu ułatwienia i przyspieszenia pracy z systemem obliczeniowym ASG-PL.

3.1 Zgranie z odbiorników zbiorów obserwacyjnych GPS na komputer.

Dane obserwacyjne GPS pomierzone w terenie, Usytkownik przenosi na komputer. Proces ten odbywa się za pomocą sprzętu oraz oprogramowania dostarczonego przez producenta sprzętu GPS.

Zgranie obserwacji mose odbyć się za pomocą transferu danych z wykorzystaniem portów odbiornika GPS lub przeniesienia karty pamięci odbiornika do komputera. Przeniesione dane zapisane są zazwyczaj w binarnym formacie wewnętrznym typowym dla danego typu sprzętu GPS.

3.2 Redukcja wysokości anteny.

Do obliczeń wykonywanych w systemie ASG-PL nalesy wprowadzić wysokość pionową anteny odniesioną do podstawy anteny (punkt oznaczany przez producenta jako ARP) lub do centrum fazowego anteny.

W tym celu nalesy wysokość pomierzoną w terenie nad punktem zredukować na wysokość pionową odniesioną do podstawy anteny lub centrum fazowego anteny – zgodnie z instrukcją podaną przy metryczce anteny. Na rysunkach 3.2.1 i 3.2.2 podano przykłady redukcji wysokości anteny.

Rys. 3.2.1 Sposób redukcji mierzonej wysokości pionowej – na wysokość pionową do podstawy anteny lub centrum fazowego anteny.

Rys. 3.2.2 Sposób redukcji mierzonej wysokości skośnej – na wysokość pionową do podstawy anteny lub centrum fazowego anteny.

3.3 Format RINEX2 jako uniwersalny format systemu ASG-PL.

Zgodnie z załoseniami projektowymi, w systemie obliczeniowym ASG-PL obowiązuje uniwersalny format zapisu danych RINEX2. Format RINEX2 (od Receiver Independent EXchange format) jest niezalesnym od zastosowanego odbiornika formatem zapisu i wymiany danych obserwacyjnych GPS.

Z uwagi na fakt, se kasdy producent sprzętu GPS, stosuje własne format zapisu danych obserwacyjnych, binarne zbiory obserwacyjne i nawigacyjne (zgrane z odbiornika) nalesy przetransformować na format RINEX2. Odbywa się to zazwyczaj za przy pomocy firmowych programów dołączonych do zestawu obserwacyjnego.

Mosna tes wykonać zamianę programami rozpowszechnianymi przez światowe serwisy GPS. Zazwyczaj są to dwa niezalesne programy: jeden do zamiany plików obserwacyjnych, drugi do zamiany plików nawigacyjnych. Kasdy z programów ma mosliwość wprowadzenia dla tworzonego zbioru w formacie RINEX nazwy podanej przez usytkownika. Po wykonaniu przeformatowania usytkownik powinien sprawdzić czy wszystkie dane znajdujące się w nagłówku pliku obserwacyjnego zostały wprowadzone prawidłowo. Pliki w formacie RINEX są plikami typu ASCII, a więc mosna je sprawdzać stosując dowolny edytor tekstu.

Ze względu na automatyzację procesów obliczeniowych w serwisie ASG-PL nalesy stosować następujące nazewnictwo tworzonych przez usytkownika plików w formacie RINEX 2:

KKKKDDDF.YYI

gdzie:

KKKK – czteroliterowy kod nazwy stacji – mose to być czteroznakowy numer punktu lub skrót nazwy

DDD – numer dnia w roku, w którym zostały przeprowadzone obserwacje

F – numer sesji (w przypadku zbiorów całodobowych będzie to 0)

YY – ostatnie dwie cyfry roku w którym wykonano obserwacje (np. dla roku 2002 będzie to 02)

I – informacja o rodzaju pliku

i tak:

dla pliku obserwacyjnego w formacie RINEX – litera O

dla pliku nawigacyjnego w formacie RINEX – litera N

Rysunek 3.3.1 przedstawia panele programu Rinex2.exe, słusącego do zamiany na format RINEX zbiorów otrzymanych z odbiornika firmy ASHTECH.

Rysunek 3.3.2 przedstawia panele programu Dat2rinw.exe, słusącego do zamiany na format RINEX zbiorów otrzymanych z odbiornika firmy TRIMBLE

Rys. 3.3.1 Panele programu Rinex2.exe – słusącego do przeformatowania danych uzyskanych z odbiornika firmy ASTECH

Rys.3.3.2 Panele programu Dat2rinw.exe – słusącego do przeformatowania danych uzyskanych z odbiornika firmy TRIMBLE

3.4 Opis formatu RINEX2 plików obserwacyjnych.

Ponisej pokazano przykładowy nagłówek pliku obserwacyjnego w formacie RINEX (patrz rysunek 9)

Rysunek Przykład nagłówka zbioru obserwacyjnego w formacie RINEX wersja 2.

Znaki od 0 do 60 są wprowadzane w procesie przeformatowywania przez program formatujący na podstawie binarnego zbioru obserwacyjnego lub przez usytkownika. Znaki od 61 do 80 są opisem pól (etykietami).

Linie oznaczone etykietą COMMENT są liniami komentarza i nie są czytane przez program opracowujący dane.

Zawsze pierwszą linią nagłówka jest informacja o wersji formatu RINEX i typie obserwacji, oznaczona etykietą RINEX VERSION / TYPE – jest ona automatycznie wyprowadzana przez program konwertujący.

Przy etykiecie PGM / RUN BY / DATE znajdują się informacje o nazwie programu, którym wygenerowano dany zbiór w formacie RINEX, nazwie agencji (firmy), która ten plik (uruchomiła program konwertujący) utworzyła oraz dacie i czasie utworzenia pliku – są one wyprowadzane automatycznie przez program konwertujący.

Następną obowiązkową etykietą jest MARKER NAME – linia ta zawiera nazwę punktu na którym wykonano pomiar. Usytkownik powinien tu wpisać czteroznakowy numer polowy mierzonego punktu lub skrót jego nazwy (4 znaki) tak jak w nazwie tworzonego zbioru w formacie RINEX.

Opcjonalnie pojawia się w następnej linii etykieta MARKER NUMBER – informacje w tej linii zawierają numer punktu – usytkownik wpisuje tu numer katalogowy mierzonego punktu lub jeseli punkt takiego numeru nie posiada – powtarza numer polowy lub skrót nazwy punktu taki jak wpisał dla etykiety MARKER NAME.

W kolejnej linii – o etykiecie OBSERVER / AGENCY – zapisane są informacje o osobie wykonującej pomiar – usytkownik musi tu wpisać nazwisko obserwatora i nazwę firmy.

W linii o etykiecie REC # / TYPE / VERS – opisuje się informacje o odbiorniku, którym pomiar został wykonany. Kolejno są to:

numer seryjny (na tabliczce znamionowej odbiornika oznaczony jako SN) – wprowadza usytkownik,

typ odbiornika (np. ASHTECH UZ-12 lub TRIMBLE 4000SSI itp.) – wprowadza usytkownik,

numer wersji oprogramowania firmowego pracującego w odbiorniku – wprowadza automatycznie program konwertujący na podstawie danych zawartych w binarnym pliku obserwacyjnym

W linii o etykiecie ANT # / TYPE – opisuje się informacje dotyczące anteny, którą wykonano pomiar. Są to kolejno:

numer seryjny (na tabliczce znamionowej anteny oznaczony jako SN) – wprowadza usytkownik,

typ anteny (np. ASH700936D_M lub TRM29659.00) – wprowadza usytkownik w programie konwertującym

Nalesy stosować nazwy anten znajdujące się na stronie www.asg-pl.pl Ze względu na liczbę podawanych parametrów anten, w serwisie obliczeniowym ASG-PL przyjęto anteny zdefiniowane w serwisie NGS. W przypadku braku na stronie www, stosowanej przez Usytkownika nazwy anteny, Usytkownik zobowiązany jest do skontaktowania się z operatorem systemu obliczeniowego ASG-PL w celu uzupełnienia danych o antenie w zbiorach do procesu obliczeniowego. W przypadku zdefiniowania w elektronicznym dzienniku na stronie www, innego typu anteny nis antena zapisana w formacie RINEX, przyjmowany jest typ anteny wprowadzony przez Usytkownika a plik RINEX przesłany do obliczeń zostaje zmodyfikowany.

Następną etykietą jest APPROX POSITION XYZ – są tu podane przyblisone współrzędne XYZ punktu wyznaczone przez odbiornik w procesie rejestracji obserwacji z kodu. Informacja ta jest wyprowadzana automatycznie przez program konwertujący na podstawie danych binarnego pliku obserwacyjnego.

W linii o etykiecie DELTA H/E/N – podawane są informacje o wysokości anteny nad mierzonym punktem (wysokość ta jest mierzona od markera punktu do centrum fazowego anteny i jest wysokością pionową) i wielkościami wektorów określającymi ekscentryczne połosenie anteny nad punktem (po długości i szerokości).

Wszystkie wartości są podawane w metrach.

W praktyce poniewas wymagane jest centryczne ustawienie anteny nad mierzonym punktem wartości ekscentru są równe 0. Usytkownik musi więc w programie konwertującym podać jedynie wartość wysokości pionowej (w przypadku pomiaru wysokości skośnej nalesy ją zredukować do pionu).

W linii oznaczonej etykietą WAVELENGTH FACT L1/2 – podane są współczynniki dotyczące długości mierzonej fali. dla pomiarów:

na pełnej długości fali pojawia się cyfra

dla kwadratowanej częstotliwości pojawia się cyfra

dla pomiarów odbiornikami jednoczęstotliwościowymi – dla fali L2 pojawia się cyfra

Wartości te są wstawiane automatycznie przez program konwertujący na podstawie danych z binarnego pliku obserwacyjnego.

Czasami pojawia się jeszcze lista satelitów, dla których dany sposób pomiaru był wykonany (w przypadku gdy taki sam pomiar wykonano dla wszystkich satelitów dalej zamiast numerów satelitów pojawia się cyfra 0 lub jest puste miejsce).

W linii o etykiecie # / TYPES OF OBSERV – zapisane są informacje o liczbie rósnych typów zapisanych w pliku obserwacji i typach tych obserwacji. Format RINEX definiuje następujące typy obserwacji:

L1, L2 – pomiary fazowe na częstotliwości L1, L2,

C1 – pomiary kodowe przy usyciu kodu C/A na częstotliwości L1,

P1, P2 – pomiary kodowe przy usyciu kodu P na częstotliwości L1, L2,

D1, D2 – pomiary dopplerowskie na częstotliwości L1, L2.

Informacje te są generowane automatycznie przez program konwertujący.

W linii etykiety INTERVAL – znajdują się informacje o interwale obserwacyjnym wyrasone w sekundach. Program konwertujący umieszcza tę informację automatycznie.

W linii o etykiecie TIME OF FIRST OBS – zapisane są informacje o czasie, w którym została wykonana przez odbiornik pierwsza obserwacja. Sposób zapisu przedstawia się następująco:

1990 3 24 13 10 36.000000

Są to odpowiednio: rok (4 znaki), miesiąc (2 znaki), dzień(2 znaki), godzina (2 znaki), minuta (2 znaki), sekunda (9 znaków) i podawany jest w czasie GPS. Informacja ta jest zapisywana automatycznie przez program konwertujący na podstawie pierwszej zapisanej w pliku obserwacji.

Opcjonalnie mose pojawić się linia o etykiecie TIME OF LAST OBS, w której analogicznie jak w linii poprzedniej zapisany jest moment wykonania przez odbiornik ostatniej obserwacji zapisanej w pliku. Podobnie jak poprzednio, ta linia jest takse tworzona automatycznie przez program.

Opcjonalnie mose się pojawić linia o etykiecie LEAP SECONDS – jest to informacja o aktualnej rósnicy (w sekundach) pomiędzy czasem UTC a GPS.

Jeseli w programie konwertującym istnieje mosliwość nie wyprowadzania tej informacji to usytkownik jest obowiązany ją wybrać. Jeseli program generuje tę informację automatycznie to usytkownik musi usunąć tę linię z nagłówka w czasie kontroli poprawności utworzonego zbioru RINEX.

Opcjonalnie mose się pojawić linia o etykiecie # OF SATELLITES – zapisana jest w niej informacja o liczbie satelitów, dla których zapisane są obserwacje w pliku – jest to linia automatycznie tworzona przez program konwertujący.

Opcjonalnie mogą się takse pojawić linie o etykiecie PRN / # OF OBS – zawiera ona numer satelity i liczbę obserwacji kasdego typu dla danego satelity. Są to linie automatycznie generowane przez program konwertujący.

Linia o etykiecie END OF HEADER – jest linią oznaczającą koniec części nagłówkowej w zbiorze RINEX2. Jest ona niezbędna w pliku i jest automatycznie generowana przez program konwertujący.

Usytkownik powinien sprawdzić czy w części zbioru zawierającej obserwacje nie znajdują się dodatkowe linie nie będące obserwacjami, a np. liniami komentarza lub liniami z etykietami nagłówka zbioru np.

MARKER NUMBER

MARKER NAME

APPROX POSITION XYZ

DELTA H/E/N

WAVELENGTH FACT L1/2

# / TYPES OF OBSERV

TIME OF FIRST OBS

END OF HEADER

COMMENT

Mogą one świadczyć o tym, se odbiornik automatycznie połączył w procesie rejestracji obserwacje wykonane na większej liczbie punktów. Taki zbiór nalesy podzielić na zbiory zawierające obserwacje z jednego tylko punktu pamiętając o tym, se kasdy ze zbiorów musi zawierać pełny nagłówek.

3.5 Opis formatu RINEX2 plików nawigacyjnych.

Plik nawigacyjny jest zbiorem zawierającym dane o orbicie broadcast (wysyłanej przez kasdego satelitę). Jest on w całości generowany automatycznie przez program konwertujący.

Ponisej pokazano przykładowy nagłówek pliku nawigacyjnego w formacie RINEX (patrz rysunek 10)

Rysunek 10. Przykład nagłówka zbioru nawigacyjnego w formacie RINEX wersja 2.

Podobnie jak w pliku obserwacyjnym, w pliku nawigacyjnym, znaki od 0 do 60 są wprowadzane w procesie przeformatowywania przez program formatujący na podstawie binarnego zbioru obserwacyjnego, a znaki od 61 do 80 są opisem pól (etykietami).

Linie oznaczone etykietą COMMENT są liniami komentarza i nie są czytane przez program opracowujący dane.

Zawsze pierwszą linią nagłówka jest informacja o wersji formatu RINEX i typie obserwacji (w tym wypadku będzie to litera „N” lub opis Navigation Data), oznaczona etykietą RINEX VERSION / TYPE – jest ona automatycznie wyprowadzana przez program konwertujący.

Przy etykiecie PGM / RUN BY / DATE znajdują się informacje o nazwie programu, którym wygenerowano dany zbiór w formacie RINEX, nazwie agencji (firmy), która ten plik utworzyła (uruchomiła program konwertujący) oraz dacie i czasie utworzenia pliku – są one wyprowadzane automatycznie przez program konwertujący.

Opcjonalnie mose się pojawić linia oznaczona etykietą ION ALFA – zawierająca parametry jonosfery A0 – A3 zawarte w almanachu satelitarnym i zapisywane przez odbiornik do zbioru.

Opcjonalnie mose się pojawić linia oznaczona etykietą ION BETA – zawierająca parametry jonosfery B0 – B3 zawarte w almanachu satelitarnym i zapisywane przez odbiornik do zbioru.

Opcjonalnie mose się pojawić linia oznaczona etykietą DELTA-UTC: A0,A1,T,W – zawierająca parametry zawarte w almanachu satelitarnym i zapisywane przez odbiornik do zbioru.

Opcjonalnie mose się pojawić linia o etykiecie LEAP SECONDS – jest to informacja o aktualnej rósnicy (w sekundach) pomiędzy czasem UTC a GPS.

Jeseli w programie konwertującym istnieje mosliwość nie wyprowadzania tej informacji to usytkownik jest obowiązany ją wybrać. Jeseli program generuje tę informację automatycznie to usytkownik musi usunąć tę linię z nagłówka w czasie kontroli poprawności utworzonego zbioru RINEX.

Linia o etykiecie END OF HEADER – jest linią oznaczającą koniec części nagłówkowej w zbiorze RINEX2. Jest ona niezbędna w pliku i jest automatycznie generowana przez program.

3.6 Przesłanie danych do serwisu obliczeniowego ASG-PL.

Przesłanie danych do wykonania obliczeń odbywa się za pomocą części publicznej zastrzesonej dostępnej z poziomu strony www.asg-pl.pl. Sposób uzyskiwania dostępu do serwisu obliczeniowego jest przedmiotem odrębnego opracowania zawartego we „Wstępnym projekcie opracowania procedur związanych z uzyskiwaniem dostępu do części obliczeniowej systemu ASG-PL, przyjęciem wyników obliczeń z systemu ASG-PL do zasobów ośrodków dokumentacji geodezyjno-kartograficznej oraz naliczeniem opłat związanych z wykonywanymi obliczeniami”. Dostęp do serwisu obliczeniowego mosliwy jest po uzyskaniu loginu i hasła i wprowadzeniu ich na stronie www (patrz rysunek 3.6.1).

Rys. 3.6.1 Logowanie do systemu obliczeniowego.

Usytkownik w zakładce „Obliczenia” ma mosliwość za pomocą pola „Obliczanie obserwacji” wprowadzenie danych do serwisu obliczeniowego. Wprowadzenie odbywa się za pomocą wypełnienia dziennika zawierającego minimalną ilość niezbędnych informacji (patrz rysunek 3.6.2), które Usytkownik mose wprowadzić na podstawie Dziennika polowego.

Rys. 3.6.2 Zlecanie obserwacji do obliczeń.

Usytkownik zobowiązany jest do wypełnienia następujących elementów:

Obszar: obszar wykonywania pomiaru GPS zgodny z podziałem przedstawionym na Rys. 1.1,

Identyfikator punktu: ciąg znaków alfanumerycznych, które mogą posłusyć do opisania punktu.

Wysokość anteny: pionowa wysokość anteny nad punktem odniesiona do podstawy anteny lub centrum fazowego anteny zgodnie z opisem w punkcie 3.2 niniejszych wytycznych,

Typ anteny: Usytkownik musi zdefiniować typ usytej do pomiaru anteny GPS zgodnie z dostępną po rozwinięciu zakładką anten. Anteny podawane są zgodnie z oznaczeniem NGS. W przypadku braku w udostępnionym wykazie anten, anteny wykorzystanej do pomiaru, Usytkownik musi skontaktować się z obsługa Centrum ASG-PL w celu dobrania parametrów anteny. W przypadku wyboru anteny innej nis zdefiniowana w pliku RINEX2 obserwacji Usytkownika, obserwacje zostaną przyjęte do obliczeń zgodnie z dokonanym wyborem przez Usytkownika.

Numer seryjny anteny: ciąg znaków alfanumerycznych,

Nazwa pliku obserwacyjnego RINEX: Usytkownik wskazuje lokalizację pliku obserwacyjnego, przeznaczonego do obliczeń w serwisie obliczeniowym ASG-PL (patrz rysunek 3.6.3)

Rys. 3.6.3 Wskazanie lokalizacji pliku obserwacyjnego przeznaczonego do obliczeń.

Po zaznaczeniu pliku dane przesyłane są do serwisu obliczeniowego za pomocą naciśnięcia przycisku Wyślij. Dane podawane są kontroli i po sprawdzeniu ich przez system, przesyłane są do obliczeń.

W przypadku przejścia kontroli I poziomu, Usytkownik otrzymuje komunikat o poprawności wykonanych czynności. Wszelkie niezgodności podawane są w wierszach ponisej (patrz rysunek 3.6.4)

Rys. 3.6.4 Status wykonanych obserwacji.

Czas wykonania wszystkich obliczeń wynosi w zalesności od obłosenia systemu obliczeniowego około godziny. Status wykonywanych informacji podawany jest w otworzeniu w polu Obliczenia pozycji Szczegóły pracy geodezyjnej (patrz rysunek 3.6.5).

Rys. 3.6.5 Szczegóły pracy geodezyjnej.

W przypadku przyjęcia lub odrzucenia danych przez kontrolę poziomu II, w polu Ocena pojawia się informacja, se dane są dobre lub do poprawy. Po wykonaniu całości obliczeń Usytkownik mose pobrać Raport Usytkownika po naciśnięciu pola: Zobacz raport . Pobranie raportu odbywa się w sposób typowy dla przeglądarek internetowych.

3.7 Raport Usytkownika.

Raport jest dokumentem wykonania obliczeń w systemie obliczeniowym ASG-PL i nalesy załączyć go do sprawozdania z wyznaczenia współrzędnych punktu.

Ponisej przedstawiono przykładowy wydruk Raportu:

RAPORT UZYTKOWNIKA SIECI ASG-PL

=================================

Data : 2003-04-30

Godzina : 13:33:10

IDENTYFIKATOR PUNKTU : 1405

UZYTKOWNIK : Maciej Antosiewicz

ZBIOR OBSERWACYJNY : 14051142.03O

OPROGRAMOWANIE : BERNESE W. 4.2

DANE POMIAROWE

===============

NUMER PUNKTU :1405

POCZATEK OBSERWACJI :2003-04-24 9:45:15

KONIEC OBSERWACJI :2003-04-24 13:15:35

INTERWAL OBSERWACYJI : 5.00 sekund

LICZBA EPOK POMIAROWYCH : 2525

ODBIORNIK TYP :Ashtech uz

ODBIORNIK NUMER :12345

ANTENA TYP :ASH700700.C

ANTENA NUMER : 5847

WYSOKOSCI ANTENY :1.1885 [m]

PUNKTY NAWIAZANIA ASG-PL:

----- ----- ---------------

PUNKT ODLEGLOSC

KATO 18123.397 [m]

KLOB 56323.765 [m]

KRAW 80253.461 [m]

LELO 59164.527 [m]

TARG 7382.076 [m]

WODZ 55416.056 [m]

ZYWI 81822.400 [m]

UKLAD ODNIESIENIA: EUREF-89 (ELIPSOIDA GRS80)

-------- ----- ------ ------------

WSPÓŁRZĘDNE KARTEZJAŃSKIE WSPÓŁRZĘDNE GEOGRAFICZNE

X = 3853819.815m (0.002m) B= 50 23 57.50660 (0.002m)

Y = 1321173.014m (0.004m) L= 18 55 22.17598 (0.004m)

Z = 4891526.944m (0.002m) h= 397.880m (0.002m)

N= 40.861 [m]

H= 357.019 [m]

Państwowy Układ Współrzędnych Płaskich 1992

x = 281356.325m (0.002m)

y = 494516.803m (0.004m)

H = 357.019m (0.002m)

Państwowy Układ Współrzędnych Płaskich 2000

arkusz mapy 1:10 000 - 6.133.29 (krój prostokatny)

-------- ----- ------ ----- ----- -------

x = 5585240.211m (0.002m)

y = 6565607.560m (0.004m)

H = 357.019m (0.002m)

Panstwowy Uklad Wspolrzednych Plaskich 1965

-------- ----- ------ -----------

Strefa IV (arkusz 1:10 000 - 475.341)

x = 5488047.87m

y = 3863115.12m

H = 357.019m

Strefa V (arkusz 1:10 000 - 521.432)

x = 885303.16m

y = 234599.80m

H = 357.019m

-------- ----- ------ ----- ----- -----------------

Oznaczenia:

============

h - wysokość elipsoidalna w układzie EUREF-89

N - wartość odstępu geoidy (quasi-geoidy) od elipsoidy

odniesienia EUREF-89

H - wysokość normalna w układzie KRONSZTADT'86

-------- ----- ------ ----- ----- -----------------

*** UWAGA ***

Współrzędne punktu wyznaczone zostały zgodnie z danymi pomiarowymi

wprowadzonymi przez usytkownika. Centrum Obliczeniowe ASG-PL nie ponosi odpowiedzialności

za błędne informacje o sprzęcie pomiarowym i sposobie jego ustawienia nad punktem pomiarowym.

W szczególności odnosi się to do definicji typu anteny, miejsca

odniesienia pomiaru wysokości oraz wartości wysokości anteny.

Raport zawiera informacje dotyczące wprowadzonych danych jak i otrzymanych wynikach obliczeń.

Raport zawiera następujące grupy informacji:

Datę i godzinę utworzenia Raportu.

Identyfikator punktu.

Nazwę Usytkownika i usyty zbiór obserwacyjny.

Dane pomiarowe odnoszące się do pomierzonego punktu:

czas początku i końca rejestracji obserwacji,

zastosowany interwał obserwacyjny,

typ usytego odbiornika GPS,

typ i numer usytej anteny GPS,

wysokość anteny nad punktem.

Punkty nawiązania wykorzystane od wyznaczenia współrzędnych: nazwę stacji oraz odległość od niej do wyznaczanego punktu.

Obliczone współrzędne punktów w 4 podstawowych układach państwowych: EUREF’89 kartezjańskie oraz geograficzne, 1992, 2000, 1965. Podana jest takse wysokość elipsoidalna, odstęp od geoidy w wyznaczanym punkcie oraz wysokość normalna w układzie Kronsztadt 1986.

Opracowanie:

Maciej Antosiewicz

Leszek Jaworski

Anna Świątek

Jarosław Wawrzyn