NUMERUS

Testy dokładnościowe programu GRUNT

Program był testowana z użyciem Pocket PC Asus A632 z procesorem 416 MHz oraz modułem GPS SiRF Star III. Urządzenie posiada interesujące rozwiązanie konstrukcyjne anteny, pozytywnie wpływające na osiąganą dokładność. Jest ona zintegrowaną z obudową, ale posiada możliwość odchylenia na zewnątrz i obrotu pod najlepszym kątem.

Do oceny dokładności pomiarów wykorzystano figury terenowe, których wierzchołki stanowiły punkty osnowy geodezyjnej o współrzędnych charakteryzujących się dokładnością lepszą niż 0.05 m.

Test nr 1

Rejon pomiaru to teren wiejski w powiecie piaseczyńskim woj. mazowieckiego. Wierzchołki figury terenowej dla której wyznaczono powierzchnię stanowiły stabilizowane punkty osnowy geodezyjnej zlokalizowane na poboczach dróg. Stworzono więc fikcyjną działkę ze znanymi współrzędnymi punktów załamania granicy.
Zastosowano pomiar punktowy każdego wierzchołka, przy czym współrzędne każdego z nich program uśrednił z 10 pomiarów elementarnych, wykonanych w interwale co 1 sek. Maskę elewacji oraz maskę sygnały satelitów ustawiono na wartości fabryczne modułu GPS, natomiast wyłączono oczywiście opcję Static Navigation.

Praktycznie bezbłędne wartości współrzędnych wierzchołków figury były znane z danych geodezyjnych. Możliwe więc było obliczenie uzyskanych odchyłek współrzędnych na poszczególnych punktach, jak również porównanie pomierzonej powierzchni z wartością wzorcową wynikającą ze współrzędnych geodezyjnych.

Nr punktuPomierzone współrzędneOdchyłki współrzędnych
XYdXdYdP
15773385.97510607.30.2-1.61.6
25773040.97511014.40.9-1.82.1
35772813.17511653.8-1.4-1.42.0
45773198.07512109.1-0.5-1.21.3
55773448.27511735.9-0.5-0.20.6
65773631.47511487.3-0.4-0.60.7

gdzie:
dX, dY - uzyskane różnice współrzędnych odniesione do katalogowych wartości geodezyjnych (w metrach)
dP - sumaryczna odchyłka współrzędnych - dP=pierwiastek (dX2+dY2)

Powierzchnia pomierzona - 65.97 ha
Powierzchnia faktyczna - 66.01 ha
Błąd pomiaru powierzchni - 0.04 ha (0.06%)

Długość boku 1-6 z pomiaru - 913.6 m
Długość boku 1-6 faktyczna - 914.5 m
Błąd pomiaru długości - 0.9 m

Test nr 2

Rejon pomiaru to miasto Konstancin-Jeziorna w woj. mazowieckim. Wierzchołki figury terenowej dla której wyznaczono powierzchnię stanowiły stabilizowane punkty osnowy geodezyjnej zlokalizowane na chodnikach ulic.
Podobnie jak poprzednio wykonano pomiar punktowy każdego wierzchołka figury, jednak ze względu na gorsze warunki GPS, które narzucał teren, zastosowano ostrzejszy reżim pomiaru dla zapewnienia dokładności. Mierzone punkty były zlokalizowane na dość wąskich ulicach, w sąsiedztwie budynków oraz drzew iglastych, co przesłaniało część horyzontu. W związku z tym zadano w programie wyliczanie współrzędnych z 10 pomiarów elementarnych oraz odrzucanie całej serii, jeśli któryś z pomiarów elementarnych odskakiwał ponad 4 m od średniej. Natomiast w konfiguracji modułu GPS ustawiono eliminację satelitów o elewacji mniejszej od 10o oraz satelitów dla których poziom sygnału jest niższy od 25 dB-Hz.

Nr punktuPomierzone współrzędneOdchyłki współrzędnych
XYdXdYdP
15771800.17506958.84.9-0.75.0
25771945.77507189.81.7-3.03.4
35771831.97507322.0-1.70.21.8
45771700.07507210.9-0.1-1.31.3

gdzie:
dX, dY - uzyskane różnice współrzędnych odniesione do katalogowych wartości geodezyjnych (w metrach)
dP - sumaryczna odchyłka współrzędnych - dP=pierwiatek (dX2+dY2)

Powierzchnia pomierzona - 4.50 ha
Powierzchnia faktyczna - 4.45 ha
Błąd pomiaru powierzchni - 0.05 ha (1.1%)

Długość boku 1-2 z pomiaru - 273.1 m
Długość boku 1-2 faktyczna - 276.7 m
Błąd pomiaru długości- 3.6 m

Powyższe testy nie stanowią podstawy do wnioskowania na temat dokładności pomiaru powierzchni z użyciem nawigacyjnych urządzeń GPS. Ich celem było sprawdzenie algorytmów numerycznych programu, a nie ocena dokładności systemu GPS w pomiarach bezwzględnych.
Błąd pomiaru powierzchni jest wypadkową błędów występujących na poszczególnych wierzchołkach figury geometrycznej i zależy od wielu czynników. Obok błędów pochodzących z systemu GPS istotne znaczenie ma jakość posiadanego modułu GPS, czułość używanej anteny, jak również tzw. warunki GPS w trakcie pomiaru. W wyniku kompilacji wszystkie błędy elementarne mogą się wzajemnie wzmacniać lub wzajemnie kompensować (tak jest najczęściej), co w każdym przypadku objawia się innym wpływem na powierzchnię mierzonego obszaru. Natomiast generalnie słuszna jest zasada, że im większy jest mierzony obszar tym mniejszy jest procentowy błąd pomiaru jego powierzchni.

Copyright© NUMERUS Wiesław Kozakiewicz www.numerus.net.pl