RE: [Katastr] Měření GNSS

[<Pavel.Taraba AT cuzk.cz>]

Dobrý den,

pokusím se reagovat na oba příspěvky najednou a úplně, ale nejsem přítelem rozsáhlých slohových cvičení a tak si dovolím poznamenat jen několik postřehů:

-          zcela souhlasím s formulací Martina Rašky: „…nicméně to se již hodně hrabete uvnitř zápisníku měření a zkušenost mě přesvědčila o tom, že ne všichni kolegové se v technologii, kterou užívají, orientují. Z tohoto pohledu je bohužel asi silná a vyhláškou diktovaná kontrola nutností (byť to ty „zkušenější“ asi zdržuje nebo irituje).“

-          nesouhlasím s tím, že zcela dostatečným „nezávislým měřením“ je provedení dalšího měření v jiné síti permanentních stanic. I když spolehlivost takového postupu je vyšší, než když je opakované měření provedeno s využitím té samé sítě permanentních stanic, tak pokud jsou obě observace provedeny ve velmi blízkých časech, přesněji blízkém postavení satelitů, tak i když jsou využity dvě různé sítě permanentních stanic, získá se pouze jistota, že z obou sítí je vygenerována korektní  korekce (při RTK), nebo data pro postprocesing, ale v žádném případě se získá jistota, že výsledek obou měření není zatížen chybou (v tomto případě systematickou) způsobenou „zkroucením“ signálu z konkrétního satelitu, ke kterému došlo díky observačním podmínkám na bodě, na kterém je měření prováděno (zákryt stromem, multipath způsobený konkrétním objektem, momentální vliv nějakého „vzdáleného“ atmosférického jevu, např. ionosférické čočky), tj. nedošlo k tomu, že „zkroucená“ pozice je korigována o korektní korekci.

-          aby se vyloučilo co nejvíce možných vlivů, které zejména u krátkých observací, snadno zapůsobí jako nezjištěná systematická chyba, je nutné zvolit takový postup, kterým se zajistí, že působení možných rušivých vlivů se neprojeví systematicky, ale bude mít náhodný charakterem. U GNSS je to zcela jednoznačně zajištěno požadavkem na nejméně dvojici observací, provedených při  dostatečně změněné konfiguraci satelitů, nebo nejméně tak dlouhou observační dobu, za kterou se konfigurace satelitů dostatečně změní. Pak tedy satelit stačí vyletět zpoza překážky, která způsobuje „zkroucení“ jeho signálu, změní se postavení satelitu vůči objektu, který způsobuje multipath a odražený signál se tak již neodrazí směrem k fázovému centru antény, apod. Současně při tom platí, že při opakování observace je měřič jaksi mimoděk donucen znovu postavit výtyčku na bod a „usvislit“ ji, tedy znovu zcentrovat a urovnat. Navíc se doporučuje při další observaci změnit výšku vysunutí výtyčky, čímž se předejde možnému vzniku systematické chyby ze špatného odečtení výšky antény nebo z překlepu při jejím zadávání do stroje (kontroléru).

-          refrakční působení na signál ze satelitu, který je od antény vzdálen 23 tis. km, má úplně jiný charakter než u úzkého paprsku elektronického dálkoměru, kterým se cílí na hranol (cíl) vzdálený jen několik stovek (spíše desítek metrů). Refrakce v přízemních vrstvách může být i značná, ale na typicky měřené vzdálenosti zpravidla nedokáže způsobit chybu přesahující jednotky centimetrů. Naproti tomu u signálu ze satelitu se můžeme pouze dohadovat, co se tak asi zrovna v atmosféře se signálem vlastně děje. Ani nejlepší atmosférický model se nemusí vždy dostatečně shodovat s momentálními atmosférickými podmínkami. Celková refrakce pak dokáže signál „zkroutit“ o neznámý počet celých vlnových délek nebo způsobit fázový skok o jehož hodnotě (velikosti) nic nevíme, u krátké observace ani nejsme schopni dopátrat se, zda konečný výsledek byl z toho důvodu „zkroucen“ zrovna o méně než 5, 10, 25, 75, 150 …cm, a jsou-li dvě krátké observace provedeny rychle za sebou (i třeba na dvě různá síťová řešení), pak momentální refrakční působení se v nich projeví systematicky.

-          zatímco u terestrických měření po zacílení dalekohledu hned vidím, že na bod o známých souřadnicích nevidím nebo vidím špatně a mám šanci vizuru/záměru, pročistit, u GNSS je  taková činnost dosti úsměvná (pokud se nejedná o vyklučení blízkého roští, které jednoznačně převyšuje horizont fázového centra antény).

-          zatímco u terestrických metod je možné získat nezávislé měření osnov směrů a délek např. tím, že před opakovaným měřením alespoň „kopnu“ do stativu, znovu urovnám a zcentruji stroj a znovu tedy cílím a odečítám (a v případě přesnějších prací měřím délku v režimu „tam i zpět“), u GNSS taková možnost prostě není.

-          myslím, že po přečtení dokumentu, který Ing. Blábol připojil ke svému podnětu, a který vznikl jako pracovní pomůcka pro rezortní pracovníky, aby se lépe orientovali v problematice posuzování jim předkládaných výsledků, které vznikly využitím technologie GNSS, pozorný čtenář snadno pochopí, že důvodem jeho vzniku je především „kvalita“ výrobků, které jsou předkládány jako jednoznačně správné, „…protože byly přece určeny měřením GNSS!“ Myslím, že pozornému čtenáři, který nad svou prací přemýšlí, a mezi takové lze asi zařadit všechny, kteří do konference katastr přispívají, bude z těch důvodů docela smutno. Bohužel legislativně nelze nijak ošetřit situaci, že někdo přistupuje k používání sofistikovaných technologií s jistou dávkou přemýšlivosti a zdravé skepse a někdo jen zcela automaticky a bez přemýšlení a flexibility jen mačká knoflíky v naučených sledech.

-          nedovedu si představit legislativní parametry, které by dokázaly jednoznačně určit, že konkrétní „ještě ne úplně špatná“ konfigurace satelitů je na jednom místě v pořádku a na druhém již ne, neboť tam se vyskytuje konkrétní strom, který při konkrétní konstelaci satelitů způsobí problematický příjem signálu jednoho konkrétního satelitu, a už vůbec si nedovedu představit, jak by se toto mělo kontrolovat při ověřování výsledků, když od ověřovaného papíru na stole není možné na konkrétní místo dohlédnout a konkrétní situaci korektně posoudit.

-          i u terestrických měření platí „geodetická zásada“: „jedno měření = žádné měření“, která je v případě výsledků vkládaných do katastru nemovitostí zcela samozřejmě obsažena v katastrální vyhlášce, neboť body hranic (i vnitřních kreseb) mají být určeny jednou a vhodným způsobem ověřeny nebo určeny nezávisle dalším měřením.

-          bohužel stále ještě hodně přežívá názor o neomylnosti GNSS a při tom měření pomocí GNSS  je jen jednou z více možných měřických metod a k výsledkům je nutné přistupovat podle stejných zásad vyrovnávacího počtu a geodetických principů, jaké jsme si osvojili a zcela samozřejmě používáme v případě „klasických“ metod. Jsem přesvědčen, že určení souřadnic provedením jedné krátké observace GNSS má spolehlivost obdobnou jako určení délky jediným přiložením pásma, určení hodnoty úhlu z osnovy směrů změřené přístrojem bez elektronických kompenzátorů a pouze v jediné skupině o jedné řadě, nebo určení hodnoty převýšení z jediné záměry niv. přístroje.

-          domnívám se, že poslední úprava bodu 9 přílohy k vyhl. č. 31/1995 v maximální míře respektovala stupeň poznání a technologického vývoje v oblasti GNSS a IT technologií a odbourala tak mnohá již překonaná omezení („protivenství“), např. požadavek na časový odstup observací byl upraven ze „zcela bezpečných“ 3 hodin na „ještě dostatečně bezpečnou“ jednu hodinu, a umožnila u „méně důležitých“ měření použít, ovšem za konkrétních dalších podmínek, i výsledky, které jsou téměř na hraně věrohodnosti (viz např. body 9.7  - 9.9 přílohy).

-          ustanovení bodu 9 přílohy  k vyhlášce také nevynucuje provedení další observace GNSS, je na vyhotoviteli, aby se rozhodl, který pracovní postup je pro něj v daném případě nejvhodnější, zda 2x nezávisle dvěma nezávislými observacemi GNSS, nebo 2x nezávisle jednou měřením GNSS a podruhé jinou metodou, nebo jen jednou s tím, že výsledek byl nezávisle ověřen jiným vhodným postupem, např. zaměřením vhodných oměrných, křížových, nebo konstrukčních měr.

-          pokud přes všechny výhody, které GNSS přináší, se někomu nelíbí, že i u této technologie je potřeba při zeměměřických činnostech ctít geodetické zásady a principy, které se s naprostou samozřejmostí  uplatňují  při „klasických“ metodách, může svoje dilema snadno vyřešit tím, že GNSS využívat nebude, ale pokud ho využívá, je žádoucí, aby respektoval (stejně jako u jiných technologií) její objektivní vlastnosti a v zažitých pracovních postupech provedl takové úpravy, které budou respektovat odlišnosti použití GNSS od „klasických“ metod.

Zdraví

Pavel Taraba

P.S. Zejména ty čtenáře, kteří to dočetli až sem.

 

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

Ing. Pavel Taraba

Český úřad zeměměřický a katastrální

odbor řízení územních orgánů

Pod Sídlištěm 9

182 11  Praha 8

tel.: 28404 1235

email: pavel.taraba AT cuzk.cz

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

 

From: katastr-bounces AT fsv.cvut.cz [mailto:katastr-bounces AT fsv.cvut.cz] On Behalf Of Martin.Raska AT cuzk.cz
Sent: Monday, January 13, 2014 6:54 AM
To: katastr AT fsv.cvut.cz
Subject: RE: [Katastr] Měření GNSS

 

Dobrý den,

 

k uvedenému bych jen dodal, že z mého pohledu je zcela dostatečným „nezávislým měřením“ provedení dalšího měření v jiné síti permanentních referenčních  stanic nebo s využitím jiných družic (poprvé jen GPS, podruhé např. jen GLONASS). Možností pro provedení nezávislých měření je zcela jistě více, než je určuje příloha č. 9 vyhl. Č. 31/1995 Sb. Analogií s požadavkem na zcela jinou konfiguraci družic je spíše požadavek na připojení stanoviska při měření totálkou na body bodového pole a následné nové připojení na jiné body bodového pole. Dle mých zkušeností se nechá „chybné“ měření velice často odhalit sledováním parametrů RMS a SNR, nicméně to se již hodně hrabete uvnitř zápisníku měření a zkušenost mě přesvědčila o tom, že ne všichni kolegové se v technologii, kterou užívají, orientují. Z tohoto pohledu je bohužel asi silná a vyhláškou diktovaná kontrola nutností (byť to ty „zkušenější“ asi zdržuje nebo irituje).

 

Zdravím,

Martin Raška.

 

From: katastr-bounces AT fsv.cvut.cz [mailto:katastr-bounces AT fsv.cvut.cz] On Behalf Of Jiří Blábol
Sent: Thursday, January 09, 2014 10:27 AM
To: 'Katastr nemovitosti'
Subject: [Katastr] Měření GNSS

 

Dobrý den,

 

Dostal se mi do rukou „apel“ od ČUZK na způsob měření metodou GNSS. Tento materiál chápu a v podstatě odpovídá návodu na obnovu. Mám k tomu, ale jeden dotaz, který jsem zatím nikdy nepochopil a třeba někdo budete chápat lépe než já co tím autor chtěl říct.

 

V úvodu se píše:

Měření pomocí GNSS je pouze jednou z více možných měřických metod, kterou se určuje hodnota měřených veličin. U metod RTK to jsou souřadnice, u postprocesních metod hodnota vektoru, resp. jeho složek, souřadnicových přírůstků, u měření dálkoměrem délka, u měření teodolitem hodnota úhlů, u měření nivelačním přístrojem převýšení. I u měření GNSS platí, stejně jako u terestrických metod, že určí-li se hodnota měřené veličiny pouze jedenkrát, je třeba ji buď ověřit změřením vhodně zvolených oměrných nebo jiných kontrolních měr, nebo ji určit ještě alespoň jedním nezávislým měřením (viz § 81 odst. 8 katastrální vyhlášky), a to stejnou nebo i jinou metodou.

 

V případě, že bych chtěl dokazovat u terestrického měření stejným nezávislým způsobem správnou polohu zaměřených podrobných bodů, tak tím určitě není dvojí změření téže délky od stanoviska tím samým el opt. Dálkoměrem. Co tím myslím. Zatím co u GNSS si dal někdo práci s megavzorcem pro určení opravdu nezávislého zaměření bodu, tak pro klasické měření nic takového neplatí a postačuje například oměrka, proč tedy nestačí oměrka nebo výběrová kontrol pro měření GNSS?

 

Měření GNSS samozřejmě není super bezchybné, ale to není ani to „klasické“ . Při hojném používání GNSS měření v naší firmě jsme vypozorovali, ale jiný jev, který by podle mě byl trochu užitečnější kontrolovat při měření pomocí GNSS. Asi většina geodetů mi dá za pravdu, že v posledních několika letech už převážně měří na nějakou síť pevných stanic CZEPOS, VRS-NOW, TOPNet . Tedy zaměřuje souřadnice v reálném čase bez následného postprocesingu. Při zaměřování jsem zjistil,  že víc než hodinový posun v kombinaci družic má vliv na jistotu měření tzv. Fixace, inicializace nebo obdobně nazývané stavy, kdy aparatura GNSS vypočte řešení a zafixuje ambiguity.  Několikrát se mi stalo, že jsem měl zafixováno, odchylky byly pár milimetrů, ale souřadnice měli nakonec posun o několik desítek cm. Ve všech těchto případech se vždy jednalo o chybu z vícecestného šíření signálu,  kdy aparatura vyhodnotila a zafixovala měření odražené od nějaké překážky protihluková stěn apod. Ve všech těchto případech byla chyba odhalena novu fixací na jiném místě zaměřované oblasti a zaměření několika bodů v překrytu.

 

Teď se vrátím k té nezávislé kontrole „klasického měření“. Podle mě jediná smysluplná kontrola tohoto měření, kterou návod ukládá je zaměření nějakého podrobného bodu z následujícího stanoviska (tento bod se v náčrtu podtrhává). To je totiž jediná alespoň troch nezávislá kontrola zaměření podrobného bodu při klasickém měření. Zajímavé je, že zde Návod ukládá povinnost provést pouze výběrovou kontrolu.

 

A teď zase zpátky ke GNSS. Nemělo by tedy větší význam registrovat u měření GNSS které body byly zaměřeny v rámci jedné fixace a tento balík bodů podobně jako klasické měření z jednoho stanoviska posuzovat. Například překrytem měření z jiného stanoviska nebo zaměřením nějakého jiného pevného bodu bodového pole v rámci jedné fixace apod.?

 

Na závěr proč to všechno píši J. V případě, že použiji měření GNSS v GP a jedná se o zaměření třeba stanovisek 4001--… nebo mezníky na vlastnických hranicích, tak mohu dodržet onu obskurní 100% kontrolu dvojího měření všech podrobných bodů dle vzorce pro nezávislost. Jenže mnohokrát děláme GP které vycházejí z našeho vlastního zaměření skutečných stavů ( továrny, komunikace atd), kdy jsou hranice pozemku stabilizovány obrubníky, betonovými zdmi atd. kde mnohdy ani není dost dobře možné provést měření toho samého bodu bez toho aniž bych ho dočasně označil alespoň barvou ( což by mi stavební firma asi nepoděkovala). Navíc žádný předpis mi neukládá povinnost provádět 100% kontrolu vlastního měření!

Představte si, že byste provedli klasické měření  totálkou  a následně byli nuceni tam přijet až budou jiné klimatické podmínky a celé to zaměřit znovu z jiných stanovisek. To je totiž srovnatelná kontrola nezávislého měření požadovaného předpisy pro měření GNSS v resortu.   

 

Hezký zbytek dne

 

 

 

Jiří Blábol