Global Positioning System Geograficzny System Pozycjonowania

Global Positioning SystemGlobal Positioning System Geograficzny System Pozycjonowania

Praktyczne zastosowanie GPSPomiar wielkości i kształtu obiektów poligonowych na

przykładzie gniazd w rębniach częściowych

Praktyczne zastosowanie GPSPomiar wielkości i kształtu obiektów poligonowych na

przykładzie działek zrębowych (na działkach zrębowych pozostawiono otulinę zbiorników wodnych)

Praktyczne zastosowanie GPSWyznaczanie współrzędnych obiektów i nawigowanie do nich na

przykładzie drzew dorodnych

Praktyczne zastosowanie GPSIdentyfikacja obiektów oraz uzyskiwanie informacji z bazy opisowej

na przykładzie programu mLAS Inżynier

Jeszcze raz zastosowania….Pokłosie III Krajowej Konferencji SIP w LP:W lasach selekcja i nasiennictwo; ewidencja odnowień naturalnych aktualizacja działek zrębowych wyznaczanie linii oddziałowych wizur, dróg, ścieżek itp...; ochrona lasu (nawigacja, lokalizacja, pomiar, AG-NAV- opryski); Identyfikacja i inwentaryzacja obiektów;

…. I nie tylko banki, telekomunikacja – dystrybucja czasu; wojsko – wykrywanie wybuchów nuklearnych;

oraz wszędzie tam gdzie jest niezbędne podanie lokalizacji oraz współrzędnych geograficznych

SEGMENT KOSMICZNY

SEGMENT KONTROLI

SEGMENT UŻYTKOWNIKA

TRZY SEGMENTY

Zasada działania

Segment kosmiczny: 24 aktywne satelity na wysokości ok.20 tys. km

oraz 3-5 zapasowe; Dwie częstotliwości L1-1575,42 MHz oraz

(szyfrowana)L2- 1227,6 MHz; Zegar atomowy określający dokładny czas potrzebny

do zlokalizowania satelity w przestrzeni; Kody C/A (civil availability) L1, Kody P – użytkownicy

autoryzowani L2;

Użytkownicy cywilni mogą także korzystać z pomiarów fali nośnej L2. Umożliwia to rozwiązanie tzw. nieoznaczoności w precyzyjnych pomiarach geodezyjnych dając dokładności centymetrowe.

Zasada działania

Segment naziemny (nadzoru): 5 stacji monitorujących (główna w Colorodo Springs)

Wszystkie stacje monitorujące zbierają informacje od wszystkich widocznych satelitów. Dane te są przekazywane do głównej stacji i tam obliczane są efemerydy (pozycje satelitów w przestrzeni) i parametry zegarów. Informacje te są okresowo przesyłane do satelitów w celu retransmisji depeszy nawigacyjnej.

Informacja ta jest przesyłana do odbiorników (almanach) w celu „odnalezienia” się odbiornika w systemie

Zasada działania

Segment użytkownika:

Aby odbiornik zmierzył pozycję (3D) musi widzieć co najmniej cztery satelity

Pomiar pozycji polega na pomiarze czasu dotarcia sygnału radiowego z satelitów do odbiornika. Znając prędkość fali elektromagnetycznej można obliczyć odległość odbiornika od satelitów. Mając wpisane do pamięci odbiornika położenie satelitów w czasie mikroprocesor odbiornika może obliczyć pozycję (XYZ)

Istotą wyznaczenia pozycji z wykorzystaniem systemu nawigacji satelitarnej jest obliczenie tzw. pseudoodległości obserwatora (anteny odbiornika) do poszczególnych satelitów o ściśle określonych orbitach (widocznych ponad horyzontem – min. 4 ).

Odbywa się to poprzez wyznaczenie opóźnienia sygnału wysłanego przez satelitę do anteny odbiornika.

Znana odległość od satelity lokuje odbiornik na sferze o promieniu równym wyznaczonej odległości.

Znana odległość od dwóch satelitów lokuje odbiornik na okręgu będącym przecięciem dwu sfer.

Kiedy odbiornik zmierzy odległości od trzech satelitów, istnieją tylko dwa punkty, w których może się on znajdować. Czwarty satelita pozwala obliczyć poprawkę zegara odbiornika i jednoznacznie określić pozycję odbiornika.

Metody korekcji Pomiary Różnicowe DGPS

Odległość od stacji stałej od ruchomej do około 300km

Metody korekcji Pomiary Różnicowe DGPS

Odległość od stacji stałej od ruchomej ograniczona mocą radia

Metody przesyłania poprawki w czasie rzeczywistym

WAAS/EGNOS – poprawka przesyłana drogą satelitarną (WAAS –USA; EGNOS Europa)

Fale radiowe; Telefonia komórkowa Internet

Zasady dobrego pomiaru:

1. Zaplanuj misję pomiarową przed wyjściem w teren2. Uruchom odbiornik przed pomiarem na w miarę otwartej

przestrzeni3. Nie wykonuj pomiaru, gdy PDOP rośnie powyżej 64. Staraj się wykonywać pomiary, gdy są warunki do pomiaru 3D5. Zwracaj uwagę na wskazania urządzeń, w tym na wskaźnik

naładowania baterii6. Zapisuj swoje warstwy i projekty na nośniku pamięci

zewnętrznej

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

URUCHOMIENIE DO WSPÓŁDZIAŁANIA Z GPS

Nawiązanie połączenia ArcPad ↔ GPS

Operację wykonujemy przy pierwszym uruchomieniu; w zależności od modelu należy ustawić odpowiedni port komunikacji i szybkość połączenia

Ustawienie portu komunikacji GPS przy pierwszym uruchomieniu:

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

URUCHOMIENIE DO WSPÓŁDZIAŁANIA Z GPS

Aktywacja GPS

Nawiązanie połączenia ArcPad ↔ GPSZałożenie: skonfigurowany port komunikacji z GPS (patrz slajd poprzedni)

Po aktywowaniu GPS należy odczekać do czasu uzyskania informacji o położeniu; przy zimnym starcie nawet 10 min. Aktywację warto wykonać po zaobserwowaniu na odbiorniku GPS informacji o odczycie bieżącej pozycji (migająca dioda – patrz specyfikacja urządzenia)

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

URUCHOMIENIE DO WSPÓŁDZIAŁANIA Z GPS

Nawiązanie połączenia ArcPad ↔ GPS

po aktywowaniu GPS można podejrzeć konstelację satelitów i

inne parametry

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

URUCHOMIENIE DO WSPÓŁDZIAŁANIA Z GPS

Nawiązanie połączenia ArcPad ↔ GPS

wskaźnik bieżącego położenia

rozmieszczenie satelitów

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Trzy rodzaje warstw: punkt, linia, poligon

- punkt (drzewo doborowe, pomnik przyrody, pułapka feromonowa)

- linia (droga, ścieżka, wizura, ciek)

- poligon (gniazdo, zrąb, pole zabiegowe)

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Tworzenie nowej warstwy

dla określenia współrzędnych x,y

obiektów

dla określenia współrzędnych x,y,z obiektów

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Tworzenie nowej warstwy – definiowanie tabeli atrybutów

nadaj nazwę polu – kolumnie –

w tabeli

typ danych przechowywanych w polu – kolumnie*

* -> znakowy, czyli tekst o zadanej długości -> numeryczny, czyli liczby (określamy dokładność, czyli ilość miejsc po przecinku) -> data -> logiczny, czyli wartości Tak/Nie (Prawda/Fałsz)

ilość znaków do wpisania

dla liczb – ilość miejsc po przecinku

Dodaj kolumny do tabeli atrybutów

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Tworzenie nowej warstwy – definiowanie tabeli atrybutów

Widok zdefiniowanej tabeli w ArcPAd

LP TYP OPIS DATA_POM MISJA_ZAPL

Widok tabeli

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Tworzenie nowej warstwy – definiowanie tabeli atrybutów

Po zatwierdzeniu wskazujemy lokalizację zapisu i nazwę tworzonej warstwy (w przykładzie „wyklad”). Utworzona warstwa zostanie dodana do widoku w trybie „do edycji”.

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Nowa warstwa – zmiana właściwości wyświetlania (symbolizacja)

kliknij nazwę warstwy, następnie przycisk

właściwości

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Nowa warstwa – zmiana właściwości wyświetlania (symbolizacja)

INFORMACJA – zmiana nazwy warstwy w danym projekcie (nazwa pliku nie ulega zmianie)ETYKIETY – z jakich pól ma pochodzić opis obiektów w projekcie, czcionki opisów, skala wyświetlania itp.STYL POLIGONU – sposób prezentacji obiektów w projekcie – obrys i wypełnienie, kolorystykaHIPERŁĄCZA – ustawienie pola atrybutów zawierającego wartość hiperłącza. Do wykorzystania z narzędziem HiperłączeATRYBUTY – opis pól (nazw kolumn i rodzajów przechowywanych przez nie danych) w tabeli atrybutówSKALA – określenie zakresu, w jakim warstwa ma być wyświetlana (powyżej, poniżej zadanej skali)GEOMETRIA – tu: ilość obiektów, strona kodowa, zasięg warstwy, rozmiar warstwy

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Nowa warstwa – zmiana właściwości wyświetlania (symbolizacja)

PRZYKŁADPRZYKŁAD

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Nowa warstwa – zmiana właściwości wyświetlania (symbolizacja)

* wartości poniżej, powyżej dotyczą MIANOWNIKA skali

PRZYKŁADPRZYKŁAD

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Nowa warstwa – zmiana właściwości wyświetlania (symbolizacja)

Efekt dodania nowego obiektu – etykieta i styl symbolu

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Zapisanie projektuZapisanie projektu ułatwia późniejszą pracę z tymi samymi warstwami – zachowana zostaje kolejność warstw, ich sposób wyświetlania, etykietowania. Otwarcie pliku projektu powoduje automatyczne dodanie warstw i skonfigurowanie pracy z ArcPad (w przykładzie nazwa projektu „projekt1.apm”)

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

TWORZENIE I DODAWANIE WARSTW ZAPISYWANIE, OTWIERANIE PROJEKTU

Dodanie warstwy, przełączenie w tryb „do edycji”

widoczność warstwy w projekcie

informacja o atrybutach warstwy w projekcie

(dla wskazanych obiektów)

zmiana trybu warstwy na „do edycji”

dodaj warstwę ze wskazanej lokalizacji

Przejdź do przeglądu warstw

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Metodyka pomiaru GPS

Pomiar punktów – warstwy punktowe

Pomiar wierzchołków* – dla warstwy linii lub poligonów

Pomiar ciągły

Pomiar pojedynczy bez uśredniania

Pomiar z uśrednianiem

* - wierzchołek = vertex, wertex, punkt załamania

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Metodyka pomiaru GPS

Ustawienie opcji pomiaru GPS

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Metodyka pomiaru GPS

opcja zwiększenia dokładności pomiaru – współrzędne zostaną wyliczone z zadanej

ilości odczytanych pozycji (tzw. epok)

liczba odczytanych pozycji, z których ma nastąpić

wprowadzenie uśrednionych współrzędnych PUNKTU (w

edytowanej warstwie punktowej)

liczba odczytanych pozycji, z których ma nastąpić

wprowadzenie uśrednionych współrzędnych wierzchołka (w edytowanej warstwie liniowej

lub poligonowej)

interwał czasowy, w jakim następuje

pojedynczy odczyt pozycji

1 = co 1 sekunda 5 = co 5 sekund

Ustawienie opcji pomiaru GPS

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Metodyka pomiaru GPS

w ArcPad standardowo włączone są przymusowe komunikaty, co może wpłynąć na dyskomfort pracy.Zaleca się w czasie pomiarów wyłączenie komunikatów optycznych.

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Metodyka pomiaru GPS

wybór obiektów, jakie będą edytowane; w

zależności od wyboru zmiany odnosić się będą

do odpowiedniej warstwy poddawanej

edycji

edytowana będzie warstwa punktowa

edytowana będzie warstwa liniowa

edytowana będzie warstwa poligonowa

aby była możliwość wyboru danego obiektu wcześniej musimy wskazać warstwy, które będą edytowane; na raz można wskazać po jednej warstwie z danego rodzaju – punktową, liniową, poligonową

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Metodyka pomiaru GPS

Dla warstwy punktowej:zapisanie punktu przy użyciu GPS

(na podstawie odczytu bieżącej pozycji)

Metody wprowadzania punktów / wierzchołków przy użyciu odczytu bieżącej pozycji z odbiornika GPS

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Metodyka pomiaru GPS

Dla warstwy liniowej i poligonowej:zapisanie wierzchołka obiektu przy użyciu GPS (na podstawie odczytu

bieżącej pozycji)

Metody wprowadzania punktów / vertex’ów przy użyciu odczytu bieżącej pozycji z odbiornika GPS

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Metodyka pomiaru GPS

Dla warstwy liniowej i poligonowej:zapisywanie w sposób ciągły

wierzchołków obiektu przy użyciu GPS w zadanym interwale

czasowym

Metody wprowadzania punktów / vertex’ów przy użyciu odczytu bieżącej pozycji z odbiornika GPS

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Kilka porad

Zakończenie edycji / dodawania nowego poligonu następuje po ponownym naciśnięciu na symbol poligonu.

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Kilka porad

W trakcie dodawania nowego poligonu nie ma konieczności wracania na punkt początkowy – ArcPad automatycznie połączy ostatni wierzchołek z pierwszym.

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Kilka porad

Po zakończenie edycji / dodawania nowego poligonu wyświetla się tabela dla edycji atrybutów obiektu; drugą zakładką jest informacja o współrzędnych wierzchołków poligonu jak i o jego długości obwodu i polu powierzchni.

BARDZO WAŻNE!!!Zakończenie edycji atrybutów

następuje poprzez przycisk OKUżycie przycisku ZAMKNIJ

spowoduje skasowanie wprowadzonego obiektu!!!

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Kilka porad

Istnieje możliwość usunięcia ostatniego wprowadzonego wierzchołka podczas dodawania nowego obiektu. W tym celu przytrzymujemy długo wskaźnik na ekranie palmtopa i z menu wybieramy Usuń ostatni wierzchołek.

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Kilka porad

Istnieje możliwość usunięcia całego obiektu. W tym celu wskazujemy dany obiekt, rozwijamy przycisk właściwości i wybieramy Usuń. Cały obiekt zostaje usunięty – dla tej operacji warstwa musi być w trybie do edycji

ARC PAD 6.0.3ARC PAD 6.0.3

Kilka porad

Istnieje możliwość edycji atrybutów wprowadzonego obiektu. W tym celu wskazujemy dany obiekt, naciskamy przycisk właściwości i edytujemy ponownie atrybuty. Wartwa musi być w trybie do edycji.