EQUATOR GNSS / BY TECHNOGISDeutschland · Indonesien
Signale und Genauigkeit

Verständnis der horizontalen und vertikalen GNSS-Unsicherheit

Informationen zur horizontalen Präzision, vertikaler Präzision und Höhe Beantworten Sie verschiedene Fragen, wenn ein GNSS-Ergebnis überprüft wird.

Verständnis der horizontalen und vertikalen GNSS-Unsicherheit

Lesen Sie die Unsicherheitsbezeichnung vor der Nummer

Ein GNSS-Controller kann horizontale Präzision, vertikale Präzision, geschätzt Genauigkeit oder eine Koordinatenstandardabweichung. Diese Etiketten sind nicht in jedem Empfänger- und Softwarepaket austauschbar. Beginnen Sie mit der Identifizierung der Herstellerdefinition und der für den angezeigten Wert verwendeten Konfidenzkonvention. Eine Zahl ohne diesen Kontext kann nicht fair mit einer Projektanforderung oder einer Diskrepanz verglichen werden, die mit einem unabhängigen geodätischen Referenzpunkt gemessen wird.

Horizontale Unsicherheit beschreibt das Verhalten in einer Ebene, während die vertikale Unsicherheit die Höhenkomponente betrifft. Die Geometrie von Satellitenbeobachtungen und das Verarbeitungsmodell beeinflussen diese Komponenten unterschiedlich. Gehen Sie nicht davon aus, dass eine erfolgreiche horizontale Überprüfung beweist, dass die Höhen für eine Aufgabe geeignet sind. Ein Versorgungsinventar kann eine Höhenunsicherheit tolerieren, die für die Entwässerungskonstruktion nicht akzeptabel wäre. Bewerten Sie daher jede Komponente anhand ihrer tatsächlichen Verwendungszweck.

Weiterlernen Richtigkeit, Präzision und Unsicherheit in GNSS-Berichten

Koordinatenachsen von Konfidenzregionen unterscheiden

Eine geschätzte Oststandardabweichung und Nordstandardabweichung beschreiben die Koordinatenkomponenten. Eine horizontale Fehlerellipse umfasst auch die Orientierung und die Beziehung zwischen diesen Komponenten. Eine kreisförmige horizontale Vertrauensstatistik fasst die Ebene auf andere Weise zusammen. Ein vertikales Intervall ist eindimensional. Diese Darstellungen können alle nützlich sein, aber ihre Zahlen sollten nicht in einem einzigen Vergleich ohne eine dokumentierte Konvertierung oder eine klare Erklärung gemischt werden.

Wenn die Software eine Kovarianzmatrix exportiert, bewahren Sie sie zusammen mit den Einheiten, Achsreihenfolge und Referenzrahmeninformationen auf. Die Kovarianzterme können bei einer Netzwerkanpassung oder beim Umwandeln von Koordinaten eine Rolle spielen. Eine Tabelle, die nur einen abgerundeten horizontalen Präzisionswert beibehält, kann die später benötigten Informationen verwerfen. Für eine einfache Projektausgabe ist eine einfachere Zusammenfassung sinnvoll, sofern die Originalqualitätsinformationen im Projektarchiv verfügbar bleiben.

Weiterlernen Schräge und vertikale GNSS-Antennenhöhen erklärt

Wissen, welche Höhe beobachtet wurde

Die Satellitenpositionierung bestimmt normalerweise eine ellipsoidale Höhe, die mit einem Referenzellipsoid verbunden ist. Viele Engineering- und Kartierungsaufgaben erfordern eine unterschiedliche Höhenreferenz, häufig eine orthometrische Höhe, die mit einem vertikalen Bezugspunkt in Bezug auf Schwerkraft in Verbindung steht. Ein Geoid-Modell oder eine genehmigte Transformation können diese Mengen verbinden. Die Unsicherheit dieser Verbindung ist Teil der gelieferten Höhe, selbst wenn die interne vertikale Schätzung des Empfängers klein aussieht.

Notieren Sie die genaue Höhenkonvention, den Modellnamen und die verwendete Version. Vermeiden Sie es, eine Erhöhung nur als über dem Meeresspiegel zu beschreiben, da dieser Satz kein reproduzierbares Datum oder eine Transformation identifiziert. Wenn das Projekt einen lokalen Konstruktions-Benchmark verwendet, erklären Sie, wie es sich auf das GNSS-Framework bezieht. Eine lokale vertikale Anpassung kann nützlich sein, muss jedoch im gesamten Bereich überprüft und nicht in einer Einstellung ohne Papiere verborgen werden.

Weiterlernen Erstellen eines GNSS-Fehlerbudgets vor der Messung im Freien

Entwerfen Sie unabhängige Überprüfungen für beide Komponenten

Wählen Sie unabhängige Validierungspunkte, deren Koordinaten und physikalische Definitionen verstanden werden. Vergleichen Sie horizontale Unterschiede und Höhenunterschiede getrennt, wobei die signierten Komponenten nach Möglichkeit beibehalten werden. Allein ein radialer horizontaler Abstand verbirgt, ob die Diskrepanzpunkte konsistent nach Osten oder Norden sind. Ebenso verbirgt ein einzelner absoluter Höhenunterschied, ob die Höhen alle hoch sind, alle niedrig oder variieren über das Projekt hinweg. Muster zeigen häufig die Ursache eines Problems deutlicher als ein Pass- oder Fail-Flag.

Die Überprüfungen sollten unabhängig vom zu testenden Prozess sein. Ein Punkt, der zur Bestimmung einer lokalen Transformation verwendet wird, ist kein unabhängiger Test dieser Transformation. Eine zweite Messsitzung aus demselben Setup kann die kurzfristige Wiederholbarkeit testen, ohne einen gemeinsamen Basiskoordinatenfehler aufzudecken. Wählen Sie unterschiedliche Beobachtungszeiten, geeignete unabhängige Steuerung oder eine andere Messtechnik entsprechend dem Risiko und der Projektspezifikation.

Weiterlernen Auswahl eines Geoidmodells für einen GNSS-Höhen-Workflow

GNSS-Empfänger auf einem Vermessungsstativ.
GNSS-Empfänger auf einem Vermessungsstativ. · Rowan Johnson / USGS / Public Domain

Überprüfen Sie eine systematische Höhenunterschiede.

Angenommen, wiederholte GNSS-Messsitzungen stimmen horizontal überein, unterscheiden sich jedoch von einem Benchmark in der Höhe. Überprüfen Sie die Antennenhöheneingabe, das Messverfahren, den Antennenbezugspunkt und ob die Polneigungskompensation aktiv und angemessen war. Überprüfen Sie dann die Einstellungen der ellipsoidalen versus orthometrischen Höhe, der Geoidverfügbarkeit und der vertikalen Transformationsparameter. Bestätigen Sie, dass der Benchmark selbst stabil ist und dass sich seine veröffentlichte Höhe auf dieselbe physikalische Markierung bezieht, die beobachtet wurde.

Erzwingen Sie nicht sofort eine vertikale Verschiebung, um die erste Überprüfung zu ermöglichen. Messen Sie zusätzliche geeignete Punkte und prüfen Sie, ob die Diskrepanz konsistent oder räumlich variabel ist. Ein konstanter Offset deutet auf eine andere Reihe von Ursachen als eine Neigung über den Standort hin. Wenn eine lokale Korrektur akzeptiert wird, dokumentieren Sie, wie sie abgeleitet wurde, welche Punkte sie einschränkten und welche unabhängigen Punkte das korrigierte Ergebnis überprüften.

Weiterlernen Richtigkeit, Präzision und Unsicherheit in GNSS-Berichten

Vermeiden Sie verwirrende Präzision mit der Projektausgabe Fitness

Eine kleine angezeigte Unsicherheit ist ein nützlicher Beweis für eine Lösung unter den Verarbeitungsannahmen. Es bescheinigt nicht das richtige Datum, die richtige Antennenhöhe oder das Fehlen eines groben Fehlers. Umgekehrt kann eine ehrliche Unsicherheitsschätzung größer als erwünscht sein, während die Messung immer noch genau beschrieben wird. Die geeignete Antwort besteht darin, die Beobachtungsmethode zu verbessern oder den beabsichtigten Gebrauch anzupassen, anstatt den Qualitätswert in der exportierten Datei zu verbergen.

Melden Sie Unsicherheit mit genügend Dezimalstellen, um die Bewertung zu vermitteln, ohne jedoch falsches Vertrauen zu schaffen. Koordinatenformatierung und Messqualität sind getrennte Entscheidungen. Das Schreiben von Millimeterziffern in eine Koordinatentabelle stellt keine Millimetergenauigkeit fest. Bewahren Sie bei Erhebungen die zugrunde liegende Präzision im Archiv bei gleichzeitiger Auswahl einer mit dem Kunden vereinbarten und durch die Qualitätsnachweise des Projekts unterstützten Präsentationskonvention.

Weiterlernen Schräge und vertikale GNSS-Antennenhöhen erklärt

Vergleichen Sie eine Koordinatentabelle mit einem Höhen-Workflow-Diagramm

Eine einfache Überprüfungsübung besteht darin, eine abgegebene Höhe durch jede Stufe zu verfolgen: Physische Markierung, Antennenreferenzpunkt, Ellipsoidlösung, Geoid- oder vertikale Transformation und endgültige gemeldete Höhe. Schreiben Sie die Einheiten und Referenzdefinition neben jeder Stufe. Fragen Sie dann, ob die Unsicherheitszusammenfassung diese Phase abdeckt oder nur die Empfängerlösung. Dies zeigt häufig einen fehlenden Modell-Identifikator oder einen unerklärlichen lokalen Versatz, der in einer Tabelle, die nur Spalten Ost, Nord und Elevation enthält, unsichtbar ist.

Führen Sie dieselbe Übung für eine horizontale Koordinate durch, einschließlich Projektion und lokaler Anpassung. Die beiden Pfade teilen sich einige Eingaben, sind aber nicht identisch. Halten Sie ihre Verifizierungsaufzeichnungen so weit, dass eine erfolgreiche horizontale Überprüfung die vertikale Kette nicht genehmigen kann. Wenn das Projekt lokale Benchmark-Höhen verwendet, legen Sie fest, ob die endgültige Höhe unabhängig von einem anerkannten vertikalen Rahmen gebunden ist oder nur mit diesen lokalen Marken übereinstimmt. Beide Ergebnisse können nützlich sein, aber nachgeschaltete Konstrukteure benötigen die Unterscheidung, um eine geeignete Verwendung zu wählen und zu vermeiden, dass Höhen aus inkompatiblen Quellen gemischt werden.

Weiterlernen Erstellen eines GNSS-Fehlerbudgets vor der Messung im Freien

Liefern Sie den Kontext mit den Koordinaten

Schließen Sie separate horizontale und vertikale Qualitätszusammenfassungen, die Vertrauensinterpretation, die Referenzsysteme und die Check-Methodik in die Bereitstellung der Projektergebnisse ein. Wenn nur relative Höhenunterschiede getestet wurden, geben Sie diese Grenze klar an. Wenn eine Geoid- oder lokale vertikale Transformation verwendet wurde, geben Sie den Bezeichner und alle anwendbaren Gebietsbeschränkungen an. Ein Reviewer sollte in der Lage sein, den Höhen-Workflow zu verstehen, ohne jeden Controller-Bildschirm erneut zu öffnen.

Diese Unterscheidung hilft nachgelagerten Teams, geeignete Verwendungszwecke für die Daten auszuwählen. Ein Mapping-Team kann die Platzierung der Features bewerten, ein Designer kann die Höheneignung überprüfen und ein zukünftiger Vermesser kann die Überprüfungen im selben Framework wiederholen. Eine klare horizontale und vertikale Berichterstattung verringert die Versuchung, eine attraktive Präzisionszahl als vollständige Aussage über eine gesamte GNSS-Landvermessung zu behandeln.

Weiterlernen Auswahl eines Geoidmodells für einen GNSS-Höhen-Workflow

Praktische Checkliste

Praktische Checkliste

  1. Lesen Sie das Unsicherheitszeichen vor der Nummer.
  2. Vergleichen Sie eine Koordinatentabelle mit einem Höhenablaufdiagramm.
  3. Liefern Sie den Kontext mit den Koordinaten.
EQUATOR GNSS

Planen Sie Ihre GNSS-Ausrüstung

Vergleichen Sie die technischen Daten von EQ10 und EQ20 und besprechen Sie anschließend die Konfiguration und Unterstützung für Ihr Projekt.

GNSS-Empfänger vergleichen

Quellen

  1. ESA — GNSS Data Processing, Volume I: Fundamentals and Algorithms
  2. NOAA NGS — User Guidelines for Single Base Real Time GNSS Positioning
  3. NOAA NGS — Technical Notes on Geoid Undulations