Геопривязка

Все про топозйомку. Питаємо. Відповідаємо. Ділимося досвідом.
Ответить
Аватара пользователя
ngry
Сообщения: 231
Зарегистрирован: 07 янв 2013, 12:33
Откуда: Киев

Геопривязка

Сообщение ngry » 12 сен 2013, 17:20

Хотелось бы попросить совета, вернее, узнать программку, которой можно решить следующую задачу:

Есть данные с GPS, который полежал в трех достаточно удаленных точках, накопил данные. Между точками измеряно расстояние, нужно уточнить координаты этих точек.

Посетив лекцию г-на Грача, стало понятно, что нужно перевести координаты точек в плоскую систему координат, затем решить систему уравнений с 3-мя неизвестными (три пары (Lat,Long)), и "дофига" уравнениями (сколько точек GPS успел накопить), и потом все спроецировать обратно в WGS84.

Интересует софт который может это делать. Чем решать каждую из под-задач - я представляю, но может есть какое-то решение в виде программки "всё в одном"?

Аватара пользователя
Grach
Сообщения: 152
Зарегистрирован: 16 сен 2012, 20:11
Откуда: оттуда
Контактная информация:

Re: Геопривязка

Сообщение Grach » 16 сен 2013, 10:51

Вряд ли ты найдёшь программу которая решит все в комплексе
По крайней мере я о таких не знаю...
Могу перевести твой WGS в прямоугольные, скажем в СК42 (в этой системе карты километровки, их полно в инете)
Ну а дальше ты сам :-):
вообще-то я злой, но добрый

Аватара пользователя
ngry
Сообщения: 231
Зарегистрирован: 07 янв 2013, 12:33
Откуда: Киев

Re: Геопривязка

Сообщение ngry » 17 сен 2013, 08:53

Значит, придется такую программу написать :)
Кстати, пообщавшись с знакомым литовским геодезистом, у меня возникли некоторые сомнения, относительно "правомерности" действий, тоесть методичного накапливания статистики в 3-х точках. Вот что Андрюс написал мне, на вопрос заданный вверху:
Привет, Никита.
Во первых, не совсем понятен результат, которого ты добиваешься, по-этому попытаюсь угадать.

Итак, у тебя есть масса наблюдений на каждой из трех точек. Эти наблюдения довольно сильно различаются между собой. В таком случае абсолютно верный подход - просто вывести среднюю арифметическую величину. Для этого, конечно ты можешь использовать обыкновенный Ехсеl. Итак, у тебя в итоге будут только три GPS координаты в WGS-84 системе.

Для того, чтобы просчитать координаты, просто используй любой онлайн калькулятор в систему координат UTM (Universal Transverse Mercator), так как эта система координат покрывает весь мир. В андройде я использую TMConverter, есть масса других, можешь проверить результаты с парочкой программ.

Далее, самое интересное. Как я понимаю, ты хочешь сравнить расстояния между точками по координатам из GPS, и расстояния, измеренные наземными способами. Когда меришь одночастотным GPS, в зависимости от условий погрешность будет ±3м в лучшем случае, куда чаще эта точность достигает ±5-±10м. Может твой GPS приемник способен фиксировать также и предпологаемую точность измерений. Не знаю, какими наземными способами ты мерил расстояния и веришь ли ты, что измерил расстояния между точками с большей точностью.

Если так, то я просто бы кинул координаты GPS в UTM системе в Автокад, а потом произвольно бы выбрал одну точку и по направлении к другой точке отложил измеренное расстояние. Это была бы так называемая базовая линия. От точек, находящихся в концах базовой линии прочертил бы две окружности, радиус которых равен измеренным расстояниям. То есть, ты строишь треугольным по измеренным сторонам, о ориентацию треугольника берешь произвольно с одной точки на любую другую. Которая из точек ближе всего к своей абсолютной, истинной координате, используя твои данные невозможно, так как ты использовал автономные измерения, и, скорее всего, не измерил ни одной точки с заранее ведомой координатой.

Ну, просчитав эти три координаты их трансформировать обратно в WGS-84 используй выше упомянутый способ. Не думаю, что есть какое то ПО, способный как то автоматически вычислить твою задачу, так как не выполнено главное условие - на всех точек наблюдения должны вестись одновременно. Только имея синхронизацию наблюдений по времени можно еще что-то думать.
После прочтения, естественно, появились сомнения в плане "ну я же не имею 3-х жпс для одновременного наблюдения", и репера с координатами у меня почти никогда нет. Да и треугольник этот может "плавать" абсолютно так же как и 1 точка внутри своего "облака".

Поэтому, следующие вопросы:
1. Выполняется ли какая-то особая пред-обработка 3-х "облачков" точек. Андрюс предлагает усреднение, но мы, как подкованные в статистике люди, можем сначала удалить "outliers", посчитать медиану вместо среднего итд?
2. Проводились ли сравнение полученных координат с помощью такой "наколенной триангуляции" с показаниями более дорогих 2-х канальных навигаторов? Если всё совпадает - то не будем париться, напишем программку, и будем привязывать пещеры в бомж-способ :)

Аватара пользователя
Grach
Сообщения: 152
Зарегистрирован: 16 сен 2012, 20:11
Откуда: оттуда
Контактная информация:

Re: Геопривязка

Сообщение Grach » 17 сен 2013, 10:20

ngry писал(а): Не знаю, какими наземными способами ты мерил расстояния и веришь ли ты, что измерил расстояния между точками с большей точностью.
:sh_ok:
РУЛЕТКОЙ, МЛЯ ... КОНЕЧНО ВЕРЮ!
ngry писал(а):...на всех точек наблюдения должны вестись одновременно...
:sh_ok:
Какое одновременно!?
Следуя этой логике для определения координат 10 опорных точек мне нужно иметь 11 приемников...
1 на базовой станции и 10 на точках
БРЕД
ngry писал(а): ...Автокад, а потом произвольно бы выбрал одну точку и по направлении к другой точке отложил измеренное расстояние. Это была бы так называемая базовая линия. От точек, находящихся в концах базовой линии прочертил бы две окружности, радиус которых равен измеренным расстояниям...
...GPS в UTM системе в Автокад...
:sh_ok:
Какой Автокад, какие окружности, какой UTM!?
Для справки:
Автокад - это прога предназначенная для конструирования болтов и гаек, а не для геодезии.
Вся наша страна использует систему координат СК42, а недавно УСК2000, а не какой-то там UTM


Наша задача сводится к решению одного треугольника измеренного ДВУМЯ СПОСОБОМИ
Причем вес наземного способа принимаем за 1, а вес спутниковый, скажем 0,8
И зачем результат пересчитывать обратно в WGS? Для прикола, или как...
ngry писал(а): ...истинной координате, используя твои данные невозможно, так как ты использовал автономные измерения, и, скорее всего, не измерил ни одной точки с заранее ведомой координатой...
:bra_vo: Естественно нет ни одной точки с заранее известной координатой!
Мы и делаем все эти пасы для того чтобы ПОЛУЧИТЬ вероятнейшее значение этой самой координаты

Исходя из прочитанного я могу посоветовать еще раз перечитать Ассура, Муравина и Смолича вместо того чтобы бездумно баловаться с автокадом и еже с ним :-):

PS Кстати с чем я полностью согласен, так это с усреднением координат!
вообще-то я злой, но добрый

Аватара пользователя
ngry
Сообщения: 231
Зарегистрирован: 07 янв 2013, 12:33
Откуда: Киев

Re: Геопривязка

Сообщение ngry » 17 сен 2013, 11:26

Grach писал(а):Следуя этой логике для определения координат 10 опорных точек мне нужно иметь 11 приемников...
Я бы следовал этой логике несколько по-другому, достаточно 2-х приемников, которые попарно по точкам одновременно меряют.

Теперь, о том зачем я выделил слово одновременно жирным. Пообщался я и с другим человеком, по поводу точности определения местоположения. Оказывается, существуют специальные приборы, которые кроме получения координат, получают еще и так называемые фазовые измерения (для обеспечения автономности измерений, о которой писалось выше), он уверяет, что имея 2 таких приемника, и 2 компьютера с виндой, можно получить точность в миллиметры. Подробнее, доходчиво в режиме для матросов тут.

С моей же колокольни, я могу обеспечить некую одновременность без фазовых данных выравнивая полученные приемниками точки по времени (оно так же записывается в трек).

Ну и вопрос, как совсем дилетанта в этой области, можно пополнее за меня погуглить библиографическую информацию о Ассуре, Муравине и Смоличе :), так как намерен почитать.

Аватара пользователя
Grach
Сообщения: 152
Зарегистрирован: 16 сен 2012, 20:11
Откуда: оттуда
Контактная информация:

Re: Геопривязка

Сообщение Grach » 17 сен 2013, 16:33

ngry писал(а):Оказывается, существуют специальные приборы, которые кроме получения координат, получают еще и так называемые фазовые измерения ...
...я могу обеспечить некую одновременность без фазовых данных ...
Ну да, есть конечно.
Приемники для геодезии. Есть однофазовые есть двухфазовые.
В комплекте минимум 2 приемника. Один ставим на точку с известными координатами, второй на определяемую. В зависимости от условий и от приемников получаем точность 1 - 10 мм.
Стоимость комплекта от $10000
В нашем случае синхронные измерения ничего толком не дадут, просто лишний головняк
Вряд ли для привязки пещер нужна точность до 10мм
Но уж если нужна такая точность - звони, сделаем :-): это у меня запросто...
ngry писал(а):... и 2 компьютера с виндой, можно получить точность в миллиметры.
Нужно быть скромнее, достаточно одного компа с соответствующим софтом (как правило софт идет в комплекте к приборам) :-):

Метода, которую я предлагал подходит при использование дешёвых навигационных приемников, не более того.

Ассур В.Л., Кутузов М.Н., Муравин М.М. Высшая геодезия. "Недра", Москва 1971
Смолич Б.А. Уравнительные вычисления. "Недра", Москва 1989
А для начала лучше "Геодезия" Хренова или Селихановича
вообще-то я злой, но добрый

Аватара пользователя
Максимов
Сообщения: 125
Зарегистрирован: 17 сен 2012, 21:24
Откуда: Тернополь КС Подолье
Контактная информация:

Re: Геопривязка

Сообщение Максимов » 19 сен 2013, 10:40

WGS и точность вещи не сопоставимые!
WGS нужна для играшковых GPS.
Нужно ознакомиться, что такое «Датум» и как его хавать.
Если в GPS есть Pulkovo 42, то активируйте его.
А.Грач правильно советует – обратиться к тем у кого есть приличный GPS.

Аватара пользователя
ngry
Сообщения: 231
Зарегистрирован: 07 янв 2013, 12:33
Откуда: Киев

Re: Геопривязка

Сообщение ngry » 19 сен 2013, 10:56

Максимов писал(а): WGS и точность вещи не сопоставимые!
WGS нужна для играшковых GPS.
Нужно ознакомиться, что такое «Датум» и как его хавать.
Если в GPS есть Pulkovo 42, то активируйте его.
Я знаю что такое «Датум», что такое WGS и Пулково 42, 63 и так далее. Если Пулковский датум хорош для Украины, это замечательно, но, иногда я нахожусь не в Украине (у Литвы например есть свой, более кошерный датум, у Лаоса есть аж несколько датумов, каждый для разного масштаба карт: EPSG 4676, 4678), карты в игрушечном приборе привязаны в WGS и другие причины делают WGS84 - "наименьшим общим знаменателем".

В speleobase, насколько я знаю - используется UTM, поэтому, глядя на такой разброд и шатание, не стоит критиковать какой-то отдельно взятый датум, просто потому что он не точный, я понимаю что решение всяческих там задач логично проводить в локально-утвержденном и нотариально заверенном датуме :).

Аватара пользователя
Максимов
Сообщения: 125
Зарегистрирован: 17 сен 2012, 21:24
Откуда: Тернополь КС Подолье
Контактная информация:

Re: Геопривязка

Сообщение Максимов » 19 сен 2013, 22:01

ngry писал(а):...не стоит критиковать какой-то отдельно взятый датум...
Стало быть Вы четко понимаете, что надо работать в местной системе, чтобы иметь
нормальный результат.
Это не критика, просто WGS такой себе усредненный датум для всего шарика, а наш Шарик вовсе не шарик.
Через «Геокалькуляторы» UTM переводится в любую систему координат под датум той местности и наоборот. С датумами напряженка, в основном заложены «ходовые», но если есть циферки можно дополнить калькулятор самостоятельно, Лаосами, Северными Америками и даже «секретной» УСК-2000.

Аватара пользователя
ngry
Сообщения: 231
Зарегистрирован: 07 янв 2013, 12:33
Откуда: Киев

Re: Геопривязка

Сообщение ngry » 14 июл 2014, 15:54

В последнее время для создания привязочных точек пользуюсь функцией "усреднения" которая есть в моём garmin etrex 30, и в любом более-менее современном garmin-овском навигаторе. В зависимости от количества видимых прибором спутников создание одной "усредненной" выборки занимает от 1 до 10 минут. Усреднение можно повторять, прибор советует это делать с промежутком в 90 минут. При этом, прибор показывает "точность" полученной усреднённой точки. Обычно, после нескольких таких накоплений показываемая "точность" улучшается. Так как доли метра показывать мой etrex не умеет, то показывает целые значения точности усредненной точек и количество выполненных накоплений. В Грузии у меня получилось получить точность 0 метров за 2 подхода к снаряду, спутников было видно очень много на вершине горы Квира :)

После разговора со знакомыми украинсками разработчиками навигационной аппаратуры, выяснилось, что метод усреднения координат можно считать "рабочим", то есть если нам нужна точность в миллиметры - прибор должен делать накопление в течении 27 дней, за это время меняются все возможные созвездия спутников GPS на небе. Для комбинированных GPS-GLONASS приемников время "накопления" должно быть меньшим.

Я для себя понял, что для описательной, а не "точной" топосъёмки мне хватает получаемых "приборным усреднением" результатов, но так как хочется полностью ответить на свои вопросы относительно точности, хотелось бы сравнить результаты усреднения, с значениями, которые даёт професиональный геодезический прибор. Так как последнего не имею - если у кого есть, попробуйте сравнить. Из предварительного анализа стало понятно, что наиболее неточным значением является параметр elevation, в то время как значения параметров Latitude и Longtitude меняются в меньшем интервале.

Таким образом, вопрос из заглавного сообщения темы я для себя решил покупкой более современного навигатора.

Аватара пользователя
Grach
Сообщения: 152
Зарегистрирован: 16 сен 2012, 20:11
Откуда: оттуда
Контактная информация:

Re: Геопривязка

Сообщение Grach » 16 июл 2014, 10:04

ngry писал(а):...с значениями, которые даёт професиональный геодезический прибор. Так как последнего не имею - если у кого есть, попробуйте сравнить. ..
У меня есть такой профессиональный геодезический прибор
А еще есть полигон точек координаты которых определены этим самым прибором. На Мушкаровой яме
Приезжай, сравнивай
вообще-то я злой, но добрый

Аватара пользователя
ngry
Сообщения: 231
Зарегистрирован: 07 янв 2013, 12:33
Откуда: Киев

Re: Геопривязка

Сообщение ngry » 05 мар 2015, 11:36

Оказывается, схема расположения геодезических опорных пунктов для Украины есть в интернетах. Такчто если вам повезло - и ваша пещера оказалась рядом с опорным пунктом, можно к нему сделать поверхностную привязку. Координаты пунктов на сайте указаны с точностью 20 метров, высота с точностью 1 метр. Получение точных координат пока не работает, но, найдя сам пункт в окрестности 20х20 метров, можно жпсом наколхозить координаты, а высота и так точная есть :)
ИзображениеИзображение

Аватара пользователя
ngry
Сообщения: 231
Зарегистрирован: 07 янв 2013, 12:33
Откуда: Киев

Re: Геопривязка

Сообщение ngry » 23 мар 2016, 11:09

В давние времена, оказывается была дискуссия в CML #12726 по поводу повышения точности привязки при помощи доступных GPS-навигаторов. Обмен мнениями это всегда хорошо, но привычнее верить циферкам.

Для того чтоб проверить как хорошо работает штатная функция усреднения положения в моих приборах, начал проводить серию экспериментов-замеров позиции в нескольких местах:
1) возле пункта литовской опорной геодезической сети 1-го класса точности (координаты LKS-94: 581454.1362 6058997.546 154.75076).
ИзображениеИзображение
2) В Австрии, возле репера, координаты которого известны с данных лазерного сканирования Lidar, точность - 1метр.

Обе локации не защищены от так называемых отраженных сигналов, поэтому, думаю что достаточно хорошо моделируют настоящие условия взятия координат спелеологами.

Использовались 2 доступных gps-навигатора фирмы Garmin (это не реклама, у меня просто других нет) etrex30 и gpsmap64s. Был включен режим приёма GPS+GLONASS, и дифференциальная коррекция (если она ловилась) WAAS/EGNOS. В момент замеров (не всех, когда не забыл) записывались треки, с интервалом в 1 секунду, делались скриншоты экранов с позициями спутников на небе, значением "proximity", и результатов каждого усреднения ("Adjusted Distance = 0m").

Цели проведения данного эксперимента:
1) Выяснить на практике, насколько точно работает штатная функция усреднения.
2) Выяснить на практике, что означает параметр "Adjusted Distance", и можно ли ориентироваться на его значение при проведении замеров (стало 0 - можно прекращать проводить замеры, достигнутая точность достаточна для спелео-нужд).
3) Выяснить, каким образом коррелирует необходимое время проведения замера для достижения "Sample Confidence = 100%" с значением Proximity (3m)
4) Предлождить методику для остальных приборов, как вычислить уточнённую координату по серии измерений в виде треков.

На данный момент проведено 24 замера в Австрии прибором 64s (по 3-4 замера в день равномерно разнесённых по времени суток) и 7 замеров в Литве (по 2 замера в день) обеими приборами.

Данные анализируются, первые результаты по Литве выглядят так (4 последних замера, точка 134, треугольник - репер)
Изображение

Что вообщем-то неплохо для спелеологической топосъёмки.

Остальные результаты анализа данных будут опубликованы по окончанию эксперимента в Литве, так как я планирую накопить около 30 замеров, чтоб пронаблюдать "дрифт" позиции.

Ответить