Wpasowanie czyli kalibracja
Wpasowanie poziome, inaczej kalibracja lub transformacja lokalna pozwala na wykonanie pomiarów w oparciu o dane osnowy lokalnej.
Zazwyczaj oprogramowanie kontrolera podaje nam współrzędne WGS84 zmierzonej pikiety oraz współrzędne XYH, tzw. lokalne (choć faktycznie są to współrzędne w globalnym układzie obowiązującym w danym rejonie, np. ukł. 2000 strefa X).
W wyniku transformacji będziemy mieć współrzędne zmienione o wybrany wektor transformacji, tak więc analizując przeliczenie z WGS84 na lokalne i porównując je z danymi z kontrolera możemy stwierdzić różnicę i rozpoznać, że mamy do czynienia z kalibracją poziomą, która wpływa na zmianę położenia.
Zależnie od wersji Raportów, możemy wykonać Raport tylko z wykazaniem współrzędnych po kalibracji (wersja PRO) lub też raport z kalibracji (wersja PRO z modułem dokładnościowym).
W dzisiejszym wpisie przyjrzymy się różnicom w obsłudze plików z wpasowaniem – na przykładzie plików z Carlsona czyli RW5 – na wersji 2.07 Raportów.
Raport z pomiaru GNSS z wersji PRO
Ładując plik RW5 do Raportów w wersji PRO otrzymujemy taki wygląd okna importu:
Pierwsze co rzuca nam się w oczy to czerwony znak od strony modułu Asystenta, który wskazuje, że coś trzeba sprawdzić. Klikamy zatem przycisk Asystent (lub wciskamy klawisz F1) i otrzymujemy informacje:
Przeanalizujmy:
- aplikacja wskazuje nam, że opcja przeliczania wg geoid jest wyłączona – dobrze jest włączyć ją poprzez wybór wysokościowego układu odniesienia (obecnie jest to Kronsztad 86) i zaznaczenie opcji przelicz wysokości, dzięki czemu wysokości wykazywane w raporcie wynikowym oraz podczas weryfikacji będą odnosić się do obowiązującego układu.
- Dane z kalibracji nie będą wykazane w raporcie – ponieważ załadowaliśmy plik do wersji PRO bez modułu obsługującego kalibrację (dokładnościowego)
- Punkty zmierzone – uwagi – po kliknięciu i rozwinięciu tej belki uzyskamy informację, iż wybrane zmierzone punkty, m.in. 410111, 4120112 nie posiadają przypisanej stacji bazowej. Zaraz dowiemy się dlaczego.
Wchodzimy teraz do modułu tabeli (F3) i widzimy zestawienie pikiet:
Od wersji 2.07 program dostał dodatkowe ikonki symbolizujące przynależność pikiet do konkretnych grup: literka C na fioletowym tle wskazuje punkty wpasowania – oznacza to, iż te punkty zostały wykorzystane w kontrolerze jako punkty zmierzone, na bazie których wykonano wpasowanie.
Jak widzimy, pikiety użyte do kalibracji nie posiadają pełnych danych z pomiaru GPS – nie jest wina Raportów, po prostu SurvCE nie zapisuje pełnych informacji dla tych pikiet (gdybyście używali np. PowerGPSa sprawa byłaby inna, bo tam każda pikieta, obojętnie czy użyta jako punkt wpasowania czy też uzyskiwana z pomiaru w oparciu o kalibrację – zawsze posiada pełne dane z pomiaru).
Od wersji 2.08 Raportów są one wczytywane jako skasowane (przekreślone), dzięki czemu nie będą „szpecić” generowanych raportów pustymi polami (np. przy ilości satelitów czy dokładności wyznaczenia pikiet).
Załóżmy jednak, że wykonamy raport bez żadnych dodatkowych czynności (nawet bez włączania opcji przeliczania wg pikiet) – uzyskamy wówczas taki raport:
Współrzędne lokalne (XYH) będą tu analogiczne jak te z kontrolera – jak widać brak aktywnego modułu dokładnościowego nie utrudnia nam wykonania raportu na podstawie bazowych danych. Jednakże w tym przypadku nie zobaczymy raportu z kalibracji.
Jeśli zechcemy ręcznie sprawdzić, czy punkt pochodzi z kalibracji czy nie, klikamy dwukrotnie na pikietę w tabeli, aby przejść do okna podglądu/edycji:
W sekcji Zgodność współrzędnych dostrzeżemy pole dXYH, które wskazuje na różnicę pomiędzy współrzędnymi wyznaczonymi z kontrolera (XYH) a współrzędnymi XYH obliczonymi na podstawie współrzędnych WGS84 (też z kontrolera).
W tym przypadku dla XYH mamy wielkości praktycznie zerowe (1mm dla Y wynika z kwestii zaokrąglania/obliczeń numerycznych), natomiast duża minusowa wartość dla wysokości wynika z faktu, iż Raportom nie wskazaliśmy konkretnej geoidy do pracy.
Wybierzmy inną pikietę, np. 108.K, okno zgodności będzie tam wyglądało następująco:
Teraz widzimy różnicę na współrzędnych płaskich – wskazuje to niewątpliwie na użycie kalibracji w tym właśnie punkcie.
W jaki sposób jednak sprawdzić jak duże błędy kalibracji były na punktach wpasowanych? Tego dokonamy tylko z aktywnym modułem dokładnościowym:
Raport z pomiaru GNSS z wersji PRO z modułem DOKŁADNOŚCIOWYM
Ładując plik RW5 otrzymujemy analogiczne co w poprzednim punkcie okno importu:
Jednakże asystent wskaże już nam opis nieco inaczej:
Czyli nie poinformuje nas, że dane z kalibracji nie będą wykazane w raporcie, ponieważ z modułem dokładnościowym będziemy mogli zdecydować, czy raport z kalibracji ma się ukazać i w jakiej formie.
Przechodzimy więc do modułu tabeli i widzimy:
Możemy spostrzec, że do fioletowych ikonek informujących o punktach wpasowania doszły szare ikonki z literą C – znacznik, iż te punkty zostały zmierzone w procesie wpasowania. W wersji 2.08 z modułem dokładnościowym, Raporty automatycznie rozpoznają takie pikiety i od razu wiemy jak dużo ich jest – nie musimy wchodzić w okno podglądu/edycji.
Weźmy pod lupę pierwszą pikietę, jaką sprawdzaliśmy poprzednio, czyli 88G. :
Zauważymy, że o ile różnica nie zmieniła się, o tyle mamy do dyspozycji nową zakładkę Sprawdzenie kalibracji XY:
Zakładka ta realizuje dla nas błyskawiczne przetestowanie, który sposób pomiaru odpowiada współrzędnych z kontrolera – innymi słowy w jasny sposób pokaże, czy pikieta była przeliczana w drodze kalibracji czy też nie. Jak widać dla tego punktu – różnica jest na profilu kalibracji, tak więc bezbłędne przeliczenie jest tylko w przypadku gdy profilu nie używamy – reasumując dla tej pikiety nie było stosowanego wpasowania.
Jednakże wybierzmy pikietę 108.K, co do której mamy pewność, iż pochodzi z kalibracji (ikonka z szarym C):
W odróżnieniu od poprzedniego przypadku, nie zobaczymy tutaj wykazanego błędu przeliczenia! Dlaczego? Otóż moduł dokładnościowy w drodze aktywnej kalibracji podejmuje dodatkowe przeliczenie, dzięki czemu widzimy, że ten konkretny profil wprost idealnie wpasowuje się we współrzędne obliczone przez kontroler!
Jest to o tyle ciekawe, iż SurvCE nie przekazuje parametrów transformacji! Program Raporty musi je obliczyć, w związku z czym zawsze jakaś (mała) różnica może powstać. W tym przypadku różnicy akurat nie mamy – i dobrze!
Sprawdźmy dla pewności okienko sprawdzania kalibracji:
W tym przypadku brak różnicy jest wykazany przy profilu kalibracji, natomiast przy przeliczeniu bezpośrednim (WGS84->XYH), mamy wykazaną różnicę.
Drukujemy Raport z kalibracji
Przechodząc do okna Wpasowanie XY zobaczymy taki panel:
I tu sprawa jest jasna – od razu mamy informację o błędach kalibracji, także dostęp do edycji punktów wpasowania, oraz możemy skorzystać z możliwości dodania do raportu sekcji kalibracji. Tuż po wydrukowaniu otrzymamy taki oto raport:
Znajdziemy w nim szczegółowe dane dotyczące wpasowania – pojedyncze błędy, błąd średni kalibracji, błędy min-max, a nawet wzory kalibracji! Jeśli jednak nie chcielibyśmy aż tak szczegółowo raportować, możemy dobrać raport minimalny:
Ktoś może zadać pytanie – czy da się lepiej wpasować pikiety przy tych samych punktach dostosowania?
Raporty z modułem dokładnościowym pozwalają wprost odpowiedzieć na to pytanie: klikamy po prostu przycisk Porównaj znajdujący się w zakładce wpasowania.
Okno to weźmie wszystkie obsługiwane w programie metody kalibracji i sprawdzi błędy przy poszczególnych sposobach. Dzięki temu dowiemy się, że tak, istnieje lepsza metoda wpasowania w tym przypadku – czyli metoda rzutowa precyzyjna, która korzystając z algorytmów rzutowania jest w stanie lepiej wpasować pikiety.
Czy w Raportach dałoby się zmienić kalibrację i przeliczyć pikiety, aby lepiej je wpasować i tym samym uczynić pomiar bardziej dokładnym?
Oczywiście że tak! Przede wszystkim, wybieramy w oknie metody żądany sposób kalibracji:
Program również od razu przeliczy błędy kalibracji:
Jak widać, średni błąd kalibracji spadł z 2,7cm do 1,4cm! To zaleta Raportów – przy małym nakładzie pracy otrzymujemy bardzo szybko wyniki. Raport jaki otrzymamy z kalibracji będzie zawierał wzór nowej metody:
Natomiast współrzędne pomierzone będą wykazane tak:
Porównajmy z raportem w przypadku gdy skorzystaliśmy z metody Helmerta:
Zauważymy, że zmianie podlegają wyłącznie pikiety, które miały przypisany profil kalibracji – nie musimy pikiet ręcznie zmieniać – całość dzieje się automatycznie. Zaleta korzystania z modułu jest więc bardzo duża i z pewnością zakup modułu jest bardzo dobrą inwestycją dla geodety, który w swojej pracy często korzysta z wpasowania poziomego.
SkyRaster :: Inżynieria Oprogramowania