Diplomov prce Kontrola stability st v relnm ase
Diplomová práce Kontrola stability sítě v reálném čase pomocí přístroje Leica TCA 2003 Petr Polák 1
Cíl práce Program VYS. Vyroben s využitím programovacího prostředí Lab. VIEW. Kontrola polohové sítě jednoduchým programem „merenistability“. Využití programovacího prostředí Lab. VIEW pro potřeby geodézie. Anotace 2
Obsah prezentace 1. Výpočet polohové vázané geodetické sítě Teorie k vyrovnání vázané geodetické sítě 2. TCA 2003 Komunikace s přístrojem, komunikační prostředí geobasic 3. Lab. VIEW Prostředí Lab. VIEW a práce v něm 4. Vytvořené programy Popis vytvořených programů 5. Závěr Obsah prezentace 3
Stručně o vyrovnání Základní princip vyrovnání geodetických sítí: Po zaměření nadbytečného počtu měření získávám v důsledku chyb nejednoznačný výsledek K docílení jediného výsledku je nutné jednotlivá měření opravit, což se v praxi provádí tím, že zavedeme určité podmínky. Jedná se tedy o to, vypočítat opravy tak, aby odpovídaly námi stanovené podmínce. Vyrovnání sítě 4
MNČ Výhody metody nejmenších čtverců (MNČ): Jednoduchý výpočet, který vede k lineárním rovnicím Nevytváří příliš veliké opravy a výsledky se tedy podstatně neodlišují od měření Tato metoda je všeobecně známá, používaná a tedy prověřená Předpoklady použití (MNČ): sudé rozdělení chyb jeden vrchol křivky četností Vyrovnání sítě 5
Způsoby vyrovnání, váhy Způsoby vyrovnání: Vyrovnání měření přímých Vyrovnání zprostředkujících měření Vyrovnání podmínkových měření Volba vah: Umožňují vyrovnávat různě přesné a i fyzikálně různé hodnoty (úhly, délky, atd. ) dohromady Jednotková střední chyba (váha 1) Nevhodnost značně odlišných přesností veličin. Vyrovnání sítě 6
Obecné řešení vyrovnání Obecné řešení vázané geodetické sítě : Každé geodetické úloze či účelové síti přísluší 3 množiny charakterizujících prvků, T, S, X. T = {*t 1, *t 2, *t 3……*tr } , množina všech měřených geometrických parametrů geodetické sítě. Dimenze této množiny je r. S = {s 1, s 2, s 3……sm } , Jedná se o množinu všech zprostředkujících parametrů (m). (délky, úhly, směry) X = {x 1, y 1, … xk 1, yk 1, ……xk, yk }, Tato množina představuje počet všech souřadnic, tj. konfiguračních parametrů geodetické úlohy. Vztah definující vyrovnání vázané sítě: D(1 t) = 1 s = A(1 x) Po úpravách: w = A. h-l Aplikací MNČ: h = (AT. P. A)-1. AT. P. l Vyrovnání sítě 7
Charakteristiky přesnosti Aposteriorní střední jednotková chyba m 0: Výpočet Vypočtenou chybu porovnávám s apriorní střední chybou, nesplní-li nerovnici znamená to, že přesnost měřených veličin je nižší, nežli udává střední jednotková apriorní chyba, nebo byly nevhodně zvoleny váhy. Kovarianční matice Mx, Mt: Mx- výpočet středních sořadnicových chyb, středních polohových chyb, parametrů elipsy chyb Mt- střední chyby zprostředkujících veličin Vyrovnání sítě 8
Elipsa chyb Směr maximálního rozptylu: Hodnoty extrémních rozptylů mx b my elipsa chyb +y a w Helmertova křivka +x Vyrovnání sítě 9
Leica TCA 2003 Samočinná stanice Leica TCA 2003: Přesná, robustní, geodetická universální stanice pro velmi přesné měření úhlů a délek Určená především k měření deformací stavebních konstrukcí, pro inženýrskou geodézii, atd. Leica TCA 2003 10
Geobasic (GSI) : Nový nástroj který uspokojuje nároky na komunikaci a obslužnost všech fcí. Příkazové funkce GSI : POSIT -otáčí tubus dalekohledu do jednotlivých pozic, režim otočení dále upravuje bližší specifikace SET – nastaví parametry přístroje CONF – vyčte vnitřní nastavení parametrů přístroje PUT – přepíše hodnoty uvnitř stroje (nastavení nuly, čísla bodu) GET – vyčte číselnou hodnotu ze stroje (měření úhlů a délek) Leica TCA 2003 11
GSI-8 Formát datového slova GSI-8: GSI-8 slovo má úhrnem 16 polí k předání informace. Jeden řádek se skládá z 3 slov a koncovky (CR, CR/LF). ÷ Slovo 1 ÷ Slovo 2 ÷ Slovo 3 ÷ 1234567890123456 (16 znaky za slovo) 110001+0000 A 110 81. . 00+00005387 82. . 00 00000992 110002+0000 A 111 81. . 00+00007586 82. . 00 00003031 110003+0000 A 112 81. . 00+00007536 82. . 00 00003080 110004+0000 A 113 81. . 00+00003839 82. . 00 00003080 110005+0000 A 114 81. . 00+00001241 82. . 00 00001344 Pozice 1 -2: Slovní index (WI) například "11" (WI pro Pt. ID) Pozice 3 -6: Informace příbuzná s daty například "0003" (číslo bloku v slově 1) Pozice 7: Takzvaný podpis "+" nebo "–" Pozice 8 -15: Data (8 cifer) například "0000 A 113" (Pt. ID-číslo bodu) Pozice 16: Prázdné místo (= oddělovač) Leica TCA 2003 12
GSI-16 Formát datového slova GSI-16: Obdobný jako u GSI-8, pouze slovo začíná na „*“ a obsahuje 24 znaků. Varování a chyby: Problémy v hlášení chyb Nastavení přístroje před měřením: Nastavení propojení komunikace přístroj počítač Nastavení jednotek (gony, metry) Nastavení konstanty hranolu Nastavení atmosférických korekcí Leica TCA 2003 13
Úvod do Lab. VIEW Vývojové prostředí od firmy National Instruments pracující s grafickým programovacím jazykem G Programový kód v podobě blokového schématu Zpracovávání programu na základě toku dat (namísto vykonávání instrukcí) Programy = Virtuální měřicí přístroje (Virtual Instruments, VI´s) Lab. VIEW 14
Front panel Panel nástrojů Ikona Help Tabulka Legenda Graf Lab. VIEW Numerický ovládací prvek Logický ovládací prvek Numerický indikátor Logický indikátor STOP tlačítko 15
Block diagram Panel nástrojů Funkce dělení Sub. VI Terminál grafu Dráty (tok dat) Lab. VIEW While Loop (smyčka) Numerická konstanta Funkce časovače Terminál logického ovladače 16
Express VI´s, VI´s and Functions Express VI: interaktivní VI konfigurovatelným dialogovým oknem Standardní VI: podprogramy (Sub. VI´s) mají block diagram i front panel Funkce: základní operační prvek v Lab. VIEW (nemá front panel a block diagram) Funkce Standardní VI Expresní VI Lab. VIEW 17
Tools Palette „plovoucí“ paleta nástrojů používá se pro modifikaci objektů předního panelu i blokového schématu a operace s nimi Automatický výběr nástroje Operace s objekty Posouvání objektů Umístění / změna velikosti Vytváření breakpoint Popis / text Vytváří kontrolní body Spojování dráty Kapátko (kopie barvy) Zobrazí menu objektu Změna barvy objektů Lab. VIEW 18
Panel nástrojů Spouštěcí tlačítko Tlačítko pro opakované měření Ukončení programu Pause/Pokračování programu Vlastnosti textu Další tlačítka u blokového diagramu Zvýrazněný průběh programu Zarovnání objektů Zahájení krokování Rozložení objektů Další krok Uspořádání Ukončení krokování Změna velikosti objektů Lab. VIEW 19
Help Context Help Online help Uzamknout help Jednoduchý popis programu Ctrl + H Online help Otevře klasické okno help Lab. VIEW 20
Error list varování závažné chyby detaily někde je chyba ! Lab. VIEW 21
Popis programu VYS Program VYS slouží k zaměření a vyrovnání vázané geodetické sítě, k tomuto účelu používá několik sub. VI, které jsem vytvořil, a ještě řadu funkcí a expresních funkcí, které jsou naprogramované společností NI. VISA port a komunikace programu se strojem Měření osnovy směrů (smerydelkystroj, nastaveninuly, delkydokrovaka) Výpočet směrníků a tvorba matice A (smernikpoli, , plnenimatice. A, plnenimaticedelky. A) Tvorba matice l (ctenistan 1…) Vyrovnání (atpa, elipschyb) Tvorba protokolu VYS 22
Program VYS Přibližné souřadnice Střední odhadovaná chyba délky a směru Měření v jedné nebo ve dvou polohách Pevné souřadnice Adresu (cestu) k souboru, do kterého se uloží protokol o výpočtu Port do kterého je připojen přístroj VYS 23
Program merenistability Program je podobný graficky i výpočetně programu VYS Využívá sub. VI „rajon“ k výpočtu polohových souřadnic a porovnává je se zadanými souřadnicemi O výsledcích vytvoří protokol Případné posuny signalizuje zvukovým signálem a grafickým indikátorem merenistability 24
Program VYS Souřadnice bodů pozorovaných Souřadnice stanoviska Střední odhadovaná chyba délky a směru Adresu (cestu) k souboru, do kterého se uloží protokol o výpočtu Mezní odchylka polohového posunui Měření v jedné nebo ve dvou polohách Port do kterého je připojen přístroj Prozatím nefunkční časovač VYS 25
Závěr Programy merenistability a VYS fungují VYS Výhody (pracuje i ze souboru, funguje i v místní síti, generuje protokol) Nevýhody (pevná konfigurace, nedělá grafický výstup, jednotky v protokolu) merenistability Výhody (zvuková a grafická signalizace posunů, protokol) Nevýhody (časovač) Lab. VIEW Způsob programování pomocí grafických prvků má sice svá úskalí, myslím však, že pro začínající programátory je to revoluční prostředek k dosažení i relativně vysokých cílů. VYS 26
Použitá literatura [1] JANDOUREK, Jan. Geodézie 50 : Vyrovnání účelových geodetických sítí v E 2 a v E 3. Zdeněk Novák. [s. l. ] : ČVUT, 2000. 189 s. ISBN 80 -01 -02171 -8. [2] DUŠEK, Radek, VLASÁK, Josef. Geodezie 50 : Příklady a návody na cvičení. Streibl Jiří. [s. l. ] : ČVUT, 1999. 99 s. ISBN 80 -01 -01929 -2. [3] SKOŘEPA, Zdeněk. Geodézie 40. Jiří Pospíšil. [s. l. ] : ČVUT, 2002. 129 s. ISBN 80 -0102566 -7. [4] HAMPACHER, Miroslav, RADOUCH , Vladimír. Teorie chyb a vyrovnávací počet 10, 20. [s. l. ] : ČVUT, 2000. 2 sv. (158, 139 s. ). ISBN 80 -01 -01703 -6. [5] HAMPACHER, Miroslav, RADOUCH , Vladimír. Teorie chyb a vyrovnávací počet 10, 20: Příklady a návody ke cvičení. [s. l. ] : ČVUT, 2000. 163 s. ISBN 80 -01 -02250 -1. [6] RATIBORSKÝ, Jan. Geodézie 10. František Beneš. [s. l. ] : ČVUT, 2000. 233 s. ISBN 80 -0102198 -X. [7] TCA 2003, Copyright Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Switzerland, 2004. 740623 en – VI. 04 – RDV, formát pdf přiloženo v příloze. [8] Manual TPS-System 1000 -2. 3. 1 en © Leica, version 2. 2, English. Printed in Switzerland - Copyright Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Switzerland 1998. Translation of original text (664901 -2. 3. 1 de). formát pdf přiloženo v příloze. [9] GSI ONLINE for LEICA TPS and DNA, November 2003, © Leica. formát pdf přiloženo v příloze. [10] National Instrumens, [online], National Instruments Corporation, , URL: http: //www. ni. com. [11] DEWERON worldwide, [online], DEWETRON Praha, aktualizováno: 12. 1. 2006, [cit. 24. 1. 2006], URL: http: //www. dewetron. cz. [12] Lab. VIEW, Začínáme s Lab. VIEW, leden 2006. National Instruments Corporation, 373427 A 01. [13] Lab. VIEW, Lab. VIEW Fundamentals, August 2005, National Instruments Corporation, 374029 A-01. [14] Help programu Lab. VIEW. Použitá literatura 27
28
- Slides: 28