Vysok kola bsk Technick univerzita Ostrava Hornicko geologick

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Hornicko - geologická fakulta Institut geoinformatiky Porovnání přesnosti a parametrů různých GPS přijímačů a testování nástrojů pro transformaci dat mezi souřadnicovými systémy WGS-84 a S-JTSK Vedoucí diplomové práce: Ing. David Vojtek Autor: Radim Brix Studijní skupina: G 562 Školní rok: 2004/2005

Cíle diplomové práce • provést porovnání parametrů a přesností GPS přijímačů dostupných na institutu geoinformatiky - na základě parametrů udáváných výrobcem - na základě měření • otestovat přesnost a vhodnost programů pro transformaci dat mezi souřadnicovými systémy WGS-84 a S-JTSK

Systém GPS • globální polohový navigační systém vyvinutý armádou USA • do plného provozu byl uveden roku 1987 • skládá se ze tří segmentů: - kosmický (družice, v současné době 27) - řídící (5 monitotovacích stanic + 3 stanice pro komunikaci s družicemi) - uživatelský (GPS přijímače)

GPS přijímače • Fortuna Clip-On Bluetooth • Garmin Geko 301 • Pathfinder Pro. XL • Pretec Compact GPS • Trimble Geo. XT

Porovnání GPS přijímačů Parametry získané od výrobců: • • • Velikost a váha Spotřeba Výdrž baterií Provozní teplota Vlhkost Nadmořská výška Maximální rychlost pohybu Parametr TTFF Přesnost Cena

Porovnání GPS přijímačů Tabulka hodnocení parametrů udávaných výrobcem: Systém vah a bodů. 5 - nejlepší, 1 - nehorší

Porovnání GPS přijímačů Pořadí GPS přijímačů podle získaných bodů: 1. 2. 3. 4. 5. 33, 6 bodů 30, 1 bodů 30, 0 bodů 28, 2 bodů 21, 5 bodů Geko 301 Geo. XT Fortuna Pretec Pathfinder

Měření s GPS přijímači • měření byla prováděna v katastru Ostrava – Poruba • dva druhy měření: statické – měření na jednom bodě dynamické – mapování předem určené trasy • podmínky měření lepší podmínky – min. 8 viditelných družic, parametr PDOP < 2 horší podmínky – < 8 viditelných družic, parametr PDOP > 2

Měření s GPS přijímači statická měření • vybrány 4 body, ke třem zjištěny z databáze ČÚZK přesné souřadnice ve WGS-84 • 4 bod v lese • měření - 10 min, prováděno průměrování • průběh měření zapisován do GPS Tracklogu (vývoj parametru PDOP a počet použitých družic během měření) • celkem provedeno 40 měření dynamická měření • 3 trasy – volná obloha, les, zástavba • zaznamenáván GPS Tracklog • celkem provedeno 36 měření

• Měření s GPS přijímači k plánování měření dle daných podmínek byl používán programový prostředek Trimble Planning v 2. 7 • u statických měření byly pro jednotlivé body vytvořeny masky překážek pro přesnější plánování • masky slouží programu k vyhodnocení viditelnosti jednotlivých družic z daných bodů Na Fojtství U Fak. nemocnice U VŠB

Přesnost měření – Na Fojtsví • hodnocení přesnosti polohy • hodnocení přesnosti výšky

Přesnost měření – U Fak. nemocnice • hodnocení přesnosti polohy • hodnocení přesnosti výšky

Přesnost měření – U VŠB • hodnocení přesnosti polohy • hodnocení přesnosti výšky

Přesnost měření Pořadí: 1. Pathfinder 2. Pretec 3. Geko 301 4. Fortuna 5. Geo. XT

Výdrž baterií Geo. XT – dodržel výdrž udávanou výrobcem Pretec – nemá vlastní zdroj Fortuna – o půl hodiny kratší výdrž Geko 301 – o hodinu a půl kratší výdrž Pathfinder – 4 hodiny

Parametr TTFF Měřeno 3 x a výsledky zprůměrovány. Hot Start – almanach a efemeridy Warm Start – almanach bez efemerid Cold Start – bez almanachu a efemerid U Pathfinderu a Geo. XT byla použita pouze jedna hodnota.

Celkové hodnocení Tabulka hodnocení parametrů udávaných výrobcem doplněná o naměřené údaje:

Celkové hodnocení Pořadí GPS přijímačů podle získaných bodů: 1. 2. 3. 4. 5. 32, 6 bodů 31, 1 bodů 30, 7 bodů 26, 3 bodů 22, 7 bodů Geko 301 Pretec Fortuna Pathfinder Geo. XT

Testování programů K testování byly vybrány tyto programy: • • Arc. GIS 9. 0 – autor firma ESRI WGS 84 – autor Zdeněk Hrdina Majster – autor Gábor Timár Matkart 2004 – autor Bohuslav Veverka Trans. Form 1. 0 – autor Markéta Hanzlová WGS 84 to SHP verze 1. 5 – SCHKO České republiky Tranďák 1. 0 – autor Martin Krempl

Testování programů • Deset identických bodů pokrývajících celou ČR • Souřadnice ITRF-97 a S-JTSK

Transformace WGS-84 do S-JTSK Celková přesnost programů: Problém s programem WGS 84 to SHP – 6 z 10 bodů nešlo transformovat

Transformace S-JTSK do WGS-84 Celková přesnost programů: Program WGS 84 nepodporuje tuto transformaci

Literatura a www Literatura: Rapant P. : Družicové polohové systémy. VŠB - TU Ostrava, 2002. ISBN 80 -248 -0124 -8. 202 stran Hrdina Z. , Pánek P. , Vejražka F. : Radiové určování polohy. ČVUT, 1999. 259 stran Hanzlová M. : Program pro transformaci souřadnic mezi souřadnicovými systémy platnými v ČR. VŠB -TU Ostrava, 2001. 50 stran Hrdina Z. : Transformace souřadnic ze systému WGS-84 do systému S-JTSK. ČVUT Praha, 1997. 21 stran Internet: • http: //www. trimble. com • http: //www. pretec. com • http: //www. fortuna. com. tw • http: //www. garmin. com • http: //www. navtechgps. com/ • http: //www. gpsweb. com/ • http: //www. gpsworld. com • http: //www. ha. cz/gps_garmin_emap/levastr. html • http: //dataz. cuzk. cz/ • http: //www. gps. gov/gps/default. htm • http: //tvorbamap. shocart. cz/kartografie/systemy. htm • http: //www. geospeleos. com/Mapovani/WGS 84 to. SJTSK/wgs 84 tosjtsk. htm a další

Děkuji za pozornost radim. brix@centrum. cz