A mért pozíció „pontosítása” korrekcióvétellel

A fent tárgyalt úgynevezett „abszolút pozíció” meghatározás megbízhatósága nem alkalmas geodéziai feladatok elvégzéséhez. Szükségünk van a pontosság növeléséhez a „relatív pozíció” meghatározási módszerre. Ennek egyik módja lehet két GNSS vevő (ún. vevőpár) egyidejű használata.

A GNSS vevőpár egyik tagja a bázis (más néven referenciaállomás, 1. ábra), a másik tagja a rover vevő (más néven mozgó vevő, 2. ábra). A bázis mindig valamilyen már ismert pozíciójú ponton áll, míg a roverrel az új pontokat határozzuk meg. A két eszköz távolságát nevezzük bázistávolságnak. A két vevővel egy időben, azonos műholdakat észlelve (minimum 4) kell a méréseket elvégeznünk.

Mérésünk a korrekciók felhasználása szerint lehet valós idejű vagy utófeldolgozásos. Az előbbinél a vevőnkre valós időben érkezik a pozícióadat-javítás a bázisállomásról, így a pontosítás a terepen, a mérést végző rover vevőben, mérés közben történik. Valós időben a korrekcióátvitel módja a bázis és rover között többféleképpen történhet, például GPRS modemmel, URH-csatornán keresztül stb. Az utófeldolgozásnál a vevőpár tagjaiba a nyers mérési adatokat rögzítjük, a mért adatok korrekcióját a mérést követően az irodában – a nyers mérési adatok kiolvasása után – egy irodai szoftver segítségével végezzük el.

Ha megvizsgáljuk az így végzett mérési eredményeket, azt tapasztaljuk, hogy mérésünk többféle hibával terhelt, melyek egy határon túli növekedése veszélyeztetheti az elvárt pontosságot. A mérés során azt is tapasztaljuk, hogy a pontosság – GNSS vevőpár esetében – a távolság arányában romlik. A mérési hibák kiküszöbölhetők több bázisvevő országos hálózatba rendezésével, tehát kiépített RTK-hálózat használatával (RTK – Real Time Kinematic = valós idejű helymeghatározás). Ebben az esetben a roverre vonatkozó korrekció – a bázisvevők között vett – interpolált érték, mely így nem „érzékeny” a bázistávolságokra. Azzal pedig, hogy a felmérő több bázis adatait használja, a megbízhatósága és pontossága is megfelelő lesz. Magyarországon a Földmérési és Távérzékelési Intézet (FÖMI) épített ki RTK-hálózatot, melynek kiépítettségét a 3. ábra mutatja.

A rendszer terepi eléréséhez szükség van TCP/IP-képes PC-re (szerver), GPRSképes GSM-mo demre és GPRS-elérhetőségre. A felhasználó a rover vezérlőjének segítségével GPRS-kapcsolaton keresztül csatlakozik a FÖMI szerverére, majd onnan megkezdi a korrekcióvételt (4. ábra). Az adatok nem az egyes állomások különálló korrekcióit, hanem a hálózat együttes feldolgozásából számolt javításokat tartalmazzák. Ennek segítségével homogén centiméteres pontosság érhető el az egész ország területén, valós időben.

A rendszer további előnye, hogy egy-egy állomás kiesését a felhasználók nem érzékelik, mert a központi szoftver képes a kiesett állomás adatait a környező állomások mérései alapján modellezni. A hálózati RTK-adatokat több szabvány szerinti formátumban is előállítják, így VRS (Virtuális Referencia Állo más), FKP (Korrekció - felületi Paraméterek Módszere) és a MAC (Fő- és Kiegészítő állomások Módszere) szerint is.

A hagyományos egybázisos RTK-adatokkal a fent említett homogén pontosság és nagy megbízhatóság nem érhető el, mert, mint már említettem, az állomástól távolodva a pontosság romlik. A VRS szerinti módszer lényege, hogy a rover vevő szerverre való felkapcsolódásakor beküldi pozícióját a központi szerverre, amely a környezetében lévő bázisokból virtuális bázist számol, majd azt pszeudó távolságra „kihelyezi” a rovertől. Ez a pszeudotávolság kiküszöböli a túl rövid bázistávolságból eredő hibákat, kb. 4,3 kilométer.

Mivel a felmérő személy a rover vevővel a terepen mozog, a korábban beküldött pozíciójától a mérés során esetleg messze eltávolodhat, tehát a pszeudotávolságon kívülre kerülhet. Ennek a hibalehetőségnek a kiküszöbölésére a rover 15 másodpercenként újra és újra beküldi pozícióját a szervernek. Ha a rendszer új adatokat számol a részére, azt rendszerüzenetben jelzi a rover felhasználójának. A GNSS vevővel végzett differenciális mérés nagy előnye, hogy nem igényel terepi (földi) összelátást. Hátránya azonban, hogy az RTK-mérésben több összetevőnek kell összhangban lennie. Egy részt a műholdakból minél többet kell látni és követni (tehát az égboltra való széles kilátásra van szükség), másrészt a megbízhatósághoz szükséges korrekciók vételének zavartalannak kell lennie. A GNSS vevők használatának nagy előnye, hogy a mérés egyemberes, tehát nincs szükség képzett segéderőre. A technológia nem használja a földi alapponthálózatot, így a pontok felkeresése, ellenőrzése nem igényel időt. A pont meghatározás RTK-módszerben gyakorlatilag né hány másodperc. A felhasználó rááll a mé rendő pontra, beazonosítja annak jellemzőit, majd egyetlen gombnyomással el végzi a pozíciómeghatározást és -rögzítést.

A konkrét feladat meghatározása

A rövid elméleti ismertető után, visszatérve a MÁV Zrt. Igazgatósága szabta feladatokhoz, az elmúlt év végén meghozott döntés értelmében a kiválasztott technológia a műholdas helymeghatározáson alapuló geodéziai mérési technológia lett. A módszertan megválasztása után határozták meg a felmérendő objekt objektumok körét, azok azonosítási és leíró adatait, mind a PL, TEB és az ingatlan-szakterület részéről. Ezzel párhuzamosan a Pá lya lé te sít mé - nyi Központ (PLK) a korábban beszerzett két Topcon típusú GNSS rover vevőjével elkezdte a tesztméréseket (5., 6., 7, 8., 9. és 10. ábra), felhasználva az előző évben sikeresen lefolytatott K+F mérések tapasztalatait. A tesztmérésekhez szükséges korrekciós adatok biztosítását a Pályalétesítményi Központ korábban a FÖMI-vel kötött szerződése tette lehetővé. A mérések feldolgozása, a felmérendő objektumok körének, azok felmérendő pontjainak és leíró adatainak egzakt meghatározása több hónapos munkát vett igénybe.

A tesztmérések során fontos volt tapasztalatokat szereznünk: 

• a felmérendő objektumok, a közöttük lévő fizikai és logikai kapcsolatok ké - sőbbi meghatározásához; 
• a mérések sebességével kapcsolatban; 
• a veszteségidők meghatározásában; 
• a mérési technológia kiválasztásának terén; 
• az egyes objektumok meghatározásához szükséges töréspontok számában.

A tesztek egyik legfontosabb tapasztalata volt, hogy 12 mérőcsapat folyamatos munkája mellett a teljes eszközkör felmérése a terveknek megfelelően nagy valószínűséggel 16-18 hónap alatt végrehajtható lehet. A 11 mérőműszer beszerzésére pályázatot írtak ki (a 12. műszer a PLK meglévő egyik műszere), melyet az tett lehetővé, hogy a projekt a szükséges pénzügyi forrást megkapta. A 11 Sokkia gyártmányú mérőműszert a sikeres pályázat eredményeként augusztus elején leszállították. Mivel a frissen beszerzett mozgó vevők típusa és szoftvere eltért a Pálya létesítményi Központ már meglévő eszközeitől, melyekkel a tesztméréseket végeztük, további tesztmérések elrendelése vált szükségessé. Ennek a hosszú folyamatnak az eredménye egy új és jelentősen kibővített mérési kódtábla lett.

Elkészült a mérési segédlet, mely egyebek között tartalmazza: 

• a mérési alapismereteket, 
• a műszer használatát, 
• a kódtábla részletes magyarázatát, 
• a felmerülő problémák kezelését, 
• a biztonságos munkavégzés feltételeit stb.

A kódtábla véglegesítésével párhuzamosan folyt a mérési állományok automatizált feldolgozását segítő DigiRail szoft ver fejlesztése is, melynek fővállalkozója a MÁV Informatika Zrt., alvállalkozója a DatenKontor Kft. A hatékony munkát többszintű helpdesk (adatrendezés, alkalmazás, mérőeszköz) is segíti.