Tietoa tiensuunnitteluun nro 84A

Transkriptio

1 Tietoa tiensuunnitteluun nro 84A Julkaisija: Tiehallinto, tietekniikka Luonnos PAIKAN MÄÄRITTÄMINEN GPS:N AVULLA Laatuvaatimus Tätä ohjejulkaisua käytetään laatuvaatimuksena, kun rakennus- tai ylläpitourakan toteutunutta laatua tai määrää mitattaessa kerätään tietoja GPS:n avulla määritettäessä valokuvan, näytteenottopaikan tai vastaavan sijainti tai tien laiteen tai rakenteen sijainti tai alku- ja loppupisteen sijainti. Tätä julkaisua voidaan käyttää laatuvaatimuksena urakassa. Tiehallinto voi antaa tapauskohtaisesti tiukempia tai väljempiä laatuvaatimuksia. Tätä julkaisua voidaan käyttää myös kerättäessä sijaintitietoja laite- tai erikoisrakennerekisteriä varten. Yleistä Mikä GPS on GPS (Global Positioning System) on nykyään eniten käytetty systeemi paikantamisessa. GPS on kaikkialla maapallolla 24 tuntia vuorokaudessa toimiva, satelliitteihin perustuva järjestelmä, jonka avulla voi määrittää oman paikkansa ja nopeutensa, sekä saada tarkan ajan. Satelliitteja kiertää maapalloa runsaan km korkeudessa, kolmen ryhmissä yhteensä 24 (+3 varalle) kappaletta. Niistä on joka hetki horisontin yläpuolella kuudesta kahteentoista. Havaintojen tekemiseen tarvitaan yhteys vähintään neljään satelliittiin, jotta voidaan tehdä jatkuvaa kolmiulotteista paikantamista. Osa vastaanottimista pystyy seuraamaan kaikkia näkyvissä olevia satelliitteja. GPS-vastaanotin havaitsee satelliittien lähettämät signaalit ja laskee niiden avulla oman paikkansa. GPS on Yhdysvaltain kehittämä ja ylläpitämä navigointijärjestelmä. Neuvostoliitto on kehittänyt oman GLONASS-navigointijärjestelmänsä. Pääsääntöisesti havainnoissa käytetään yhdysvaltain satelliittiverkostoa. Osa vastaanottimista käyttää molempia järjestelmiä. Euroopassa on rakenteilla oma satelliittiverkosto joka valmistunee muutaman vuoden sisällä. Tarkkuus GPS-satelliitit lähettävät kahta signaalia, epätarkempaa C/A-koodia ja tarkempaa P-koodia. C/A-koodi on julkinen ja myös siviilien käytössä. P-koodi on yksinomaan sotilaskäytössä. Yhdysvallat on aikaisemmin häirinnyt C/Akoodia. Siitä johtuen mittausten tarkkuus on ollut huono. Nykyään häirintää ei ole. Yleisesti myytävänä olevilla laitteilla päästää, ilman itä, alle 5 metrin tarkkuuteen. Noin 2 metrin tarkkuuteen päästään käyttämällä differentiaalikorjausta, jota lähettävät maksulliset alan yritykset, esimerkiksi koko maassa Yleisradio ja merialueella Merenkulkuhallitus. Vielä parempaan tarkkuuteen, muutaman sentin, päästään käyttämällä havaintoalueella olevia itä, jotka radiolinkin välityksellä lähettävät korjauskerrointa satelliittihavaintoihin. Millin luokkaa olevaan lopputulokseen päästään alueellisten iden, GPS-takymetrien ja laskentaohjelmien avulla. Tehokkaimmilla

2 2 nyky GPS-takymetreillä tarvitaan noin 50 kilometrin etäisyydellä. Silloin päästään vaakatasossa 10 mm + 1 ppm (X,Y) tarkkuuteen ja 20 mm + 1 ppm (Z) korkeustarkkuuteen. Tarkemmat mittaukset vaativat aina enemmän havaintoja ja laskentaohjelmia. Mittauksen tarkkuuteen vaikuttaa satelliittien paikka ja näkyvyys havaintohetkellä. Tämä satelliittigeometria ilmaistaan DOP-luvulla. Mikäli DOP-luku on alle 2, on geometria erinomainen. Jos DOP lähestyy kymmentä, on geometria huono ja havaintoja ei kannattaisi tehdä. Vastaanotin yleensä kertoo DOP-luvun. Koordinaatit Satelliitit lähettävät kantoaaltoja, joiden avulla vastaanotin määrittää oman paikkansa maapallolla satelliitteihin nähden. Vastaanottimet on varustettu muunnosohjelmalla, joka muuntaa satelliittien koordinaatiston kunkin maan käyttämän koordinaatiston mukaiseksi. Suomessa yleisin koordinaatisto on Kartastokoordinaattijärjestelmä KKJ. Se on suorakulmainen, kolmen asteen kaistoissa oleva tasokoordinaatisto. Kaistojen keskimeridiaanit ovat 18, 21, 24, 27 ja 30 astetta. Peruskartasto on tehty kaistoittain, mutta käytetään myös yhtenäiskoordinaatistoa, jossa Suomi on yhdessä kaistassa. Suorakulmaiseen tasokoordinaatistoon oikaistussa kartassa on virhettä joka on pienin keskimeridiaanin lähellä ja suurenee siitä etäännyttäessä. Muutamassa kunnassa tai kaupungissa voi olla oma koordinaatistonsa tai Vanha valtion järjestelmä VVJ, jotka poikkeavat KKJ:stä. Siksi on aina selvitettävä käytettävien iden ja paikallisten karttojen koordinaatistot ja niiden luotettavuus. Tiehallinnon karttaohjelmissa (esim. ArcView) on käytössä yhtenäiskoordinaatisto, jonka keskimeridiaani on 27 astetta, mutta myös kaistajakoa voidaan käyttää. Kaistasta toiseen siirryttäessä voidaan koordinaatit muuntaa kyseisen kaistan mukaiseksi. Tämä tulee kyseeseen, kun mittaus- tai rakennustoiminta tapahtuu kahden tai useamman kaistan alueella. Euroopassa käytetään ED50-koordinaatistoa (European Datum 1950). KKJ:n pohjana oli ED50, mutta järjestelmä ei ole sama. Kumpikin on jonkin verran alueellisesti deformoitunut ja ne ovat luonteeltaan paikallisia. Määrätyllä tarkkuudella voidaan koordinaatteja muuntaa järjestelmästä toiseen. Eurooppa koordinaatistosta on uudempi yleiseurooppalainen versio ED87, johon Suomen KKJ:lle on laskettu koordinaatisto. Korkeusjärjestelmä Suomessa käytettävä korkeusjärjestelmä perustuu vaaituksin määritettyihin korkeuksiin. GPS-mittauksessa korkeuden lähtötasoksi on valittu sellainen tasa-arvopinta eli geoidi, joka likimain yhtyy vapaaseen valtameren pintaan. Suomen oloihin sovitetusta FIN2000:sta saadaan korkeus suoraan virallisesta N 60-korkeusjärjestelmästä. Riittävään tarkkuuteen pääsemiseksi pitää alueella olla korkeudeltaan tunnettuja itä ja tarkkuus on riittävä vain verkon sisäpuolella. Suomessa on virallisia korkeusjärjestelmiä, kuten NN, normaali nolla, lähtötaso 1900 vuoden korkeustaso N 43, lähtötaso vuoden 1943 korkeustaso N 60, lähtötaso vuoden 1960 korkeustaso, vapaa valtameren pinnan korkeus. Tästä johtuen on aina selvitettävä käytettävien iden järjestelmä ja korkeustaso.

3 GPS Tiehallinnon rakennusurakoiden laadunmittauksessa Taulukko 1. Maannousu on Fennoskandian alueelle tyypillinen ilmiö. Pohjanlahden perukassa maa kohoaa, merenpintaan verrattuna eniten, lähes senttimetrin vuodessa. Tarkoissa korkeuden määrittämisissä pitää ottaa huomioon maanousun vaikutukset Tiehallinnon tilaamissa rakennusurakoissa velvoitetaan urakoitsija raportoimaan toteutunut rakenne mittauksin ja valokuvin. Dokumentoinnin paikkatiedon tarkkuus määrittyy rakennettavan kohteen työn tarkkuusvaatimuksista. Tätä ohjejulkaisua käytetään laatuvaatimuksena, kun rakennus- tai ylläpitourakan toteutunutta laatua tai määrää mitattaessa tai laite- tai erikoisrakennerekisteriä varten tietoja kerättäessä GPS:n avulla määritetään valokuvan, näytteenottopaikan tai vastaavan sijainti tai tien laiteen tai rakenteen sijainti tai alku- ja loppupisteen sijainti Tarkkuus m Kohde XY Z Maahan peitetyn rakenteen dokumentointi < 5 Valokuvataan, toteutunut rakennekerros, suoto-oja tai vastaava, vähintään 10 m matkalla. Kuvanottopaikan koordinaatit. < 5 Valokuvataan bentoniittimattojen alustan tasaisuus ja maton limitys. Kuvanottopaikan koordinaatit. < 1 Valokuvataan yksittäinen perustus. Kuvanottopaikan koordinaatit. < 1 Johdon sijainti ulkoluiskassa. Johdon koordinaatit taitepisteissä n. 50 metrin välein. <0,2 <0.2 Johdon sijainti sisäluiskassa. Johdon koordinaatit taitepisteissä n. 50 metrin välein. Maatutkimuspisteen dokumentointi < 5 Otetaan kiviainesnäyte varastokasasta. Koekuopan koordinaatit. < 1 Otetaan kiviainesnäyte ottopaikasta tai rakenteesta. Koekuopan koordinaatit. <0.5 <0,1 Kairauspisteet tiensuunnittelussa. Kairauspisteiden koordinaatit. Tien laitteen sijainnin dokumentointi < 5 Kaiteen sijainti laiterekisteriin. Koordinaatit alku- ja taitepisteistä noin 50 metrin välein Menetelmä kamera kamera kamera+ takymetri + DOP luku < 5 < 5 GPS < 5 takymetri + GPS < 5 < 1 Kaiteen sijainti määrämittauksessa. Koordinaatit alku- ja taitepisteistä noin 50 metrin välein < 5 Valaisinpylvään sijainti laiterekisteriin. Pylvään koordinaatit. GPS < 5 Tiemerkintöjen dokumentointi < 1 Tiemerkintöjen paluuheijastuvuusmittaukset (jatkuva ja GPS < 2 poikkileikkauskohtainen). Paikkatieto tierekisteriotteena. < 1 Tiemerkintöjen kuntoarvio (silmämääräinen ja automaattinen). Paikkatieto tierekisteriotteena. GPS < 2 Valokuvatun kohteen koordinaattitietojen yhteydessä on ilmoitettava, onko GPS ollut kamera luona vai kuvatussa kohteessa, ellei se näy kuvassa. Raportoinnin tarkkuus on määritetty seuraavissa tiehallinnon ohjeissa: 3

4 4 Tienrakennustöiden yleiset laatuvaatimukset ja työselitykset TIEL Laadun raportointi TIEH v Tiensuunnittelun toimintaohjeet, Maastotietojen hankinta

5 Tietoa tiensuunnitteluun numerot: 2. Lumitilan tarve meluesteiden, välikaistojen ym. kohdalla Tieympäristön pehmentämisen turvallisuusvaikutukset Ekologinen ympäristöluokitus Töhrimisen minimointi (Teiden suunnittelu V 3. Meluesteet korvaa osittain) Jyrkkäluiskaiset meluvallit Tarkistettu versio HCM:stä Työnaikaiset kaiteet Kiertoliittymien mitoitus Kasvillisuuden ja linnuston seuranta tiehankkeissa Tienpito arvoympäristöissä 30. Läpinäkyvien meluesteiden käyttö Liikennejärjestelmäsuunnittelu: kokemuksia, yhteydet maankäytön suunn Kevyttä liikennettä koskevat säädösmuutokset Ohituskaistojen turvallisuus KLOTS paikallisen liikenneturvallisuustyön tietotuki Taajamateiden suunnittelun kehittäminen Ekologinen ympäristöluokitus: Menetelmän käytön arviointi Tien häikäisysuojat Tiehankkeen vuoropuhelun suunnittelu ja arviointi Loivaluiskaisten teiden kuivatus Esimerkki ketomaisen kasvuston perustamisesta tienvarsialueelle Asiakastyytyväisyysselvitys suunnitteluprosessista: Vt 4 Kemi Ohitusnäkemät tiensuunnittelussa Perusverkon eritasoliittymien turvallisuus Raskaat ajoneuvot kiertoliittymissä Joukkoliikenteen toimintaedellytysten parantaminen Pääteiden turvallisuus Taajamien seurantaselvitys Silmukkakäännös ohituskaistan kohdalla Taajamakeskustatien poikkileikkaus ja raskas liikenne Kaksiajorataisten teiden keskikaistojen kulkuaukot Ohituskaistojen uudet suunnitteluperiaatteet A. Pakkasenkestävyysluokan 1 hyväksytyt päällysteen saumausaineet Meluesteen runkomateriaalin vaikutus kustannuksiin B. Tiekaiteiden laatuvaatimukset ja kaidetyypin valinta B. Hyväksyttyjä kaidetuotteita vuonna Kaiteiden ja valaisinpylväiden parantamisen turvallisuusvaikutuksia A. Markkinoilla olevia meluestetuotteita kesällä Hevoset ja yleiset tiet Heijastimet ja merkinantolaitteet linja-autopysäkeillä B Törmäysturvalliset opastustaulut vuonna D Uusien päällysteiden laatumittauksiin hyväksytyt mittaajat D Tien päällysrakenteen mitoituksessa käytettävät moduulit ja väsym Ohituskaistat leveiden erikoiskuljetusten reiteillä Ennakkotietoa tierakenteen uudesta mitoitusohjeesta Tilusjärjestelyt tiensuunnittelussa Hiljaisen päällysteen vaikutus tieympäristön melutasoon Tiealueen rajauksen ilmoittaminen tiesuunnitelmassa MMH360-formaatissa Eritasoliittymien linja-autopysäkkien saattoliikennejärjestelyt Kevyen liikenteen väylät liikunnassa A Suurten rumpuputkien rakennemitoitusta koskevat laatuvaatimukset Tiealuepaalu. Metallikärkinen muoviputkimerkki Vapaa oikea vastaantulijan kääntyessä samalle ajokaistalle Moottorikelkkailureitin tai -uran ja maantien risteäminen keskikaideteiden suunnitteluperiaatteet Numerot 1, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 13, 14, 16, 18, 19, 21, 24, 25, 26, 28, 34, 38, 42, 48, 49, 50, 65 ja 67 on poistettu vanhentuneina. Lihavoidut numerot on päivitetty julkaisuvuoden jälkeen Tietoa tiensuunnitteluun nro 84A Paikan määrittäminen GPS:n avulla Kohderyhmä: Rakentamisen toteutuman mittaajat, laiterekisterin inventoijat Jakelu: Tiepiirit, ATP, ATS, PK, kirjasto, tiekonsultit, oppilaitokset, SML Lisäjakelu Kopioimalla, (pdf) Lisätietoja: Kari Lehtonen, puh , kari.lehtonen@tiehallinto.fi 5