Satelliittipaikannuksen perusteet

Samankaltaiset tiedostot
Satelliittipaikannuksen perusteet

Satelliittipaikannus

Ratkaisut satelliittiteknologian hyödyntämiseen

GNSS-mittauksen uusi aikakausi

Geotrim TAMPEREEN SEUTUKUNNAN MITTAUSPÄIVÄT


FINNREF- TUKIASEMAVERKKO/PAIKANNUS- PALVELU JA SEN KEHITTÄMINEN

Katsaus VRS-teknologian nykytilaan ja tulevaisuuteen

Satelliittipaikannuksen tarkkuus hakkuukoneessa. Timo Melkas Mika Salmi Jarmo Hämäläinen

Access. Käyttöturva. Rahoitus. Assistant. Paikkatieto. VRSnet. GIS-mobiilipalvelut

Gps-paikantimista on tullut. Satelliitti näyttää suuntaa

KARELIA-AMMATTIKORKEAKOULU Metsätalouden koulutusohjelma. Niko Piironen GNSS-LAITETESTI SUOMEN METSÄKESKUKSELLE

GPS-koulutus Eräkarkku Petri Kuusela. p

Matematiikka ja teknologia, kevät 2011

Monisensoripaikannusta kaikissa ympäristöissä

AgriGPS-automaatioiden hyödyt maatiloille

PAIKANNUS ND-100S GPS- VASTAANOTTIMELLA

Tuomas Toivonen, Juho Ylikoski. Verkko-RTK-mittaus. Metropolia Ammattikorkeakoulu. Insinööri (AMK) Maanmittaustekniikan koulutusohjelma.

Trimnet Plus -palvelut

GNSS tukiasemaverkot. Yleiskatsaus eri menetelmiin

Satelliittimittauksen ajankohtaisia näkymiä ja monisatelliittivastaanottimia

5 syytä hyödyntää ensiluokkaista paikannustarkkuutta maastotyöskentelyssä

Metsäkoneiden sensoritekniikka kehittyy. Heikki Hyyti, Aalto-yliopisto

GPS:n käyttö sähkönjakeluyhtiöissä

Signaalien taajuusalueet

6. GPS ja muut paikannusjärjestelmät

Maanmittauspäivät 2014 Seinäjoki

Geodeettisen laitoksen GNSS -palvelu

Galileo Missä mennään?

JHS-suositus(luonnos): Kiintopistemittaus EUREF-FIN koordinaattijärjestelmässä

Ilkka Grönberg 3D-KONEOHJAUKSEN HYÖDYT

SATELLIITTI- JA PSEUDOLIITTINAVIGOINNIN TUKIASEMARATKAISU

SATELLIITTIPAIKANNUSJÄRJESTELMÄT

GPS:n käyttö pinta-alan mittauksessa

Puukarttajärjestelmä hakkuun tehostamisessa. Timo Melkas Mikko Miettinen Jarmo Hämäläinen Kalle Einola

Laitetekniset vaatimukset ammattimaiselle dronetoiminnalle. Sakari Mäenpää

GNSS-kämmenmikrojen käyttöönoton esiselvitys Turun Kiinteistöliikelaitoksella

ETRS89- kiintopisteistön nykyisyys ja tulevaisuus. Jyrki Puupponen Kartastoinsinööri Etelä-Suomen maanmittaustoimisto

SATELLIITTIPAIKANNUKSEEN PERUSTUVAN REAALIAIKAISEN JÄLJITYSOHJELMISTON TOTEUTUS

Uudistuva satelliittinavigointi PRS-signaalin hyödyntäminen

Fortuna Clip-On Bluetooth GPS

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Tietotekniikan koulutusohjelma Sulautettujen järjestelmien suuntautumisvaihtoehto

KONEOHJAUSTUKIASEMAN PERUSTAMINEN

GPS:n mittausmoodit ja tarkkuus. Pysyvät asemat; aikasarjat, muutokset. Absoluuttinen paikannus

Pieksämäen kaupunki, Euref-koordinaatistoon ja N2000 korkeusjärjestelmään siirtyminen

Täsmäviljelyn teknologia nyt ja tulevaisuudessa. Date / Person in charge 2

Kulkuaaltomomittausjärjestelmä

Satelliittipaikannuksen vaikutukset metsästykseen

ESIVERTAILU ERILAISISTA SATELLIITTIPAIKANNUSMENETELMISTÄ MAASTOMITTAUKSEN JA MAANRAKENNUKSEN TARPEISIIN

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Tietotekniikan koulutusohjelma Tietoliikennetekniikan suuntautumisvaihtoehto. Tutkintotyö. Marjo-Riikka Mäkelä

Mobiilikartoitusdatan prosessointi ja hyödyntäminen

Paikkatieto-ohjelmistot maataloudessa ATKO

1. Johdanto Teoria Yleisesti GPS järjestelmästä GPS-järjestelmän virheistä Differentiaali GPS...

PETTERI KALLIO SUUNNAN MÄÄRITTÄMINEN KAHDELLA GPS-VASTAANOTTIMELLA. Diplomityö

NTRIP Client asennusohje Android-puhelimeen Geodeettisen laitoksen DGNSS-paikannuskorjauksen

SATELLIITTIMITTAUS MAANRAKENTAMISESSA JA MAANMITTAUSKALUSTON HANKINNAN SUUNNITTELU

DGPS toimintaperiaate. DGPS paikannustekniikat. Mistä data DGPSjälkikorjausta. Tekniikat / VRS

TUTKIMUS KÄMMENMIKRON GEOEXPLORER GEOXH 6000 SERIES SOVELTUVUUDESTA 2D-POHJAKARTAN AJANTASAISTUKSEEN

Raidegeometrian geodeettiset mittaukset osana radan elinkaarta

Nurmijärven kunta TARJOUSPYYNTÖ 1(6) PL Nurmijärvi

Fotogrammetris geodeettinen menetelmä metsäalueen tarkkaan kartoittamiseen sekä syitä ja muita keinoja maastoaineiston tarkkaan paikantamiseen

Seminaariesitelmä. Channel Model Integration into a Direct Sequence CDMA Radio Network Simulator

RIKU VIRTANEN RTK-GPS LENTÄVÄSSÄ KUVAUSALUSTASSA JA KOORDI- NAATTIEN MÄÄRITTÄMINEN KUVASTA

3D-KONEOHJAUKSEN KÄYTTÖÖNOTTO JYVÄSKYLÄN KAUPUNGILLA

1 Määrittele seuraavat langattoman tiedonsiirron käsitteet.

Antti Kanninen & Riku Puolakka JÄRJESTELMÄALUSTAN TARKAN PAIKKATIEDON JA PERUS- SUUNNAN MÄÄRITTÄMINEN

ABSOLUUTTISEN PAIKANNUKSEN KÄYTTÖ KARTTA- TUOTANNOSSA

Jos ohjeessa on jotain epäselvää, on otettava yhteys Mänttä-Vilppulan kaupungin kiinteistö- ja mittauspalveluihin.

Jakeluverkkoyhtiön verkoston sijaintitiedon mittaaminen

KUN TIETO TULEE AVARUUDESTA KAIKKI ON MAHDOLLISTA!

SITECH Finland. Oma esittely. osapuolille Janne Paitsola. Infra-alan ratkaisut / Trimble 2008 DI Oulun yliopisto / mekatroniikka

Matterport vai GeoSLAM? Juliane Jokinen ja Sakari Mäenpää

Julkinen Mobiililaserkeilaukset rataverkolla

VISUAALISET RAJAPINNAT AJONEUVON KULJETTAJALLE

RAPORTTI lUMVl2001. Urpo Vihreäpuu. Jakelu. OKMElOutokumpu 2 kpl PAMPALON RTK-KIINTOPISTEET. Sijainti 1: Avainsanat: RTK-mittaus

Lataa Satelliittipaikannus - Markku Poutanen. Lataa

Radiotaajuusratkaisut

Onko tekniikasta apua?

KESKIJÄNNITEVERKON SUUN- NITTELU GPRS -MITTAUKSELLA

Metsätehon tuloskalvosarja 9/2017 Timo Melkas Kirsi Riekki Metsäteho Oy

Käyttöohje. Model #s: / / / / (US) / / / / (EU) Lit# / 07-08

Keravan JHS-184-standardin mukaiset E4-luokan tihennysmittaukset ja niiden jälkilaskenta

KIINTOPISTEREKISTERI N2000-LASKENTATILANNE Matti Musto / Etelä-Suomen maanmittaustoimisto

Satelliittipaikannuksen tarkkuus hakkuukoneessa

GNSS- JA TAKYMETRIMITTAUKSEN MITTAUSTARK- KUUSVERTAILU KAUPUNKIOLOSUHTEISSA

Suunta-antennin valinta

Ismo Mehtälä. Yhden vastaanottimen tarkka paikannus

3D-KONEOHJAUKSEN KÄYTTÖ PIENISSÄ JA KESKISUURISSA MAANRAKENNUSHANKKEISSA

Spektri- ja signaalianalysaattorit

Haluamme tarjota asiakkaillemme palveluita, jotka lisäävät tuottavuutta ja auttavat menestymään

Dynatel 2210E kaapelinhakulaite

Täsmäviljely viljelijän näkökannasta Juha Hartikainen Suonentieto Oy

PRE/InfraFINBIM tietomallivaatimukset ja ohjeet AP3 Suunnittelun ja rakentamisen uudet prosessit

Kansallinen maastotietokanta. KMTK Kuntien tuotantoprosessit: Selvitys mobiilikartoitusmenetelmistä

Algoritmi I kuvioiden ja niille johtavien ajourien erottelu. Metsätehon tuloskalvosarja 7a/2018 LIITE 1 Timo Melkas Kirsi Riekki Metsäteho Oy

KONEOHJAUS MAANRAKENNUSTYÖSSÄ

Käyttöoppaasi. NOKIA LD-1W

PRECISE POINT POSITIONING

GPS- JA MOBIILIPAIKANNUS

MOBIILIPAIKANNUSMENETELMÄT JA -JÄRJESTELMÄT

Transkriptio:

Satelliittipaikannuksen perusteet 21.02.2018 Koulutuskeskus Sedu, Ilmajoki

Satelliittipaikannus tarkoittaa vastaanottimen sijainninmääritystä satelliittijärjestelmien lähettämien radiosignaalien perusteella. Public domain: https://commons.wikimedia.org/wiki/file:gps-24_satellite.png (NASA material is not protected by copyright unless noted)

Satelliittipaikannuksen hyödyntäminen Maatalous Rakentaminen Täkymetrit Laserkeilaus Paikkatieto/GIS GNSS-järjestelmät UAS-kopterit Mobiilikartoitus

Satelliittijärjestelmät Yhdysvaltain GPS (Global Positioning System) 32 satelliittia ja jotka kiertävät maata noin 20200 kilometrin korkeudessa. Siviileille tarkoitettujen L1 ja L2 kanavien lisäksi on tulossa kolmas taajuus (L5). GLONASS Venäjän ylläpitämä GLONASS (Globalnaja Navigatsionnaja Sputnikovaja Sistema) noin 19000 kilometrin korkeudessa. Tällä hetkellä toiminnassa on 24 GLONASS-satelliittia, jolloin se toimi jo globaalisti. Sekä GPS että Glonass ovat kehitetty alun perin sotilaallisin perustein, siviilikäyttö on rinnalla ja rajoitetuin ominaisuuksin. COMPASS Beidou (BDS) on puolestaan kiinalaisten paikannusjärjestelmä, joka tällä hetkellä toimii tarkasti vain Kiinan alueella, mutta on tarkoitus laajentaa myös globaaliksi paikannusjärjestelmäksi vuoteen 2020 mennessä, jolloin järjestelmässä olisi 35 satelliittia. Tästä maailmanlaajuisesta järjestelmästä käytetään myös nimeä Compass. Vuoden 2017 lopulla aloitti toiminnassa 2 uutta satelliittia.

GALILEO Euroopan oma ja siviilikäyttöön tarkoitettu Galileo-järjestelmä tulee käsittämään (järjestelmän rakentaminen on kesken ) kaiken kaikkiaan 30 satelliittia kolmella ratatasolla, noin 23000 kilometrin korkeudessa. Eroaa GPS- ja GLONASS-satelliittijärjestelmistä siinä, että eurooppalaiseen on tarkoitettu järjestää kaksisuuntainen toiminta myös siviileille. Satelliitti voi siis ottaa vastaan normikäyttäjän lähettämää dataa. Uusimmat neljä satelliittia ovat aloittaneet toimintansa 12/2017. Galileo-satelliitit on suunniteltu toimimaan yhdessä GPS-järjestelmän satelliittien kanssa, mikä merkitsee loppukäyttäjille tarkempaa ja luotettavampaa paikannusta. Galileon myötä kasvava satelliittimäärä muun muassa parantaa paikannuksen tarkkuutta ja luotettavuutta erityisesti kaupungeissa, tiheissä metsiköissä sekä reunaalueilla joissa esteet saattavat haitata signaalien kulkua. Galileo-satelliittiverkko mahdollistaa paikannuksen luetettavasti metrin tarkkuudella, kun GPS:llä se on tällä hetkellä 3-4 metrin luokkaa (ilman korjausdataa). Paremman tarkkuuden takana ovat tarkemmat satelliittikellot. Jos paikannussatelliitin kello heittää nanosekunnin, se tarkoittaa jo 30 sentin heittoa paikannuksessa. Vanhemmat GPS-laitteet pystyvät navigoimaan vain GPS:n ja GLONASS:n avulla, mutta eivät tue vielä Galileoa. Uudemmissa laitteissa yhteensopivuus on jo huomioitu. Älypuhelinpuolella tilanne on ilmeisesti se, että laitteet tukevat jo Galileoa joiltain osin päivitysten jälkeen. Tilanne tulee tietenkin muuttumaan ja kehittymään. Kaikkien näiden järjestelmien yhteisestä hyödyntämisestä puhutaan lyhenteellä GNSS (Global Navigation Satellite System).

Paikannus Satelliittipaikannuksen avulla saavutettu paikannustarkkuus vaihtelee muutamista millimetreistä useisiin kymmeniin metreihin, riippuen toimintaympäristöstä, sääoloista ja käytetystä vastaanotintekniikasta (yksi- vai kaksitaajuuskäyttö; koodi- vai vaihemittaukset; yksi vai useampi vastaanotin perussatelliittien lisäksi). Lisäksi tarkkuuteen vaikuttavat mm. saatavilla olevien lähetyssatelliittien lukumäärä ja asema (geometria). Vastaanotin kykenee tunnistamaan vain näkyvillä olevan satelliitin. Public domain: https://commons.wikimedia.org/wiki/file:gps-21_satellite.png (NASA material is not protected by copyright unless noted)

Yhden näkyvän satelliitin paikannus Satelliitti kertoo, että paikannuslaite on 21 000 kilometrin päässä siitä. Tiedon perusteella voidaan piirtää pallo, jonka säde on 21 000 kilometriä. Paikannin voisi periaatteessa sijaita missä tahansa pallon pinnalla ympyrän muotoisella alueella.

Kaksi satelliittia Toisen satelliitin signaali kertoo, että paikannin on 22 000 kilometrin päässä siitä. Siitä voidaan päätellä, että paikannin sijaitsee sillä alueella, missä satelliittien ympärille piirrettyjen pallojen pinnat leikkaavat. Paikka voi siis olla maan sisällä, pinnalla tai avaruudessa. Maan pinnalla leikkaavat kuplat tekevät paikan maan pinnalle kahdessa eri kohdassa, jos pystytään esittämään taso.

Kolme satelliittia Kolmannen satelliitin signaalista ilmenee, että sen ja paikantimen etäisyys on 20 000 kilometriä. Siitä tiedetään, että paikannin sijaitsee jommassakummassa niistä kahdesta pisteestä, joissa ensimmäisen, toisen ja kolmannen pallojen pinnat leikkaavat. Toinen pisteistä on maan pinnalla ja toinen avaruudessa. Maan pinnalla on mahdollista 2D-paikannus.

Neljäs Neljäs satelliitti kertoo, kumpi edellä mainituista pisteistä on oikea ja antaa osaltaan aikamääreen. 3Dpaikannus on mahdollista maan pinnalla. Laitteet vaativat yleensä neljän satelliitin tuen, ennen paikan esittämistä. Joissain laitteissa voidaan säätää tarkkuus-/tuottavuus asteikkoa, jolloin laite hyväksyy tarvittaessa myös heikommat signaalit ja laskee paikan esitysmuodon epätarkemmin.

Kuinka paikannus tehdään koodista Esim. GPS-satelliittien paikannuksessa: Kantoaalto kahdella taajuudella L1 = 1575,42 MHz = 19 cm L2 = 1227,60 MHz = 24,4 cm (Uusi L5) Kantoaaltoon moduloidut C/A ja P-koodit Signaalin kulkuajan perusteella (aika mitataan atomikelloilla) Kantoaallon vaiheella Lähetys Vastaanotto Aikaero

Virhelähteet Monitieheijastuminen Ionosfäärinen vaikutus (ilmakehä) Toposfäärinen vaikutus (sadepilvet yms.) Puuston vaikutus Isot rakennukset Peltikatot Vesistö Lehvästön peittävyys Näkyvyyden muutos Näkyvyyden esto

Kuvat eri laitteiden satelliittinäkymistä ja tarkkuuksista

Satelliittikeli Maskina käytetään yleensä kymmentä tai viittätoista astetta. Liian alhaalla olevat satelliitit ja niiden lähettämä signaali hylätään, koska niiden dataan sisältyy liian paljon virhemahdollisuutta. Public domain: https://commons.wikimedia.org/wiki/file:gps-18_satellite.png (NASA material is not protected by copyright unless noted) Seuraavissa dioissa on näkyvissä aikajanaan sijoittuvat satelliittien reitit. 90 asteen kohta on pään päällä.

Satelliittikeli 1

Satelliittikeli 2

Satelliittikeli 3

Satelliittikeli 4

Virhelähteet 2 Satelliittien ratavirheet (1-2 m) Ilmakehän vaikutus signaalien etenemisviiveeseen (1 2 m) Satelliittien kellovirheet (1 m) Monitieheijastuminen (>1 m) Virheet signaalin vastaanotossa ja laskennassa (>1 m)

Työtehtävä ja laatu pelkillä GPS + GLONASSjärjestelmillä (GNSS) ilman reaaliaikaista korjausta Satelliittikartan muuttuminen reaaliajassa aiheuttaa virhettä.

Reaaliaikaisia datan korjausmahdollisuuksia VRS RTK-palvelu cm-tarkkuus VRS PRO RTK 1-2 cm:n tarkkuus VRS H-STAR 10 cm:n tarkkuus Agri VRS Useita tarkkuusluokkia Jälkikäteiskorjauksen vaihtoehtoja * Evon tukiasema * Oulun yliopiston tukiasema * VRS-tukiasemat yms.

Koulutuskeskus Sedu (Sedu, Ilmajoentie) työkäytössä oleva reaaliaikainen AGRI VRS-korjaus Trimnet VRS-verkko (GNSS-tukiasemaverkko) Tukiasemat ympäri maata vastaanottavat GNSS-satelliittisignaaleja (GPS, GLONASS, GALILEO, COMPASS) Laskentakeskus käyttää satelliittidataa verkon kaikista tukiasemista, mallintaa ja korjaa reaaliaikaisesti satelliittidatan virheet Laskentakeskus luo käyttäjälle virtuaalitukiaseman ja virhekorjatun korjausviestin mittaukseen Käyttäjän saama korjausdata on automaattisesti määritelty reaaliajassa- tarkasti mittaajan/käyttäjän sijaintiin Tarkkuus riippuu ostetusta sopimuksesta Sedu Ilmajoki saa 1-2 cm:n tarkkuuden Toimivuus 24/7 ja ympäri vuoden Palvelun toimivuus tuottajan vastuulla Edelliset mittaukset/ajolinjat ovat samalla paikalla myös seuraavana päivänä Esittelyvideo VRS-palvelusta (Geotrim Oy) https://www.youtube.com/watch?v=ujce82a9ofk Tarkkuus on käytössä Ajoura-työskentelyssä (lannoitus, ruiskutus yms.) Pellon/maan tasauslanan käytön yhteydessä (asema/korkeus) Leikkuupuimuri satokartoituksen yhteydessä Yleissä mittauksissa maastotallentimen kanssa (rajat, CC BY SA tontit, triikonenkaivot, maanalaiset putkistot/linjat)

Paikannuksen ja VRS-korjauksen toiminta Tieto laskentakeskukselle omasta paikasta (kuvat!) Antennin vastaanottaa satelliittien signaalit ja niiden perusteella tiedetään paikka

Vertailu