GPS:n käyttö sähkönjakeluyhtiöissä



Samankaltaiset tiedostot
Satelliittipaikannus

Satelliittipaikannuksen perusteet

5 syytä hyödyntää ensiluokkaista paikannustarkkuutta maastotyöskentelyssä

Gps-paikantimista on tullut. Satelliitti näyttää suuntaa

Onko tekniikasta apua?

Geotrim TAMPEREEN SEUTUKUNNAN MITTAUSPÄIVÄT

Satelliittipaikannuksen tarkkuus hakkuukoneessa. Timo Melkas Mika Salmi Jarmo Hämäläinen

Suunta-antennin valinta

GPS-koulutus Eräkarkku Petri Kuusela. p

Autonomisen liikkuvan koneen teknologiat. Hannu Mäkelä Navitec Systems Oy

1) Maan muodon selvittäminen. 2) Leveys- ja pituuspiirit. 3) Mittaaminen

Matematiikka ja teknologia, kevät 2011

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

Radioyhteys: Tehtävien ratkaisuja. 4π r. L v. a) Kiinteä päätelaite. Iso antennivahvistus, radioaaltojen vapaa eteneminen.

Satelliittipaikannuksen perusteet

Maanmittauspäivät 2014 Seinäjoki

SeekTech SR-20 Paikannin Kevyt mutta silti lujarakenteinen vastaanotin, joka antaa kaikki nopean ja tarkan paikannuksen tarvitsemat tiedot.

Paikkatietoon yhdistetyn koneistutuksen kehittäminen Pohjois-Pohjanmaalla

Dynatel 2210E kaapelinhakulaite

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

Paikantaminen Nokia N76-1

GPS:n käyttö pinta-alan mittauksessa

Metsäkoneiden sensoritekniikka kehittyy. Heikki Hyyti, Aalto-yliopisto


Paikannuspalvelut WLAN-ympäristöissä

DIGIBONUSTEHTÄVÄ: MPKJ NCC INDUSTRY OY LOPPURAPORTTI

Fortuna Clip-On Bluetooth GPS

1 Määrittele seuraavat langattoman tiedonsiirron käsitteet.

TAAJUUSMAKSULASKENNAN ESIMERKIT

ÄHTÄRI LEHTIMÄKI SOINI

PIKAOPAS 1. Kellotaulun kulma säädetään sijainnin leveys- asteen mukaiseksi.

NTRIP Client asennusohje Android-puhelimeen Geodeettisen laitoksen DGNSS-paikannuskorjauksen

Operaattorivertailu SELVITYS LTE VERKKOJEN KUULUVUUDESTA

Täsmäviljely viljelijän näkökannasta Juha Hartikainen Suonentieto Oy

Kulkuaaltomomittausjärjestelmä

Versio 1.0. BLUETOOTH DONGLE, GS-301 GPS JA NAVICORE PERSONAL Asennusohje Windows 2000/XP ja Nokia Series 60 älypuhelimille

Karttaselain Paikannin J2ME

Sähkö- ja telekaapeleiden pistokoemittaukset 2015

6. GPS ja muut paikannusjärjestelmät

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

PATCH-ANTENNI GPS-VASTAANOTTIMEEN

Kansallinen maastotietokanta. KMTK Kuntien tuotantoprosessit: Selvitys mobiilikartoitusmenetelmistä

Realgreen on kiinteistöön integroitava aurinko- ja tuulivoimaa hyödyntävä monienergiaratkaisu

Kannettavaa teknologiaa

Riistapäivät 2015 Markus Melin Itä Suomen Yliopisto Metsätieteiden osasto


1 Laske ympyrän kehän pituus, kun

PANK PANK-4122 ASFALTTIPÄÄLLYSTEEN TYHJÄTILA, PÄÄLLYSTETUTKAMENETELMÄ 1. MENETELMÄN TARKOITUS

ACCELBIT KARTTASELAIN TRACKER. Karttaselaimen Tracker- sovelluksen käyttöohje versio 1.0 AccelBit Oy

Sisäilmaston mittaus hyödyntää langatonta anturiteknologiaa:

Mustalamminmäen tuulivoimahanke, Karstula

Järjestelmäarkkitehtuuri (TK081702) Web Services. Web Services

4G LTE-verkkojen sisätilakuuluvuusvertailu 1H2014

Langan taipuman mittausjärjestelmä Tiivistelmä

Kuka ratkaisee kuuluvuusongelmat - miten saadaan kokonaisuus hallintaan? Entä mitä tuo 5G?

IoT ON DIGITALLE ARKIPÄIVÄÄ

LIIKENNEVIRASTON OHJEITA. Kelluvien turvalaitteiden asennus- ja mittausohje

Toshiba EasyGuard käytännössä: Portégé M300

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

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

Käyttöohje HERE Maps painos FI

TTY Mittausten koekenttä. Käyttö. Sijainti

Käyttöoppaasi. NOKIA LD-1W

Green BEAM. LAX 300 G ristilaser luotitoiminnolla. Vihreät laserlinjat optimaaliseen näkyvyyteen kirkkaissa sisätiloissa

Paikkatieto-ohjelmistot maataloudessa ATKO

FINNREF- TUKIASEMAVERKKO/PAIKANNUS- PALVELU JA SEN KEHITTÄMINEN

Antennijärjestelmät, ST-käsikirja 12

Matkapuhelinpaikannuksen hyödyntäminen liikennetietojen keruussa

Kemiönsaaren Nordanån merikotkatarkkailu kesällä 2017

Welcome to the World of Machine Control

PIKAOPAS MODEM SETUP

Projektityö: Mobiiliajopäiväkirja. Mikko Suomalainen

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

TAMPEREEN AMMATTIKORKEAKOULU Tietotekniikan koulutusohjelma Sulautettujen järjestelmien suuntautumisvaihtoehto

PIKAOPAS MODEM SETUP FOR NOKIA Copyright Nokia Oyj Kaikki oikeudet pidätetään.

Paikkaperusteiset palvelut

SATELLIITTIPAIKANNUSJÄRJESTELMÄT

Havaintometsän koordinaattien määrittäminen

Projektinhallintaa paikkatiedon avulla

Kannettava tiedonsiirtolaite yksilötason LIVE paikannukseen! Pikakäyttöohje

AntenniTV kaikkialle, kaikkiin päätelaitteisiin

VÄISTÄMÄTTÄ PARAS PYLVÄSRATKAISU

VIANMÄÄRITYSMENETTELY SD-NAVI (versio 1.00)

Miehittämättömän lennokin ottamien ilmakuvien käyttö energiakäyttöön soveltuvien biomassojen määrän nopeassa arvioinnissa

Käyttöoppaasi. NOKIA N81

Laserkeilausaineiston hyödynt. dyntäminen Finavian tarpeisiin

S Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö, kevät 2010

Selvitys Joensuun lentosaavutettavuudesta

KÄYTTÖOHJE. M2M Point - to - Point

Ennen mahdollista uusintakaivua on hankittava ajan tasalla oleva kartta.

LAITTEISTOKOKOONPANON SELVITTÄMINEN JA AJURIEN ASENTAMINEN

Asukastilaisuus puhelimen kuuluvuus ja tv:n näkyvyysasioista Karigasniemen kylätalo

Etäkokouksen onnistumisen välttämätön edellytys on kuulla ja tulla kuulluksi. Ympäristö saattaa olla avotoimisto, auto, mikä tahansa muu kuin

Navigointi- ja taktiikkaohjelmistot. X Sail Racing Team Christer Baggström

Satelliitti- ja antenniliitto SANT ry

Avonline internet-satelliittiyhteys

TIKU-tietopyynnön vastausohje

GPS-datan korjausmenetelmät (4 op)

GNSS-kämmenmikrojen käyttöönoton esiselvitys Turun Kiinteistöliikelaitoksella

Television antenniverkon muutokset Mitä isännöitsijöiltä ja taloyhtiöiltä edellytetään?

Transkriptio:

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO SÄHKÖTEKNIIKAN OSASTO 080450000 Sähkömarkkinoiden seminaari SEMINAARITYÖ 31.03.2004 Vesa Pirinen 0083055 Säte 5 GPS:n käyttö sähkönjakeluyhtiöissä PL 20, 53851 LAPPEENRANTA, p. 05 62111, fax. 05 621 6799 http://www.ee.lut.fi/lab/sahkomarkkina/

2 TIIVISTELMÄ Lappeenrannan teknillinen yliopisto Sähkötekniikan osasto Vesa Pirinen GPS:n käyttö sähkönjakeluyhtiöissä Seminaarityö, Lappeenrannan teknillinen yliopisto 2004 15 sivua, 1 kuva Tarkastaja: Professori Jarmo Partanen Hakusanat: GPS, sähkönjakeluyhtiöt, paikannus, suunnittelu Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää miten sähköyhtiöt nykypäivänä käyttävät GPS:ää apuna. Lisäksi tuli selvittää minkälaisen tarkkuuden uusi tekniikka mahdollistaa ja mitä muita hyötyjä satelliitti paikannus tuo mukanaan. Tutkimuksessa käytettiin jo olemassa olevaa pohjatietoutta ja lisäksi sähköyhtiön edustajien haastatteluja. Tutkimuksessa selvisi, että GPS:n käyttö linjojen paikannuksessa on helppoa ja nopeaa sekä nopeasti yleistynyttä Suomessa viimeisen viiden vuoden aikana. Suuri osa keskijännitelinjoista on jo saatu digitaaliseen muotoon. Lisäksi GPS alkaa vallata alaa myös linjasuunnittelu puolella. Tarkkuudet liikkuvat senteissä, mikä riittää suunnittelun tarpeisiin hyvin. Ajoneuvopaikannuksessa ei olla vielä päästy kovinkaan pitkälle, sillä tiedonsiirtomaksut nostavat rajaa palvelun ostamiseksi. Lisäksi GSM-tekniikasta on tullut GPS:n kilpailija tällä saralla.

3 SISÄLLYSLUETTELO KÄYTETYT MERKINNÄT JA LYHENTEET... 4 1 JOHDANTO... 5 2 GPS-JÄRJESTELMÄ... 5 2.1.1 Paikanmääritys... 5 3 GPS:N KÄYTTÖ KESKIJÄNNITELINJOJEN PAIKANNUKSESSA... 7 3.1 Käytettävän laitteiston kuvaus... 7 3.2 Laitteiston tarkkuus ja hinta... 7 3.2.1 Tarkkuus... 7 3.2.2 DGPS... 7 3.2.3 Hinta... 8 3.3 Laitteiston käyttö... 9 3.4 Käyttöön liittyvät ongelmat... 9 3.5 Missä mennään?... 10 4 GPS:N KÄYTTÖ LINJASUUNNITTELUSSA... 11 4.1 Käytettävän laitteiston kuvaus... 11 4.2 Suunnittelun periaatteet... 11 4.3 Mitä hyötyä uusi tekniikka tuo suunnitteluun?... 11 4.4 Laitteiston tarkkuus ja hinta... 12 4.5 Tulevaisuudessa?... 12 4.6 GPS:n käyttö maakaapelien asennuksessa... 12 5 MUITA GPS- SOVELLUKSIA... 13 5.1 Puhelinoperaattorit vs. GPS- tekniikka... 13 6 JOHTOPÄÄTÖKSET... 14 LÄHDELUETTELO... 15

4 KÄYTETYT MERKINNÄT JA LYHENTEET GPS Global Positioning System, satelliittipaikannusjärjestelmä PPS Precise Positioning Service, tarkka paikannus palvelu SPS Standard Positioning Service, normaali paikannus palvelu L1, L2 Kantoaallot 1 ja 2 DGPS Differentiaded Global Positioning System, differentiaalinen korjausviesti RDS Radio Data System, radiolähetykseen liitettävä digitaalinen lisäinformaatio PKS Pohjois-Karjalan Sähkö Oy GSM Global System for Mobilecommunications, maailmanlaajuinen langaton puhelinjärjestelmä

5 1 JOHDANTO Seminaarityössä tutustutaan GPS-järjestelmien käyttöön sähkönjakeluyhtiöissä. Jo useita vuosia on GPS:ää käytetty linjatarkastuksissa ja pylväiden paikannuksessa. Laitteiden ja järjestelmien kehittyessä on satelliittipaikannusjärjestelmää alettu käyttää myös suunnittelussa apuneuvona. Seminaarissa tehdään katsaus myös ajoneuvojen paikannukseen. Seminaarityössä tarkastellaan GPS-laitteiden hyötyä sähkönjakeluyhtiöille sekä laitteistojen laatu/hinta suhdetta. Myös tulevaisuuden näkymät otetaan esille. 2 GPS-JÄRJESTELMÄ GPS-järjestelmä kehitettiin yhdysvalloissa 1970-luvulla sekä sotilas että siviili-käyttöön. Vuosien 1978-95 aikana saatettiin GPS-järjestelmä nykyiseen toimintakuntoon. Tänä aikana laukaistiin kaikki GPS-satelliitit radalleen. Järjestelmän tulo maksuttomaksi 1983 aikaan sai nopean yleistymisen ja laitteistojen halpenemisen. /1/ Järjestelmä koostuu maapalloa kiertävistä 24 satelliitista, joista 21 on aktiivista ja 3 varalla. Satelliitteja tarkkaillaan viideltä tarkkailuasemalta ja yhdeltä päätarkkailuasemalta. Ne kiertävät maapallon 12 tunnissa ja niiden kiertoradat on kallistettu 55º päiväntasaajaan nähden. Ne sijaitsevat kuudella eri kiertoradalla ja ovat n. 200 kilometrin korkeudella. Lisäksi maassa on 4 satelliittia laukaisuvalmiudessa. /2/ 2.1.1 Paikanmääritys GPS-paikanmääritys perustuu etäisyyksien mittaamiseen vastaanottimen ja vähintään kolmen satelliitin välillä radiosignaalin kulkuajan perusteella. /1/ Paikanmäärityksessä on käytössä kahta erilaista tapaa määrittää sijainti. Seuraavassa lyhyt selostus näistä tavoista. Lisäksi tavoista ilmenee syy kustannusten nousuun. Koodien vaihe-eroon perustuvassa paikanmäärityksessä vastaanotin tuottaa sisäisesti satelliitin lähettämää koodia vastaavaa bittijonoa, jonka aloitushetki pyritään saamaan täsmälleen samaksi kuin satelliitin lähettämän pulssin lähtöhetki. Vertaamalla näiden

6 kahden bittijonon välistä vaihe-eroa, voidaan laskea viestin lähetyksestä kulunut aika ja sitä kautta satelliitin etäisyys vastaanottimeen. /1/ Kantoaallon vaihe-eroon perustuvassa mittauksessa tarkkaillaan kantoaallon vaihe-eroa. GPS-järjestelmän kantoaaltojen taajuudet ovat gigahertsien luokkaa, näin ollen signaalin aallonpituus on n. 19 cm. Tarkkailemalla kantoaallon vaihe-eroa, päästään huomattavasti koodiin perustuvaa mittausta parempiin, käytännössä n. 1 cm tarkkuuksiin. Kantoaaltoon perustuva paikannus vaatii huomattavasti kalliimpia laitteistoja. /1/

7 3 GPS:N KÄYTTÖ KESKIJÄNNITELINJOJEN PAIKANNUKSESSA Kappaleessa tutustutaan keskijännitelinjojen tarkastuksen yhteydessä tehtävään pylväiden paikantamiseen ja välineistöön. Myös tekniikan hyötyjä, haittoja ja kustannuksia otetaan esille. 3.1 Käytettävän laitteiston kuvaus Kuntotarkastajalla on maastotietokoneen lisäksi repussa GPS-laitteisto. Laitteisto koostuu kahdesta vastaanottimesta. Toinen ottaa vastaan GPS-satelliiteilta tulevaa taajuusviestiä ja toinen vastaanotin ottaa vastaan Yleisradion FOKUS- palvelun tarjoamaa GPS differentiaalikorjausviestiä (DGPS). GPS-vastaanottimessa kanavien lukumäärä tarkoittaa kuinka monen satelliitin tietoa vastaanotin pystyy vastaan ottamaan. Jotta sijaintitieto voidaan syöttää maastotietokoneelle täytyy vähintään neljän satelliitin olla taivaalla sekä hajonnan oltava alle kaksi metriä. Lisäksi vastaanottoon tarvitaan kaksi kappaletta antennia. Jotta Yleisradion lähettämää GPS-korjausta voidaan käyttää, se täytyy vastaanottaa teknisellä RDS-vastaanottimella. /6/ 3.2 Laitteiston tarkkuus ja hinta 3.2.1 Tarkkuus Sotilaskäyttöön suunnitellussa PPS (Precise Positioning Service) järjestelmässä tarkkuutena on käytetty 22 metriä vaaka- ja 28 metriä pystysuunnassa. Järjestelmässä vastaanottimet hyödyntävät GPS-satelliittien molempia lähetystaajuuksia (L1=1575,42 MHz ja L2=1227,6 MHz). Siviilikäyttöön tarkoitetut SPS (Standard Positioning Service) sovellukset käyttivät ainoastaan taajuudella L1 lähetettyä informaatiota, sillä Yhdysvaltain puolustusministeriö oli päättänyt salata L2 koodin turvallisuus syistä. Toukokuussa vuonna 2000 salaus poistui ja mittaustarkkuus parani. Ilman differentiaalikorjausta tarkkuus on suurin piirtein 50 100 metrin luokkaa. /3/ 3.2.2 DGPS Koska normaalin GPS:n tarkkuus ei ole riittävä verkostokohteen paikkatiedon määrittämiseen on otettava käyttöön differentiaalinen GPS (DGPS). Tämän järjestelmän periaatteena on, että asennetaan tarkasti tunnettuun paikkaan GPS- vastaanotin, joka vertaa

8 satelliitista saamaansa paikkatietoa tiedossa olevaan paikkatietoon. Tästä vertailusta saadaan selville korjauskerroin, jolla normaalin GPS:n saama paikkatieto on korjattava, jotta päästään parempaan tulokseen. Tämä korjaustieto lähetetään tukiasemien kautta radioteitse eteenpäin. Esimerkiksi Pohjois-Karjalassa lähimmät tukiasemat sijaitsevat Kolilla, Kerimäellä, Kiihtelysvaarassa ja Vuokatissa. Jokainen joka haluaa hyödyntää kuultavissa olevaa DGPS-korjausviestiä, joutuu hankkimaan erillisen DGPSvastaanottimen. Vastaanottimesta korjaustiedot välitetään GPS- navigaattoriin. Kuvassa 1 on esitetty DGPS signaalin kulkureitti. /6/ Kuva 1. DGPS korjaussignaali lähetetään tukiasemalta käyttäjälle /3/ Yleisradio on kehittänyt DGPS-järjestelmän, jonka tarkkuudeksi ilmoitetaan 2 metriä. Käytännössä tarkkuus vaihtelee 2-4 metrin välillä. Tämän palvelun korjaustiedot lähetetään RDS-menetelmällä Yleisradion Radio Suomen taajuuksia hyväksi käyttäen. Tämä järjestelmä vaatii oman vastaanottimen ja palvelu on maksullista. Yleisradio käyttää tästä palvelusta nimitystä FOKUS. /2/ DGPS-laitteiston tarkkuus on riittävä linjatarkastukseen. Ilman FOKUS-palvelua tarkkuus olisi n. 50-100 metriä ja FOKUS-palvelun kanssa n. 2-4 metriä. Tarkkuus vaihtelee n. 1-3 metrin välillä kyseisellä laitteistokokoonpanolla. Suurimmaksi osaksi keskijännitelinjat ovat tarpeeksi avoimilla paikoilla, joten virhe ei kasva liian suureksi kuin vain vaikeimmissa paikoissa. Tarkempaan kohdentamiseen ei ole tarvetta paikkatiedon keruussa, sillä suurimmat poikkeamat suorasta linjasta voidaan korjata käsin, joko paikan päällä tai toimistolla. /6/ 3.2.3 Hinta Tällainen tarkastajan mukana liikkuva GPS-järjestelmä maastotietokoneineen maksaa nykyisin n. 1000-1300 euroa kappale. Jotta tarkkuus saadaan n. 2 metrin tarkkuudelle, täytyy ostaa myös DGPS-palvelu. 12 kuukauden palvelun hinta on noin 700 euroa/laite

9 ja 36 kuukauden palvelu n. 1700 euroa/laite. Tämä palvelu on pakko hankkia muualla kuin rannikkosuomessa, sillä ilmainen merivartioston DGPS-palvelu ei yletä aivan koko Suomeen. /6/ 3.3 Laitteiston käyttö Verkkotietojärjestelmät ja GPS-sovellukset ovat kehittyneet paljon viime vuosien aikana. Sähkönjakeluyhtiöt ovat alkaneet siirtää verkkotietojaan karttalehdiltä sähköiseen muotoon. Sähkönjakeluyhtiöillä on iso urakka edessäpäin, sillä paikannettavaa keskijänniteverkkoa löytyy tuhansia kilometrejä. GPS:ää käytetään erilaisissa tietoteknisissä sovelluksissa kunnonhallintajärjestelmään liittyvänä osakokonaisuutena. Kunnonhallintajärjestelmään kerätään verkostokohteiden kunto- ja rakennetietoa. Lisäksi jokaiselle pylväälle annetaan tarkka paikkatieto GPS:n avulla. Tämä paikkatieto viedään verkkotietojärjestelmään. Paikannus aloitetaan lataamalla mukana kuljetettavaan maastotietokoneeseen karttapohja kyseiseltä tarkastettavalta johtolähdöltä. Karttapohjan ladattuaan maastotietokone on toimintavalmiudessa. Maastossa toiminta on seuraavaa. Tarkastettavalla johtolähdöllä kuljetaan pylväältä pylväälle niiden kuntoa samalla arvioiden. Jokaisen pylvään kohdalla tarkistetaan pylvään kunto sekä sen rakennetiedot. Tarkastuksen jälkeen luetaan laitteen antama paikkatieto ja tallennetaan se maastotietokoneelle. Koko johtolähdön tarkastuksen jälkeen voidaan maastotietokoneen data purkaa yhtiön tietoverkkoon, jossa sitä voidaan tarkastella ja muokata jälkikäteen. /6/ Työpisteellä voidaan tarkastettu johtolähtö tuoda karttapohjalle ja tehdä siihen korjauksia. Tyypillisin korjaus on yksittäisen pylvään sijainnin korjaaminen oikealle linjalle. 3.4 Käyttöön liittyvät ongelmat Käytettävän laitteiston yksinkertaisuus ja helppotoimisuus tekee GPS-paikannuksesta kohtalaisen helppoa. Silti mukana kulkee myös muutama ongelma. Jotta paikkatieto on mahdollista laskea, on taivaalla oltava riittävään monta satelliittia. Vähintään kolme satelliittia on ehdoton minimi.

10 Tämän lisäksi maaston pinnanmuodot tuovat mukanaan ongelmia. Notkelmien pohjalta on luonnollisesti huonompi näkyvyys taivaalle ja siis suurempi todennäköisyys katveelle. Myös puusto luo paljon estettä satelliittiyhteyksille sekä korjaussignaalille. Tuuhean puuston vaikutus voi tulla esille paikkatiedon tarkkuuden heittona. Tarkkuus voi heittää useita metrejä mäkisissä ja metsäisissä maastoissa. /6/ Muita käytännön ongelmia ovat DGPS-viestin lähetysteho. Maaston ja puuston tuomat esteet voivat estää DGPS-signaalin vastaanoton kaukana tuliasemasta. Tukiasema sijaitsee jo niin kaukana, että signaali on erittäin heikkoa. Koska asia koskee vain pientä aluetta kartalla, niin lähetystehon nostaminen voi olla hankalaa pelkästään kyseisellä alueella. Maastotietokoneen koko on nykyisin pienen selkärepun kokoluokkaa. Viime vuosina tekniikan kehittyessä moduulit ovat pienentyneet ja akkukestot parantuneet. Nämä seikat ovat keventäneet maastotietokoneiden massaa. Vaikka koko on pienentynyt, jää koneelle massaa edelleen vielä lähemmäs kymmentä kiloa toimintavalmiudessa. Tämä tarkoittaa, että koneen kanssa liikkuminen on melko hidasta ja työtahti on vain muutamia kilometrejä päivässä. 3.5 Missä mennään? GPS on yleistynyt sijaintitietojen keruussa yleisesti arvioiden viiden vuoden aikana ja lähes kaikissa sähköyhtiöissä käydään keskijänniteverkkoa läpi GPS:n avulla. Pohjois- Karjalan Sähkö Oy aloitti sijaintitiedon keruun vuonna 2000 ja vuoden 2004 alkuun mennessä on noin 2/3 9000 km:n keskijänniteverkosta käyty läpi ja muutettu digitaaliseen muotoon. Urakka valmistuu vuonna 2006. Vastaavasti Kuopiossa Atro:ssa GPS on ollut käytössä pitempään ja kaikki keskijännitelinjat on jo tarkastettu. Seuraavana on vuorossa pienjänniteverkko. /6/, /7/

11 4 GPS:N KÄYTTÖ LINJASUUNNITTELUSSA 4.1 Käytettävän laitteiston kuvaus Suunnittelijalla mukana oleva varustus ei juurikaan eroa linjapaikannuksessa käytettävästä rinkkavarustuksesta. Suurin eroavaisuus on linjasuunnittelussa tarvittava tukiasema, joka laitetaan toimintakuntoon suunniteltavan johto-osuuden läheisyyteen. Tukiasema sisältää GPS- ja DGPS-vastaanottimet sekä lähettimen, jolla lähetetään paikkatietoa suunnittelijan maastotietokoneeseen. Tukiasema sijoitetaan avaraan maastoon kolmijalan varaan seisomaan. /7/ 4.2 Suunnittelun periaatteet Uuden linjan suunnittelun alussa käydään maastossa mittaamassa linjan paikka ja maaston profiili. Tätä varten sijoitetaan tuliasema mitattavan johtolinjan läheisyyteen aukealle paikalle. Kun laitteisto on saatettu toimintakuntoon, otetaan tukiaseman paikka muistiin. Tämä onnistuu, kun vähintään seitsemältä satelliitilta mitataan paikkatieto ja korjataan DGPS-korjauksella. Kun tukiasema on paikannettu, voi suunnittelija aloittaa työnsä johtolinjan ja maastoprofiilin suunnittelussa. /7/ Maastotietokoneella mitataan maastoprofiili. Mittapisteitä tallennettaessa riittää viiden satelliitin yhtäaikainen näkyvyys. Tällöin mittapisteiden keskinäinen tarkkuus liikkuu yksittäisissä senteissä horisontaalisuuntaan ja mitattaessa maastonprofiilia vertikaalinen virhe kasvaa muutamiin sentteihin. Tällainen tarkkuus on täysin riittävä linjasuunnittelussa. /7/ 4.3 Mitä hyötyä uusi tekniikka tuo suunnitteluun? Pienen kokonsa ansiosta tukiasema ja maastotietokone kulkevat auton peräkontissa. Kokonsa ansiosta niiden liikuttelu myös maastossa on helppoa ja kokoaminen nopeaa. Tämä mahdollistaa sen, että suunnittelussa ei tarvita kuin yhden ihmisen työpanosta maastossa. Entiseen tekniikkaan pohjautuvaan täkymetrimittaukseen verrattuna GPS-laitteistolla tehtävä suunnittelu nopeuttaa suunnittelua, on yhtä tarkkaa ja säästää työkustannuksia.

12 4.4 Laitteiston tarkkuus ja hinta Vaikka laitteiston hinta liikkuukin noin 2000-3000 euron hintaluokassa, tulee investointi edullisemmaksi kuin vanhaan tekniikkaan pohjautuva suunnittelu. Tällä hintaluokalla saavutetaan senttimetriluokkaa oleva tarkkuus, joka riittää suunnitteluun loistavasti. Laitteiston lopullinen hinta saadaan selville vasta, kun otetaan huomioon ohjelmistojen ylläpito ja päivitettävyys. Uuden teknisen toteutuksen käyttöön otto voi olla helppoa ohjelmistopäivityksellä, mutta se maksaa lisää. Tämä tulee ottaa huomioon laitteistoa hankkiessa. Itse laitteistot ovat kehittyneet hyvin modulaarisiksi, joten tietyn komponentin vaihtaminen uuteen ei tarkoita koko laitteiston uusimista. /7/ 4.5 Tulevaisuudessa? Nyt on kehitteillä uutta tekniikkaa, jossa voidaan jättää tukiaseman kokonaan pois linjan suunnittelupaikalla. Tämä tukiasema voitaisiin korvata virtuaalitukiasemalla, jonka avulla pystyttäisiin laskemaan maastotietokoneen paikantamat pisteet tarkasti kartalle. Ilmeisesti muutaman vuoden kuluessa on luvassa ensimmäisiä tuotteita. /7/ 4.6 GPS:n käyttö maakaapelien asennuksessa Maakaapelien asennukseen erikoistunut Tuurikoski on liittänyt maakaapelivedossa käytettävään aurauskalustoon GPS-laitteiston, jonka avulla kaapelien sijainti ja syvyys tallentuvat tietojärjestelmään samalla kun kaapeli aurataan maahan. GPS-laitteisto säästää kustannuksissa verrattuna jälkikäteen tehtävään GPS-mittaukseen. Uutta tekniikkaa ovat olleet kehittämässä Iisalmen Puhelin ja Pohjois-Hämeen Puhelin. /5/

13 5 MUITA GPS- SOVELLUKSIA Muita GPS:n käyttökohteita ovat korjausryhmien ajoneuvoissa käytettävät ajoneuvopaikantimet. Seminaaria tehdessäni kysyin useasta verkkoyhtiöstä, käyttävätkö he GPS paikannusta autoissa. Vastaus oli aina kielteinen, mutta tästä mahdollisuudesta oltiin kyllä kiinnostuneita. Tästä voidaan päätellä, että laitteiden tarjoajilla olisi kyllä markkinarakoa, jos vain tarjoaisivat oikean hintaista ja hyvin räätälöityä paketteja. Ilmeisesti suurimpana ongelmana on tällä hetkellä laitteiston hankintahinta ja tiedonsiirtomaksujen suuruus saavutettuun hyötyyn nähden. 5.1 Puhelinoperaattorit vs. GPS- tekniikka Muutamissa yhtiöissä oltiin kiinnostuneita autojen reaaliaikaisesta paikannuksesta, jotta vikatilanteessa lähin ajoneuvo saadaan ohjattua nopeasti oikeaan paikkaan. Asiasta keskustellessani ilmeni, että yhtiöt ovat alkaneet ratkaista asiaa eri menetelmällä kuin GPS. Viimevuosina puhelinoperaattorit ovat tiukan kilpailutilanteen pakossa alkaneet kehittää GSM-tekniikkaan perustuvaa paikannusta (Global System for Mobilecommunications). Yleinen palvelupaikannustarkkuus on saatu jo n. 100 metrin tarkkuuteen hyvässä kentässä. Tätä paikannuspalvelua on saatu markkinoitua hyvin ja Pohjois-Karjalan Sähköllä Oy:llä on otettu käyttöön kokeilu, jossa voidaan tarpeen vaatiessa kyselyllä selvittää työryhmien sijainnit GSM-puhelinten avulla. /6/ Koska kannettavat puhelimet ovat lähes jokaisella mukana, niin ylimääräisiä kustannuksia ei synny laitehankinnoista. Kyseisessä tapauksessa kustannuksiksi tulevat vain tiedonsiirtomaksut operaattorille ja tietokoneohjelmiston hankinta tai ohjelmointi. Ongelmana GSM-paikannuksessa ovat liittymät. Ne ovat henkilökohtaisia ja liittymän paikallistamiseen täytyy saada kirjallinen suostumus käyttäjältä. Toiseksi paikannus on vielä hieman liian epätarkkaa, jotta yksittäiset ajoneuvot voitaisiin ohjata tarkasti vikapaikoille.

14 6 JOHTOPÄÄTÖKSET GPS-tekniikka on otettu yleisesti käyttöön viimeisen viiden vuoden aikana ja keskijännitelinjojen paikkatiedon keruussa ollaan hyvässä vauhdissa. Loput verkot on muutettu digitaalisen muotoon aivan lähivuosina. Linjasuunnittelun puolella entinen tekniikka on vielä valitsevaa, mutta välineistön vanhetessa ja tiedon liikkuessa yhtiöstä toiseen on odotettavissa GPS:n tulevan vallitsevaksi apuvälineeksi suunnittelupuolella. Ajoneuvopaikannus on vielä hyvin lähtötekijöissään GPS-tekniikkaan pohjautuen. GSM-tekniikan kehittyessä nopeasti, voi tästä tulla varteenotettava kilpailija GPS:lle.

15 LÄHDELUETTELO /1/ Kimmo Jämsä: GPS-paikannuksen sovellukset sähköyhtiöissä. Seminaarityö, Sähkömarkkinoiden seminaarikurssi. 2000, 17s. /2/ Digita Oy. 2004. Satelliittipaikannus. [Viitatttu 29.03.2004]. Saatavana www-muodossa: http://www.digita.fi/digita_dokumentti.asp?path=1840;1852;185 8;2163 /3/ Esa Karjalainen: GPS-sovellus PKS:ssä. Muistio. Pohjois- Karjalan Sähkö Oy. 2001, 3s. /4/ Merenkulkulaitos. 2004. NIMI. [Viitattu 29.03.2004]. Saatavilla www-muodossa: http://www.fma.fi/toiminnot/meriliikenteenohjaus/?cat=radionavi gointi&page= /5/ Maanmittauslaitos. 2004. Uutisia. [Viitattu 06.04.2004]. Saatavilla www-muodossa: http://www.maanmittauslaitos.fi/positio/default.asp?id=631&doc id=1753 HAASTATTELUT /6/ Haastattelu 20.02.2004 klo 12.00. Suunnitteluinsinööri Esa Karjalainen Pohjois-Karjalan Sähkö Oy, Joensuu. /7/ Haastattelu 12.03.2004 klo 10.30. Suunnitteluteknikko Kalle Leskinen Atro Oy, Kuopio.