Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
phloggen

Afstressningshobby

Jeg nævnte i debatten under forrige blogindlæg at det var lykkedes mig at knække koordinatsystem-nøden.

Kort fortalt: GPS og de andre GNSS systemer arbejder i et koordinatsystem der hedder WGS84.

WGS84 er defineret efter fjerne kvasarer og tager ikke hensyn til at overfladen på den her planet består af klippeskorper der driver rundt på må og få:

Illustration: Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut

Det vil sige at hvis man måler koordinaterne af et eller andet og kommer tilbage og måler igen et år senere, viser GNSS modtageren et resultat der er nogle centimeter anderledes.

Det kan man indlysende nok ikke bruge i f.eks et matrikelregister, så EU har defineret et andet koordinatsystem, ETRS89, der følger med den plade vi sidder på, som bevæger sig ca. en tomme om året i retning af Sct. Petersburg.

Denne omregning er ikke triviel, det svenske Lantmäteriet har en glimrende rapport om en "simplificieret transformation" til maritime anvendelse i det baltiske område. (Med mange gode plots af bevægelsernes retning og størrelse!)

Ud over konverteringen til ETRS89, skal man yderligere bruge en national eller lokal højdemodel, her i landet DVR90.

Hvis man vil lave sin egen GNSS basestation er proceduren følgende:

Lav en 24 timers RINEX fil

En RINEX fil er en datafil med de rå tids, fase og doppler målinger fra GPS modtageren. Filen bør indeholde 24 timers data, men det er nok med en måling hver 30 sekunder.

Open Source softwaren "GPSD" indeholder både et "ubxtool" program til at konfigurer Ublox Z9P modtageren og et "gpsrinex" program til at lave RINEX filen. Læs dokumentationen.

Reducer RINEX filen

"Natural Resources Canada" kører meget venligt en gratis webservice hvor man kan indsende en RINEX fil og noget tid efter modtage en email med de reducerede data.

Det er vigtigt at vælge Processing Mode "Static" og "ITRF" (JavaScript skal være enabled, ellers virker det ikke.)

Vent på email'en, det kan godt tage en dags tid hvis de har travlt, download "full results" og find følgende linier i mumle.sum filen:

POS CRD  SYST        EPOCH          A_PRIORI         ESTIMATED       DIFF SIGMA(95%) CORRELATION
POS   X IGS14 19:193:78465      3558659.1400      3558658.2849    -0.8551     0.0144  1.0000
POS   Y IGS14 19:193:78465       713470.0500       713470.3005     0.2505     0.0095  0.3732  1.0000
POS   Z IGS14 19:193:78465      5227272.8800      5227271.1285    -1.7515     0.0154  0.8701  0.4543  1.0000

Dette er Cartesianske koordinater i IGS's ITRF14 koordinatsystem.

Nyd endelig også PDF filen.

Konverter til ETRS89

ETRS89 vedligeholdes af EUREF, der også meget venligt stiller en gratis webservice til rådighed.

Indtast XYZ koordinaterne fra "ESTIMATED" kolonnen i input feltet

Skift "epoch format" til YYYY-MM-DD og udfyld både input og output "epoch" med datoen hvor RINEX filen blev optaget.

Tryk "Transform" men check evt. "Vis mellemresultater" først hvis du er fan af matrix-regning eller bare numerisk masochist.

Output er også I XYZ format, men nu i ETRS89 koordinatsystemet:

phk 3558658.86300  713469.88660 5227270.72640

Konverter til UTM32 og DVR90

Så skal vi have fat i GeoDataStyrelsens Valdemar koordinattransformations web-service.

Vælg "GPS-transformation", indtast X, Y og Z fra forrige trin og tryk "Beregn"

"utm32Hetrs89_h_dvr90" giver UTM koordinater, som svarer til meter i landskabet:

N 6142511.108 m  E 647954.500 m  H 38.276 m

"geoEetrs89" giver længde og breddegrader, samt højde over geoiden:

55 24.38942 nt   11 20.21028 nt   76.045 m

Der har vi så endelig de officielle danske koordinater, som passer med alt andet vidnesbyrd jeg har.

Lav en RTK base-station

Når man bruger RTK mellem to GPS/GNSS modtagere, fortæller man base-stationen hvor den er og roveren udregner sin position ud fra disse koordinater samt forskellem mellem base og rover.

Hvis man fylder WGS84 koordinater i basen, (eller selv lader den lave et gennemsnit), viser roveren WGS84 koordinater.

Hvis man fylder ETRS89 koordinater i basen, viser roveren også ETRS89 koordinater.

Jeg har ikke prøvet at bruge Ublox Z9P som base-station, så denne del kan jeg ikke hjælpe med, men det virker når jeg bruger min NovAtel som base-station for Z9P'en.

En ny hobby

I mit tilfælde er usikkerheden 6mm i N/S, 9mm i Ø/V og 21mm i højden. (Findes nemmest i PDF filen fra NRCAN.)

Hvis min antenne sad bedre fast kunne usikkerheden muligvis bringes yderligere ned, men monteret på en opsats på en træspærkonstruktion bliver det næppe meget bedre.

Denne nøjagtighed opnås først hvis man indsender RINEX filen to-tre uger senere, først da har geo- og astro-fysikere fra hele verden fastlagt GPS satelitternes præcise, som i "submillimeter", positioner da RINEX filen bliver optaget.

Hvis man indsender filen med det samme, får man en "Rapid" beregning der "kun" er præcis indenfor nogle centimeter.

Men det bringer mig så til min nye afstresningshobby.

Ikke kigge på maling der tørrer.

Ikke se græsset gro.

Men måle at kontinentalpladen bevæger sig under mig.

Hvis jeg laver en RINEX fil igen til næste sommer, bør RINEX løsningen fra NRCAN være omkring 2-3 cm anderledes end den fra i år, mens resultatet i ETRS89 skulle meget gerne være det samme, inden for usikkerheden og derfor behøver vi ikke opdatere koordinaterne i Matrikelregisteret en gang om året.

Fortsættes (om 12 måneder.)

phk

PS: Min base-station er nu på RTK2go.com som mountpoint "PHK-Slagelse". En af dagene kører jeg ud til Hashøj igen for at validere den.

Poul-Henning Kamp er selvstændig open source-softwareudvikler. Han skriver blandt andet om politik, hysteri, spin, monopoler, frihedskampe gør-det-selv-teknologi og humor.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det er fascinerende hvordan noget som man som lægmand aldrig rigtig har skænket en tanke og bare har set om et simpelt koordinatsystem på en kugle rent faktisk viser sig at være meget mere kompliceret end som så.

Tak for forklaringen. Både i denne og de to foregående posts.

  • 33
  • 0

Hvis du googler "N55 24.38942 E11 20.21028", klikker på kortet, klikker på sattelit, passer pilen så med antennens placering på taget?

  • 2
  • 1

WGS84 er defineret efter fjerne kvasarer og tager ikke hensyn til at overfladen på den her planet består af klippeskorper der driver rundt på må og få

Det er ikke helt indlysende (for mig) hvordan man har grebet den definition an; den må jo tage højde for at jorden snurrer rundt, både om sig selv og om solen.
PS: Tak for de rigtig gode blog-indlæg!

  • 3
  • 0

Med atomure til rådighed kan man definere det efter stjernens position kl 12. Og nævnte kvasarer forudsættes at være så langt væk, at jordens position om solen har minimal betydning.

Men hvad gør man ved at jordens rotationshastighed varier lidt tilfældigt, jævnfør behovet for skudsekunder?

Måske WGS84 bare er arbitrær og ikke rigtig er stabilt i forhold til noget punkt på jorden. Kontinentalpladerne flyder alligevel også rundt lidt tilfældigt.

  • 3
  • 0

Tak for indlæg. Det ER fascinerende - hvis man ikke kan nøjes med græs og maling .....

Men min overskrift hentyder til “de gamle knarker” som målte op - både stjernehimmel (eg.Tycho Brahe), lyset (naturligvis Ole Rømer) og landjorden (med målevogn, sekstant, teodolit og tonsvis af håndberegninger). Eller bare dem som målte vores farvande i 188xerne med stager og lod.
Hver af disse opmålinger giver baggrund for at påskynde den lille GNSS-chip til kr.5 i vores apparater - og de mere nøjagtige, komplicerede, stumper og beregninger som PHK beskriver resultatet af.

Medens græsset gror, så tænker jeg over hvordan man kan styre rumfartøjertil near-miss med planeter, måner og asteroider ......

  • 2
  • 0

Heraklit og landmåling

Tak til PHK for at svare på hvad referencen er for GPS systemet er, når nu alting med Heraklits ord flyder. Jeg har aldrig haft ihærdigheden til at dykke så langt ned i problemstillingen.

Hvis man også har interesse for landmåling og den til grund liggende matematik, så kan jeg anbefale Jørgen Eberts lille bog om Casper Wessel og de komplekse tal: https://www.ugle.dk/kompleks.html

  • 2
  • 0

Mit spørgsmål er, hvor godt er roveren så bestemt når den bevæger sig rundt? Er det også i mm præcision eller da den er i bevægelse så er den større? Har du reelt lavet et kit så man kan få sin robotplæneklipper til at klippe uden kantsnor, som du beskrev tidligere?

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten