Dette indlæg er alene udtryk for skribentens egen holdning.

Ublox Z9P mangler 3,85 meter

10. august 2019 kl. 09:4929
Artiklen er ældre end 30 dage

Jeg har leget videre med min Ublox Z9P GNSS modtager og nu ligger Hashøj hvor den skal, men den er 3,85 meter for lav.

I "Valdemar" kan man slå op at postamentet på Hashøj har en højde på 93.363m i DVR90 modellen og 131.194m Ellipsoidehøjde.

Z9P insisterer på at højden er 89.5m i DVR90.

Generelt er GPS/GNSS ca. 10 gange dårligere til at måle lodret end vandret. Det er langt hen ad vejen en geometrisk ting.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Forestil jer, at i ligger på ryggen med hovedet mod nord, kigger op på himmel(halv)kuglen og ser "lyset" i L-båndet omkring 1.2 GHz:

Illustration: Poul-Henning Kamp.

Farverne angiver signalstyrken fra GPS satelitterne og som man kan se ligger Danmark på en dum breddegrad, for der er stort set ingen satelitter der færdes nord for os.

Det skyldes at man valgte en inklination på 55° for GPS satelitternes baner, de kommer simpelthen ikke længere mod nord end lige over hovedet på os.

Artiklen fortsætter efter annoncen

Det betyder at GPS modtagere er næsten dobbelt så gode til at måle længdegrader som breddegrader her hos os.

Højde måler de derimod elendigt på hele jordkloden, for der kommer aldrig satelittsignaler nedefra.

Derfor viser man normalt GPS højder i hele meter, eller til nød i decimeter.

Næste problem er så: Højden over hvad ?

GPS bruger som tidligere nævnt WGS84 systemet, der er en geometrisk ellipsoide, en lidt fladtrykt kugle.

For alle menneskelige og praktiske formål er det mere relevant at kende højden over den lokale vandstand og den afhænger af den lokale tyngdekraft:

Illustration: NRCAN.

EGM96, Earth Gravitational Model 1996 er i bund og grund et tilnærmet Fourier-spektrum af tyngdekraftens styrke på hele planeten og resultatet er hvor højt vandet ville stå over WGS84 geoiden et givet sted på jorden "alt andet lige"[1]

Nu er der som bekendt intet lige ved geodæsi og geofysik der er lige og derfor har vi DVR90, Dansk Vertikal Reference, her i landet som starter på Århus Domkirke.

Normale GPS modtagere ved intet om DVR90, men giver i stedet Højden over EGM96 og hvis man kigger i det sædvanlige NMEA0183 output ser det således ud:

$GPGGA,072000.00,5524.3895,N,01120.2103,E,7,08,1.0,38.28,M,37.80,M,,*58

38.28 m er højden over EGM96 og 37.80 m er hvor langt videre man skal ned for at nå til WGS84 ellipsoiden.

Ialt er min antenne derfor 38.23 + 37.80 = 76.03m over WGS84 ellipsoiden.

Hvis vi derimod kigger på output fra Z9P modtageren på samme antenne:

$GPGGA,113855.00,5524.39051,N,01120.21084,E,1,06,1.66,32.6,M,41.7,M,,*60

32.6 m over EGM96 og 41.7 m videre ned til WGS84, ialt 74.3 m, hvilket er indenfor usikkerheden uden RTK.

Forskellen på 41.7 og 37.80 = 3.90 meter og så passer højden på postamentet på Hashøj endelig.

Med alle disse mellemregninger, måler jeg nu postamentet på Hashøj med en fejl på

(-10.3±5.5 mm, -15.8±4.2 mm, 606.0 ±10 mm)

Så mangler vi kun to sidste korrektioner: Selve målepunktet er inde midt i postamentet, men via åbninger i to sider kan man få en laser-afstandsmåler ind:

Illustration: Poul-Henning Kamp.

Så den endelige højdemåling bliver 17±10mm til undersiden af min antenne.

Antennens "fase-center" er nær overfladen på den "patch" antenne der er indstøbt i plastik, noget der på øjemål ligner 10-12mm højere oppe.

Så lad os kalde det endelige resultat 6mm±12mm.

Så ja: Med en masse benarbejde kan man på amatørvis indmåle ting indenfor ca. 2cm[2]

Jeg har naturligvis rapporteret EGM89 problemet til Ublox, det burde kunne ordnes med en softwareopdatering, imellemtiden kan man bare lægge 3.9meter til højden manuelt[3].

phk

[1] GPS modtagere implementerer normalt ikke EGM96 med dens tusinde fourier-koefficienter, men bruger i stedet en approximerende matrice. Den helt rigtige EGM96 højde for Hashøj er 38.894 m og for mit hus 38.844 m (Iflg. UNAVO's web-regner)

[2] Min RTK basestation er nu online på RTK2GO.com som "PHK-Slagelse", med ETRS89 og I er velkomne til at bruge den.

[3] Jeg har ikke checket om det er 3.9 meter i resten af landet. Se fodnote 1 ovenfor.

29 kommentarer.  Hop til debatten
Debatten
Log ind eller opret en bruger for at deltage i debatten.
settingsDebatindstillinger
30
14. april 2021 kl. 21:00

Jeg har en der hedder PNRTK også på rtk2go.com, samt jeg kan se der er, yderlig 8 her i landet, men spørgsmålet er nok hvor præsic de er,

Det kan man tjekke ved at finde et nærliggende fixpunkt og lave en indmåling. Herefter sammenlignes med den offentlige database over fixpunkter.

Problemet med rtk2go er naturligvis at du ingen garantier har. Hvis du er afhængig af at en anden har stillet en gratis base til rådighed, så kan det være at den er slukket i morgen. Eller det kan være at den er placeret usikkert og bliver flyttet rundt tilfældigt, så at positionerne ikke er til at regne med.

Ser vi bort fra det, så er det en god service og det koster os ikke noget at lade andre bruge vores baser. Vi kører den der hedder GlostrupDK og den er stabil. Vi bruger den til at indmåle vores fibernet. Der kommer snart en mere i Halsnæs.

Jeg vil iøvrigt anbefale at man bruger alle fire satellitnetværk. Det giver væsentligt hurtigere "fix". Spørgsmål til PHK - er der en grund til at du kun bruger GPS og ikke Galileo, Glonass og Beiduo? Specielt synes det lidt mærkeligt at ignorere Galileo som patriotisk europæer ;-)

29
14. april 2021 kl. 16:16

Den bedste måde er at opsamle et døgns RINEX data og få dem efterbehandlet, f.eks med:

https://webapp.geod.nrcan.gc.ca/geod/tools-outils/ppp.php
28
14. april 2021 kl. 16:06

Jeg har en der hedder PNRTK også på rtk2go.com, samt jeg kan se der er, yderlig 8 her i landet, men spørgsmålet er nok hvor præsic de er, er der en præsic måde at få den rigtige position på, er det survey inn i en halv døgn gerne nat, eller bare få det til at passe med nærmeste plan punkt på. Jeg bruger min til autostyring men der betyder det ikke meget hvor præcis min base er, bare den ikke flytter sig, men det kunne være dejlig for andres skyld at den bare var helt korrekt, men den er under 1 cm i begge retninger på en plan punkt ca halv kilometer syd for mig.

27
7. februar 2020 kl. 13:11

kunne være godt hvis flere ville opstille permanente GPS tilsvarende Poul-Henning Kamp

Hermed lidt opklarende til tråden over DVR90(02) er en teoretisk geoide model (højde reduktion) for middelvandstand i indre danske farvande, målt i 1990 +/-10år, udgivet i 2002, der kom en opdateret model i 2013 og vist nok en ny på vej. DVR bruges nu til alt konstruktionsarbjede såvel på land, som offshore, dog undtaget nordsøen.

Højdereduktion i Dk variere flere meter, enkelte steder mere end 1cm/km, hvorfor man kan bør bruge et gennemsnit. Højdereduktion i et givet punkt kan beregnes på Geodata styrelsens hjemmesidehttps://valdemar.kms.dk/trf/

Aarhus domkirke er ikke relateret til DVR90 model, men den ældre DNN (Dansk Normal Nul), som ikke er relateret til middelvand, hvilket er upraktisk til brug i feks søkort.

ETRS89 var = WGS84, i 1989, men da DK flytter sig ca 1,5cm per år, er forskel nu i nærheden af 60cm. (WS84 er rent sattelit baseret, mens ETRS89 er bundet til lokale referencestationer - som jo flytter med)

Referencetsationer tilsvarende Poul-Hennings skal opstille uden reduktion, dvs position konfigureres i ellisoidehøjde.

26
16. januar 2020 kl. 10:17

Tak for den henvisning

24
16. januar 2020 kl. 09:08

Hvor stor en tidejordseffekt har du målt?

23
25. august 2019 kl. 20:53

En fejl på 17 mm i det vandrette plan!

Det er meget respektabelt for 65km baseline.

Spørgsmålet er dog om det bare er held.

I princippet bør man checke (mindst) to andre fikspunkter i 120° retning set fra Slagelse, for at være nogenlunde sikker på at det ikke er en systematisk fejl der bare tilfældigvis hjalp i dette tilfælde.

22
25. august 2019 kl. 17:49

Mine Reach RS2 er ankommet. Jeg har været forbi et fixpunkt på gravehøjen i nærheden af Ikea i Taastrup:

20190825_170334.jpg

Valdemar har de officielle koordinater for punktet her: https://valdemar.kortforsyningen.dk/FikspunktFrontend/fikspunktdetails.php?number=2-07-00001&type=Planfikspunkt&region=dk&udRefSys=25832

Easting 705988.930 m Northing 6173285.672 m Ellipsoidehøjde 79.333 m

Jeg har brugt PHKs rtk2go station. Den finder selv ud at vælge PHKs som den nærmeste.

Screenshot_20190825-170828_ReachView.jpg

Der er lidt langt så det tog lidt tid at få fix. Det ser således ud:

Screenshot_20190825-171302_ReachView.jpg

Koordinaterne konverteres via dette tool: https://tool-online.com/en/coordinate-converter.php

Resultatet er:

Easting 705988.930 m Northing 6173285.689 m Ellipsoidehøjde 79.410 m

En fejl på 17 mm i det vandrette plan!

Der skal trækkes et eller andet fra højden da den måler til antennen, som sider i toppen af Reach RS2. Så den er faktisk også rigtig inden for få cm.

Det smarte ved RS2 er at den har indbygget GSM modem. Så den skal bare have et SIM kort og så er man kørende. Screenshots er fra min mobiltelefon. Den laver et hotspot som telefonen kan forbinde til og UI er en webserver der kører på RS2.

19
15. august 2019 kl. 08:32

Fordi selve chip-modulet hedder ZED-F9[PT] (P = position, T=time) men det gider jeg ikke skrive hver gang :-)

18
15. august 2019 kl. 00:18

Hvorfor kan jeg ikke finde en Ublox Z9P på Google? Det nærmeste man kommer er en Ublox ZED-F9K ?

17
13. august 2019 kl. 20:52

Ja, så blev jeg klogere - jeg har lært udenad, at der ikke er årstidsvariation for GNSS satellitter - omend jeg ikke kan visualisere det. Men det er mit problem.

Retfærdigvis skal tilføjes, at satellitterne har en præcession som skabes af jordens skævhed / elipsioide, Månen og Jupiter. Det er vel også det som den downloadede tabel viser korrektioner for.

16
13. august 2019 kl. 16:07

Og så lige en væsentlig tilføjelse:

hvis man er så heldig at <strong>nogen</strong> har konstrueret en geoidemodel for det område man er interesseret i, ved at måle h med GNSS og derfra trække geoideundulationen, N.

I Danmark er nogen Afdelingen for Geodæsi og Geodynamik ved DTU Space, som, på vegne af SDFE og med brug af bl.a. SDFEs operationelle opmålingsdata, gennem mange år løbende har udarbejdet geoidemodeller for Danmark. Modellen indgår i transformationspakken PROJ og kan hentes via PROJ Datumgridsiden

15
13. august 2019 kl. 15:50

Hvor stor er fejlen hvis man blot tager ellipsoidehøjden og trækker noget fra for at ramme den gennemsnitlige DVR90 højde for hele landet?

Baldur,

Den korte version af et svar: Op til cirka 3 meter.

Den meget længere forklaring kommer her:

Forskellen mellem et punkts højde over ellipsoiden, h, og dets DVR90-kote, H, kaldes “geoideundulationen” og betegnes sædvanligvis “N” i geodæsilitteraturen. Så den korte version af den historie er at H = h - N.

Geoideundulationen varierer ret kraftigt hen over Danmark - især i øst-vestlig retning, som du kan se af disse eksempler:

Svaneke: 55°08′N 15°08′E, N = 34.4133 m Blåvandshuk: 55°30′N 08°12′E, N = 40.8310 m Skagen: 57°45′N 10°30′E, N = 37.4630 m Gedser: 54°35′N 11°54′E, N = 37.9953 m

Så (løst formuleret) ligger Vesterhavet seks meter højere over ellipsoiden end Østersøen gør. Det løse i formuleringen vedrører betydningen af ordet “højere”: Vesterhavet forsøger ikke at “rulle ned ad bakke” og ind i Østersøen, for det ville kræve at Vesterhavet havde en større beliggenhedsenergi end Østersøen og det har Vesterhavet ikke.

Humlen ved koter frem for højder over ellipsoiden er netop at koter afspejler beliggenhedsenergi: Hvis et punkt A, har en højere kote end et andet punkt B, så vil man (principielt) kunne få vand til at flyde frit fra A til B. Hvis A har højere højde over ellipsoiden end B er det ikke nødvendigvis tilfældet. Så når man lægger kloakrør er koter essentielle!

Højder over ellipsoiden, h, er geometriske fænomener, som kan måles med GNSS. Koter, H, er geofysiske fænomener, som kan måles ved nivellement eller, hvis man er så heldig at nogen har konstrueret en geoidemodel for det område man er interesseret i, ved at måle h med GNSS og derfra trække geoideundulationen, N.

13
13. august 2019 kl. 10:48

Min foregående kommentar skal ikke forstå som, at eg. GPS-satellitterne ses med inklination på 55 grader på vores breddegrad. Den er naturligvis altid mindre på grund af observations-bredden.

12
13. august 2019 kl. 10:33

Ovenfor tales om inklination på 55 grader, lidt mere for Galileo og Glonass. Det er vel inklinationen i forhold til Jordens baneplan, hvilket betyder at den observerede inklination med årstiderne vil variere +/-23,4 gr.

Og det giver ikke derfor ikke stor inklination om vinteren - og slet ikke i de polare egne.

Eller har jeg misforstået noget ?

9
12. august 2019 kl. 09:54

Det skyldes at man valgte en inklination på 55° for GPS satelitternes baner, de kommer simpelthen ikke længere mod nord end lige over hovedet på os.</p>
<p>Det betyder at GPS modtagere er næsten dobbelt så gode til at måle længdegrader som breddegrader her hos os.

Galileo bruger så vidt jeg kan se 56gr og GLONASS 64,8gr. Gør det dem ikke bedre end GPS på vores breddegrader? Jeg tænker, at Rusland netop har gjort det fordi de har brug for bedre opløsning længere mod nord, og vel til dels også EU, selvom forskellen er noget mindre.

8
12. august 2019 kl. 09:31

Hvorledes påvirker ændringer i ** temperatur** og grundvandspejl dit system? Med venlig hilsen Flemming Pyr

7
10. august 2019 kl. 14:21

D'Herrer: Mød Thomas Knudsen, som ud over at have været RUS-vejleder for mig for mange år siden også sidder i SDFE-eller-hvad-det-nu-hedder og arbejder med alt det her til daglig.

Og ja: Selvfølgelig skal basestationen ikke have DVR90 højden og det har min heller ikke.

Jeg havde ikke fået morgen-the nok da jeg skrev den fodnote.

6
10. august 2019 kl. 14:08

Baldur: Det er korrekt at det er forkert at indkode basestationens dvr90-højde ("kote"): højden skal være ETRS89.

For at få dvr90-koter på roveren skal denne have dvr90-geoidemodellen indbygget, i stedet for den globale egm96.

Forskellen er typisk på decimeterniveau.

5
10. august 2019 kl. 12:55

Jeg ved faktisk ikke hvordan DVR90 er defineret, men i den FOSS pakke der hedder "Proj" (<a href="https://proj.org/">https://proj.org/</a&gt;) er den defineret ved en 1MB "dvr90.gtx" grid fil:

Hmm betyder det ikke at det faktisk er forkert at have en base med DVR90 højde kodet ind? Basens offset til ellipsiode vil ikke nødvendigvis være det samme som roverens offset. Og det samme gælder også (måske i mindre grad?) hvis vi måler offset til EGM96.

3
10. august 2019 kl. 12:03

Jfr. PHK’s signal-model, hvem har et bud på målefrekvens + måleperiode for at få “bedst mulig” resultat

Generelt bør man lave et gennemsnit over et multipla af 12 timer, fordi det er omløbsperioden for satelitterne.

Man kan file lidt på resultaterne ved f.eks kun at lave gennemsnit i 12 mørke timer uden for meget solplet aktivitet osv. men generelt bliver det ikke meget bedre.

Frekvensen behøver ikke være specielt høj, hvis man laver et døgngennemsnit er det i princippet nok med en måling hver 300 sekund eller deromkring.

Hvis man laver simple gennemsnit kan det faktisk være en ulempe at have for høj sample-rate, idet visse fejltyper, herunder multipath, kan blive overrepræsenteret.

2
10. august 2019 kl. 11:51

Hvor stor er fejlen hvis man blot tager ellipsoidehøjden og trækker noget fra for at ramme den gennemsnitlige DVR90 højde for hele landet?

Hvor stor er forskellen mellem EGM96 og DVR90 hvis man ligeledes tillægger en konstant der repræsenterer et gennemsnit for landet?

Da jeg var forbi Hashøj fik jeg ellipsoidehøjden direkte udlæst. Ikke noget med EGM96. Og det passede rimeligt godt med det officielle tal.

Man kan vistnok downloade tabeller med DVR90 for landet opdelt i et grid, så det er nemt at komme fra ellipsoidehøjden til DVR90 uden tunge beregninger.

1
10. august 2019 kl. 10:29

Takker.

P.S.: jeg har lavet nogle måleserier med en “gammel” GPS (Garmin ForeTex 201) som ifølge Garmin DK ikke understøtter EGNOS (men kun WAAS). Er det nu iøvrigt rigtigt ? Sendes korrektionerne ikke på samme måde ?).

Jeg kan ikke afgøre hvilken målefrekvens (sek, min, flere minutter (eg. 10)) eller måleperiode / antal målinger som skal benyttes for at have nok målepunkter til et validt, simpelt, gennemsnit (grafik kan vise ekstremt afvigende målinger). Jfr. PHK’s signal-model, hvem har et bud på målefrekvens + måleperiode for at få “bedst mulig” resultat ?

Jeg kan bekræfte, at bredden, som observeret, har størst spredning på resultaterne.