GNSS- ja takymetrimittauksen mittaustarkkuusvertailu kaupunkiolosuhteissa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on tutkia kaupunkiolosuhteiden vaikutusta GNSS- ja takymetrimittauksien mittatarkkuuksiin. Tutkimus toteutetaan vertailemalla työn aikana kerättyä, GNSS- ja takymetrilaitteistolla mitattua havaintoaineistoa toisiinsa. Vertailu kohdistuu mitattujen pisteryhmien välisten ja sisäisten hajontojen tarkastelemiseen. Tutkimukseen liittyen työssä perehdytään myös kaupunkiolosuhteissa yleisesti vaadittaviin mittaustarkkuuksiin, GNSS- ja takymetrilaitteiston toimintaperiaatteisiin, laitteiden mittaustarkkuuksiin sekä mittaustarkkuuksiin vaikuttaviin tekijöihin.

Tutkimuksessa käytettävä mittausaineisto kerättiin Rovaniemen keskustan läheisyydessä sijaitsevassa työmaakohteessa. Mittauksia varten työalueelle perustettiin kolme apupistettä ja seitsemän havaintopistettä. Apupisteet sijoitettiin avoimille paikoille hyvien mittausolosuhteiden mallintamiseksi. Havaintopisteiden sijoittelussa kiinnitettiin huomiota rakennusten ja puuston peitteisiin.

GNSS-toistomittauksia suoritettiin neljän vuorokauden ajan aamulla kello 9 sekä iltapäivällä kello 15. Näin vuorokauden aikojen vaihtelu pyrittiin huomioimaan mittauksissa. Lisäksi GNSS-mittauksissa käytettiin kolmea eri havaintoaikaa, jotka olivat 1, 5 ja 30 sekuntia. Takymetrimittaukset suoritettiin yhden vuorokauden aikana. Takymetrimittauksen orientointipisteinä käytettiin GNSS-laitteistolla mitattuja apupisteitä.

Työn aikana kerätyn aineiston pohjalta todettiin, ettei GNSS-laitteistolla mitattujen havaintojen hajoamisessa ole suuria eroja aamu- ja iltapäivän mittausten välillä. Huomattavia eroja ei ollut nähtävissä myöskään eri havaintoajalla havaintopisteille mitattujen pisteryhmien välillä. Takymetrillä mitattujen havaintojen hajonta oli huomattavasti pienempää kuin GNSS-laitteistolla mitattujen pisteiden hajonta. Lisäksi takymetrillä mitattujen havaintojen hajonta suhteessa toisiinsa oli systemaattista. Työn johtopäätöksenä voidaan todeta kaupunkiolosuhteiden vaikuttavan GNSS-laitteistolla mitattujen havaintojen hajontaan huomattavasti takymetrihavaintoja enemmän.

The aim of this thesis was to study the measuring accuracy of the GNSS system and tacheometer in an urban environment. The thesis also focused on common measuring accuracy guidelines of urban environment. The operating principles of the GNSS system and tacheometer were discussed as well as their claimed accuracies and factors that affect them.

The study was carried out by comparing data measured during the thesis. The comparison concentrated on observing differences between measured point concentrations. The data was gathered with building site surveys. The GNSS surveys were dispersed on four-day period. The surveys were conducted twice a day to observe whether the time of the day affects the results. In addition, surveys were divided to three groups based on the time used in measuring. Tacheometer surveys were conducted on a single day.

The data gathered from measurements showed that there are no notable differences between the measurements done in the morning or in the afternoon. There also were no significant discrepancy in the measurements with different observation time. When comparing the tacheometer and the GNSS devices, the dispersion was noticeably less significant in the tacheometer surveys. As a conclusion, the urban environment affects the dispersion of the GNSS results significantly more than the corresponding results measured by the tacheometer.