Komplexní zpracování geodetických měření

EasyNET

EasyNET je softwarová aplikace, která slouží pro snadné zpracování přesných geodetických měření. Měřická data jsou automaticky vyhodnocována metodou vyrovnání prostorové geodetické sítě. Klasická měření pomocí totálních stanic mohou být doplněna o nivelační měření či měření gyroteodolitem. Původnost a jedinečnost softwaru spočívá v použití pokročilých výpočetních metod, které přinášejí stabilitu výpočtu a vysokou kvalitu dosažených výsledků. Aplikace je vyvíjena pro operační systémy MS Windows a je poskytována v českém a anglickém jazyce.

Významnou předností softwaru EasyNET je funkce pro automatickou detekci a vyloučení odlehlých měření. Autory softwaru navržená a otestovaná detekční metoda je založena na robustním vyrovnání geodetických měření.

Software umožňuje práci s projekty, které ukládají veškerá měřická data spolu s kompletním programovým nastavením, což umožňuje snadný přenos dat mezi jednotlivými uživateli. Vedle četných tabulkových výstupů aplikace disponuje funkcí grafického znázornění geodetické sítě s vykreslením středních elips chyb na jednotlivých bodech sítě (obr. 13) a dále funkcí tvorby výpočetního protokolu (obr. 14). Výstupní kresbu geodetické sítě lze exportovat ve formě obrázku či jako výkres ve výměnném formátu AutoCAD DXF.

Vlastnosti

Základní vlastnosti aplikace EasyNET je možno stručné charakterizovat v následujících bodech:

1. Detekce měřických skupin

Při zpracování geodetických dat je vyžadováno měření ve dvou polohách dalekohledu, které je uspořádané do měřických skupin (osnov měřených veličin). Měřické skupiny, tvořené posloupností měřených záznamů, jsou automaticky rozpoznány a graficky rozčleněny (obr. 1). Jsou-li vstupní měření pořízena pouze v jedné poloze dalekohledů, umožňuje software automatické zrcadlení záznamů (doplnění měření o záznamy v opačné poloze dalekohledu). Součástí je i nastavení rozdílů měření v 1. a 2. poloze, tj. zavedení konstantních vlivů osových chyb přístroje.

2. Základní kontrola měření

Cílem základní kontroly měření je vyhledání hrubých chyb a omylů, které se přirozeně vyskytují v měřených datech. Při kontrole je posuzováno, zda data nabývají reálných (očekávaných) hodnot a zda příslušné odpovídající si hodnoty splňují uživatelem stanovené mezní rozdíly (měření v I. a II. poloze dalekohledu; opakované měření ve více skupinách). Při překročení mezních rozdílů jsou podezřelá měření označena (obr. 1obr. 2obr. 3) a proces zpracování pozastaven. Pro tyto případy je uživatel vybaven skupinou funkcí pro přímou editaci surových měření.

3. Zpracování doplňkových měření

Kromě základních měření pořízených totální stanicí (šikmé délek, vodorovné směry a zenitové úhlů) je možné do vyrovnání geodetické sítě zahrnout i doplňkové geodetické veličiny. Jedná se o samostatně měřené šikmé délky, směrníky (měření gyroteodolitem), převýšení (obr. 4) a svislá provažování.

4. Redukce měřených geodetických veličin

Měřené zenitové úhly a šikmé délky jsou redukovány na přímou spojnici značek měřených bodů (oprava z výšky přístroje a cíle, oprava ze zakřivení Země). Šikmé délky jsou dále redukovány z nadmořské výšky do nulového horizontu a dle volby měřítkového koeficientu do kartografického zobrazení. V případě velkoplošných měření je uživateli umožněno zadávání různých měřítkových koeficientů pro různá délková zkreslení na jednotlivých bodech geodetické sítě. Pro výpočet měřítkově nezkreslených lokálních geodetických sítí lze nulový horizont přesunout do výškového středu sítě a zajistiti tak minimální zkreslení délek při redukci z nadmořské výšky.

5. Robustní výpočet přibližných souřadnic bodů sítě

Součástí procesu zpracování měření je automatický výpočet přibližných souřadnic bodů geodetické sítě. Tyto souřadnice jsou určovány pomocí základních geodetických úloh, a to opakovaně z různých zadaných či již vypočtených bodů geodetické sítě. Z důvodu maximální eliminace vlivu hrubých chyb jsou výsledné souřadnice bodů určeny jako medián ze všech vypočtených kombinací.

6. Kontrola hrubých chyb

Kontrola hrubých chyb měření či chyb zadaných bodů sítě je prováděna na základě porovnání rozdílů měřených šikmých délek a délek vypočtených z přibližných souřadnic (obr. 5). Vypočtené rozdíly jsou porovnávány s mezními rozdíly definovanými uživatelem. Obdobný princip kontroly je aplikován i při zpracování doplňkových měření.

7. Apriorní analýza geodetické sítě

Cílem analýzy je určení apriorních směrodatných odchylek hlavních měřených veličin (šikmých délek, vodorovných směrů a zenitových úhlů), jejichž znalost je nezbytná pro správné stanovení vah měření vstupujících do vyrovnání a správné použití metody detekce odlehlých hodnot. Uživateli jsou nabízeny dva možné přístupy výpočtu apriorní analýzy, a to určení vnitřní a vnější přesnosti sítě.

Výpočet vnitřní přesnosti sítě je založen na určení výběrových směrodatných odchylek měřených veličin. Tyto odchylky jsou vypočtený z hodnot opakovaně měřených ve více měřických skupinách (obr. 6). Výsledné výběrové směrodatné odchylky popisují pouze náhodnou složku celkové směrodatné odchylky měření (tj. případný systematický vliv je zanedbán).

Princip výpočtu vnější přesnosti sítě vychází z vyrovnání protisměrně měřených šikmých délek a zenitových úhlů (obr. 7) a z vyrovnání vodorovných směru měřených mezi trojicemi bodů sítě, které vytvářejí trojúhelníkové uzávěry (obr. 8). Oproti vnitřní analýze výsledné směrodatné odchylky popisují i případné systematické vlivy působící na měření v geodetické síti.

8. Detekce odlehlých měření

Vyhledání odlehlých hodnot geodetických veličin vychází z posouzení velikosti oprav měření (obr. 9). Tyto opravy jsou získány z výsledků robustního vyrovnání geodetické sítě. Při tomto iteračním vyrovnání dochází k postupnému snižování vlivu odlehlých hodnot měření a k získání odhadu měřených veličin, který nezávislý na odlehlých hodnotách.

9. Vyrovnání prostorové geodetické sítě (metodou nejmenších čtverců)

S ohledem na metodu pořízení geodetických dat (současné měření šikmých délek, zenitových úhlů a vodorovných směrů pomocí totální stanice) není využíváno dnes běžně rozšířené zjednodušené metody separovaného vyrovnání polohové a výškové složky geodetické sítě. Namísto tohoto postupu jsou veškerá měření vyrovnávána souhrnně v podobě homogenní prostorové sítě (obr. 10, obr. 11, obr. 12).

V závislosti na volbě počtu fixních bodů a volbě doplňkových měření lze geodetickou síť vyrovnávat v následujících variantách:

  • volná síť s podmínkou Helmertovy transformace na všech bodech sítě,
  • částečně vázaná síť
    • s fixním bodem a volnou rotací sítě s podmínkou Helmertovy transformace na všech bodech sítě,
    • s fixním směrníkem a volnou translací sítě s podmínkou Helmertovy transformace na všech bodech sítě,
  • vázaná síť
    • se dvěma či více fixními body,
    • s fixním bodem a směrníkem.

10. Transformace vyrovnané geodetické sítě

Vzhledem k charakteru zpracovávaných dat, jež přestavují velmi přesná měření inženýrsko-geodetických sítí, je uživateli nabízen pouze jeden typ transformace. Tímto typem je prostorová čtyřprvková transformace skládající se z rovinné shodnostní transformace a posunu výškových souřadnic ve svislém směru. Pro určení transformačního klíče je možno volit mezi metodou „Transformace s vyrovnáním“ (obr. 15, obr. 16) a metodou „Bod a směrník“ (obr. 18, obr. 19). V prvním případě jsou parametry transformačního klíče určovány vyrovnáním metodou nejmenších čtverců ze známých souřadnic identických bodů. Při výpočtu je možno využít detekci odlehlých hodnot souřadnic identických bodů (obr. 17). V případě metody „Bod a směrník“ jsou data transformována tak, aby souřadnice zvoleného bodu a směrník z tohoto bodu na jiný bod sítě odpovídaly zadání.

Dokumentace

Softwarová dokumentace programu EasyNET je poskytována pouze v českém jazyce.

EasyNET dokumentace

Ke stažení

Demo verze programu EasyNET je veřejně poskytována pro vědecké a studijní účely, samovolné využití pro komerční účely není povoleno. Tato omezená verze umožňuje zpracovat maximálně 200 záznamů měření a 7 bodů geodetické sítě.

Odkazy ke stažení programu EasyNET Demo (včetně vzorových vstupních dat) jsou uvedeny níže:

EasyNET Demo CZ

EasyNET Demo EN

Adjust Solutions © 2016 Frontier Theme