LMV-rapport 2008:4 - Lantmäteriet

LMV -Rapport 2008:4R a p p ortserie: G eod esi och G eogra fisk a inform a tionssystemK o m m u n ik a tio n sa ltern a tivfö r n ä tverk s-R TK– virtuell referensstation kontranätverksm eddelandeExam ensarbete avD aniel Johansson & Sören PerssonG ävle 2008L A N T M Ä T E R I E T

C opyright ©2008-08-19Författare D aniel Johansson & Sören PerssonTypografi och layout Rainer H ertelTotalt antal sidor 54LMV -Rapport 2008:4 – ISSN 280-5731

K o m m u n ik a tio n sa ltern a tivfö r n ä tverk s-R TK– virtuell referensstation kontranätverksm eddelandeExam ensarbete avD aniel Johansson & Sören PerssonG ävle 2008L A N T M Ä T E R I E T

FörordDetta examensarbete på C-nivå avslutar vår utbildning påGeomatikprogrammet med inriktning mot mätningsingenjör vidHögskolan i Gävle. Arbetet har utförts på uppdrag avGeodesienheten på Lantmäteriet i Gävle.Vi vill tacka våra förträffliga handledare på Lantmäteriet, Dan Norinoch Tomas Holmberg, för förstklassig vägledning och samarbeteunder vårt examensarbete, samt vår handledare Linda Ahlm påHögskolan i Gävle.Vi vill också rikta vår tacksamhet till Bo Jonsson, Stefan Öberg,Gunnar Hedling, Lars Jämtnäs och övrig personal påGeodesienheten och SWEPOS-driften för hjälp, råd och stöd underden trevliga tid vi hade på Lantmäteriet.Gävle, juni 2008Daniel JohanssonSören Persson5

SammanfattningVid användning av nätverks-RTK behöver driftcentralenkommunicera med användarens GNSS-mottagare på ett effektivt sättoberoende av fabrikat. Av den anledningen finns ett standardiseratformat för överföring av data som är utvecklat av The RadioTechnical Commission for Maritime Services (RTCM). 2006publicerades version 3.1 som stödjer utsändning av s.k. nätverksmeddelandesom innebär att komprimerade observationsdataskickas till mottagaren för beräkning av korrektioner. För attbestämma GNSS-mottagarens position används i dag till störstadelen tekniken med virtuell referensstation (VRS). Denna teknikanvänds bland annat av SWEPOS som driver en nätverks-RTK-tjänsti Sverige. VRS-tekniken kräver att mottagarens position genomtvåvägskommunikation ska skickas till driftcentralen, därhuvuddelen av beräkningarna sker. Nätverksmeddelande har intefunnits i tidigare versioner av RTCM-standarden, men införandet avdem innebär bland annat att korrektioner kan skickas medenvägskommunikation och att större delen av beräkningarna kangöras i mottagaren.Syftet med studien är att göra jämförelser mellan VRS och RTCM 3.1nätverksmeddelande, med avseende på bland annat mätkvalitet ochinitialiseringstider. I studien ingick även att undersöka behovet avnätverksmeddelande och hur tekniken fungerar under förflyttning.I studien användes GNSS-mottagare från Leica och Trimble för attgöra upprepade mätningar med dels VRS och dels RTCM 3.1nätverksmeddelande med s.k. automatisk respektive statiskkonfiguration. Statisk konfiguration användes i två olika nät medolika s.k. masterstationer. Ett med SWEPOS-stationen Gävle och ettmed SWEPOS-stationen Leksand som masterstation. Totalt 1200mätningar utfördes på tre väl inmätta punkter under 12 dagar. Vidvarje mätning registrerades tiden till fixlösning och mätt position.Mätvärdena bearbetades därefter och analyserades med statistiskametoder.Resultaten visade bland annat att initialiseringstiden för nätverksmeddelandeär något längre än för VRS och att det inte finns någonstörre skillnad i kvalitetstalen mellan VRS och nätverksmeddelandegällande mätta positioner. Inte heller mellan det automatiska nätetoch de statiska näten finns någon större skillnad. 95:e percentilensavvikelser var i plan 25 mm och i höjd 45 mm. De enda resultatensom skiljde sig nämnvärt från övriga var mätningarna med Leica idet statiska nätet med Leksand som masterstation, där Leica hadeproblem med att få fixlösning. Detta kunde bero på det relativt långaavståndet mellan mätpunkterna och referensstationen i Leksand.7

AbstractWhen using network RTK the control centre needs to communicatewith the user's GNSS receivers in an efficient manner regardless ofthe brand of equipment. For this reason, a standardized format fortransmission of data has been developed by The Radio TechnicalCommission for Maritime Services (RTCM). In 2006 the version 3.1was released which supports broadcasting of network RTK messageswhich means that the compressed observation data are sent to therover for calculation of corrections. Today the most used concept todetermine the position of the rover is the Virtual Reference Station(VRS). SWEPOS, which provides a network RTK service in Sweden,is based on the VRS concept. The concept requires that the positionof the rover should be sent to the control centre, where most of thecalculations are made. Network RTK messages are not present inearlier versions of the RTCM standard, but their introduction meansthat corrections can be sent with one-way communication and thatmost of the calculations can be made in the rover.The purpose of the study is to make comparisons between the VRSand RTCM 3.1 network RTK messages regarding the measurementquality and the time for initialization. The study also included toexamine the need for network RTK messages and how thetechnology works while continuously moving the rover.The study used GNSS receivers from Leica and Trimble to makerepeated measurements with VRS and with RTCM 3.1 withautomatic and static configurations. Static configuration was used intwo different networks, one in which the SWEPOS station Gävle andone in which the SWEPOS station Leksand were used as masterstation respectively. Totally 1200 measurements were carried out onthree known points in 12 days. At each measurement the time forinitialization and the measured position was registered. The resultswere then processed and analysed using statistical methods.The results showed that the times for initialization regardingnetwork RTK messages are slightly longer than for VRS and thatthere is no obvious difference in quality between the VRS andnetwork RTK messages regarding the measured positions. Thedifference between the automatic network and the static network isnot noticeable either. 95th percentile discrepancies were 25 mmhorizontally and 45 mm vertically. The only results that clearlydiffered from the rest of the measurements were those with Leica inthe static network with Leksand as master station, where Leica hadproblems to resolve the ambiguities.8

K o m m u n ik a tio n sa ltern a tivfö r n ä tverk s-R TKFörord 5Sammanfattning 7Abstract 81 Introduktion 111.1 Bakgrund 111.2 Syfte 122 GNSS-mätning med nätverks-RTK 132.1 Faktorer som påverkar GNSS-mätningar 142.2 RTK 152.3 Satellitgeometri kontra signalkvalitet 152.4 Kommunikation 162.5 RTCM-formatet 172.6 Virtuell referensstation, VRS 172.7 Ytkorrektionsparametrar (FKP) 182.8 RTCM 3.1 Nätverksmeddelande 182.9 Nätverks-RTK under förflyttning 202.10 State Space Representation 202.11 SWEPOS 213 Metod 233.1 Databehandling 273.1.1 Felteori 273.1.1.1 Riktighet 283.1.1.2 Precision 293.1.1.3 Noggrannhet 293.1.1.4 Avvikelse på olika nivåer 293.2 Förflyttningsförsök 304 Resultat 314.1 Mätnoggrannhet 319

4.2 Initialiseringstider och andel lyckade initialiseringar 334.3 Resultat för respektive fabrikat 344.3.1 Mätnoggrannhet 344.3.2 Initialiseringstider och andel lyckade initialiseringar 364.3.3 Förflyttningstest 375 Diskussion 385.1 Förflyttningsförsök 405.2 Framtiden 406 Slutsatser och framtida studier 42Referenser 43Bilaga A - Planavvikelser 45Bilaga B – Höjdavvikelser 47Bilaga C – Kumulativ fördelning av avvikelser49Bilaga D – Initialiseringstider 50Bilaga E - Mätschema 5110

Kommunikationsalternativ förnätverks-RTK1 Introduktion1.1 BakgrundNoggrannhet och precision på mätningar med hjälp av GlobalNavigation Satellite Systems (GNSS) är inom vissa områden mycketviktigt. Det kan vara inom lantmäteri, byggmätning, för maskinstyrningeller för insamling av kartdata. För att få bra noggrannhetpå mätta positioner krävs relativa mätningar med två GNSSmottagarevarav den ena finns på en punkt med känd position, ens.k. referensstation. Den andra GNSS-mottagaren kan då användasför inmätning eller utsättning genom att använda data om satellitsignalernafrån referensstationen. Dessa data eller korrektioner kansändas ut och mätning och beräkning sker då i realtid. Om en sådanrealtidsmätning görs med en noggrannhet på centimeternivå ochmed en rörlig mottagare kallas tekniken för Real Time Kinematic(RTK). För det mesta används nätverks-RTK för mätningar som harsådana noggrannhetskrav. Då beräknas korrektioner med hjälp avdata från ett flertal fasta referensstationer i rikstäckande eller lokalanätverk. I Sverige finns SWEPOS som drivs av Lantmäteriet och enav deras tjänster är att sända ut korrektioner till användare avnätverks-RTK.För utsändning av data till mottagarna från SWEPOS används GSMnätet,antingen genom uppringda uppkopplingar eller över Internetmed General Packet Radio Service (GPRS). Då möjliggörs användningenav de tekniker som kräver tvåvägskommunikation. En avdem är virtuell referensstation (VRS) som innebär att mottagarensposition sänds in till nätverkets driftcentral som skapar en virtuellreferensstation i närheten av mottagaren för att baslinjen (avståndetmellan referensstation och mottagare) ska bli så kort som möjligt försnabb och noggrann positionsberäkning.För att underlätta användandet av olika fabrikat av GNSS-mottagaresker överföringen av datameddelande från driftcentralen med ettstandardiserat format, the Radio Technical Commission for MaritimeServices (RTCM), som definierar hur data ska skickas. Förnärvarande används två versioner, RTCM 2.3 och 3.0. Version 3.1som stödjer s.k. nätverksmeddelande har nyligen tillkommit, bland11

annat för att kunna skicka observationsdata från nätverket medenvägskommunikation.1.2 SyfteI det här examensarbetet studeras de tekniker inom nätverks-RTKsom används idag för att leverera korrektioner till användarna ochde alternativ som utvecklats på senare år för att förbättra satellitpositioneringensanvändning och kvalitet. Examensarbetets syfte äratt göra jämförelser mellan och analyser av två sådana tekniker. Denena är tekniken med virtuell referensstation som tillämpar tvåvägskommunikationoch är den metod som används i dagsläget iSWEPOS Nätverks-RTK-tjänst. Den andra tekniken använder detnya standardformatet RTCM 3.1 nätverksmeddelande och denundersöktes i tre olika varianter. Båda teknikerna undersöktes medde två fabrikat av GNSS-mottagare som idag stödjer RTCM 3.1 mednätverksmeddelanden.Målet är att få svar på följande frågor utifrån ett användarperspektiv:• Vilken noggrannhet och precision kan uppnås med de olikakoncepten?• Hur lång är initialiseringstiden för de olika koncepten?• Hur fungerar nätverks-RTK med VRS respektivenätverksmeddelande vid förflyttning längre sträckor?• Kommer det att finnas ett behov av RTCM 3.1 nätverksmeddelande?12

2 GNSS-mätning med nätverks-RTKEn GNSS-mottagares position bestäms initialt genom att avståndettill minst tre satelliter (plus ytterligare en för korrektion avmottagarens klocka) beräknas genom tiden det tar för varjesatellitsignal att nå mottagaren. För att mäta tiden det tar för signalenatt gå från satellit till mottagare används en kod som skickas medsignalen. Metoden kallas kodmätning och tillsammans medinformation om satelliternas position, som beräknas ur bandatainformationeni satellitmeddelandet, kan mottagarens positionbestämmas med hjälp av inbindning.Avståndet mellan satellit och mottagare kan även bestämmas avfasförskjutningen mellan den mottagargenererade bärvågssignalenoch bärvågen från satelliten plus antalet hela våglängder under enviss tidsrymd (epok). Delen av våglängden mäts genom att beräknafasförskjutningen på signalen som kopieras i mottagaren. Metodenkallas bärvågsmätning och mottagaren ger en s.k. flytlösning framtills att antalet hela våglängder, periodobekanta, är fixerade tillheltal. Heltalslösning kan fås på flera sätt, till exempel genom attmäta under flera epoker (figur 1) eller med relativ mätning med tvåmottagare. Med realtidsmätning löses periodobekanta under en s.k.initialisering. Om mottagaren är initialiserad så har den fått enfixlösning med centimeterprecision, att jämföra med en flytlösningsom ger en precision på ungefär en meter på mätning över en epok.Figur 1: Bärvågsmätning mot en satellit under två epoker.Den enklaste metoden för GNSS-mätning kallas absolut positionsbestämningoch då används bara en mottagare och kodmätning. Omen viss tillämpning behöver en bättre noggrannhet kan relativpositionsbestämning användas. Det finns i huvudsak två metoder förrelativ positionsbestämning i realtid, dels differentiell GNSS(DGNSS) som utnyttjar kodmätning, dels RTK som använderbärvågsmätning. RTK står för Real Time Kinematic och innebär att13

mottagaren är rörlig och att mätningen sker i realtid. Den bättrenoggrannheten fås genom att både lösa periodobekanta och reducerade flesta av felkällorna som påverkar mätningarna.2.1 Faktorer som påverkar GNSSmätningarKorrektionerna som ska läggas på de mätta avstånden mellan ensatellit och basstationen respektive mottagaren beräknas av defelkällor som påverkar mätningarna. Dessa kan vara:• Banfel. I signalen från satelliten finns framräknade banparametrarsom predikterar var satelliten kommer att befinnasig vid en viss tidpunkt, även kallat bandata. Banfelet ärskillnaden mellan bandata och satellitens faktiska position.• Klockfel. Satelliten har precisa atomklockor, men dessa kanändå orsaka fel i avståndsmätningen eftersom den krävernoggrann tidsmätning. Även klockan i mottagaren kan bidratill fel i mätningen.• Jonosfären. Bärvågens hastighet påverkas av frekvensen ochantalet fria elektroner i jonosfären. Elektronerna frigörs avsolstrålningen och antalet styrs därmed av intensiteten påsolaktiviteten. Jonosfären är alltså ett dispersivt, frekvensberoende,medium. Jonosfärsfelet kan bestämmas genom attskicka ut två signaler med olika frekvens från satelliten, förGPS L1 och L2 (Misra & Enge, 2006).• Troposfären. Felet är icke-dispersivt och beror på molekyler itroposfären. Den största delen (ca 90 %) är den stabilare torradelen och kan korrigeras med hjälp av modeller som beräknasav lufttryck- och temperaturmätningar (figur 2) (Misra &Enge, 2006). Resten är den våta delen som utgörs av vattenångaoch som är svårast att modellera eftersom den förändrasav det lokala vädret.• Flervägsfel. När signalen blir fördröjd på grund av att den”studsar” mellan olika objekt på väg till mottagaren. Felkällankan delvis reduceras med en antenn med jordplan eller meden s.k. choke ring-antenn för att hindra signaler som nårantennen från fel riktning (Lilje, Engfeldt & Jivall, 2007;Jämtnäs & Ahlm, 2005).14

Figur 2: Atmosfärens påverkan på satellitsignalen.2.2 RTKDet finns flera metoder för att eliminera eller reducera felkällor. MedRTK innebär det att en referensstation på en känd punkt tar emotsignaler från flera (minst fem) satelliter som är gemensamma med enrörlig mottagare som befinner sig i närheten. Referensstationenskickar observationsdata eller beräknade korrektioner till mottagarenmed till exempel radiolänk. Med hjälp av dessa kan mottagaren efterlösning av periodobekanta beräkna sin position med centimeternoggrannhet.En förutsättning för att kunna beräkna avståndet mellan satellit ochmottagare med tillräcklig noggrannhet (centimeternivå) och fåfixlösning inom rimlig tid är att atmosfärsförhållandena inte skiljersig åt för mycket vid referensstationer respektive mottagare. Detinnebär att avståndet mellan referensstationer och mottagare inte böröverstiga 10-20 km (Jämtnäs & Ahlm, 2005). För att kunna öka baslängdernaoch slippa att använda en egen basstation kan nätverks-RTK användas. Nätverks-RTK bygger på en teknik med fastareferensstationer i ett nätverk. Med hjälp av flera samverkandereferensstationer runt mottagaren kan systematiska banfel ochatmosfärsfel kartläggas och användas för att korrigera mätningar.För att kunna beräkna och förutse nödvändiga korrektioner skapasyttäckande modeller av banfel och atmosfärsfel. Nätverket sköts aven operatör som beräknar och skickar ut data genom en nätverks-RTK-tjänst. I Sverige finns SWEPOS, som är ett i stort sett rikstäckandenät av referensstationer.2.3 Satellitgeometri kontra signalkvalitetTillgången på satelliter har betydelse för möjligheten att kunna mätaeftersom det krävs minst fyra satelliter för att beräkna en position.För att positionsbestämningen ska bli så bra som möjligt börsatelliterna vara utspridda över himlen för en bra geometri.Normalt används en elevationsgräns på 10-15 grader över horisontenvid mätning för att undvika de lågt stående satelliterna. Lågelevationsvinkel innebär att signalkvaliteten blir sämre eftersom15

signalens väg genom atmosfären blir längre och att fler hinder (t.ex.träd) måste passeras. Det som talar emot att räkna bort de lågtstående satelliterna är att den inbördes geometriska konfigurationen,det vill säga spridningen av satelliterna över himlen, blir sämre. Detvärde som beskriver denna är det s.k. Dilution Of Precision-värdet(DOP). Ett lågt DOP-värde är detsamma som en bra konfiguration.Det finns flera olika DOP-tal som beror på vilka obekanta som ingår.Position DOP-värdet (PDOP) motsvarar till exempel tre obekantapositionskoordinater.2.4 KommunikationKommunikationen mellan servern på nätverks-RTK-tjänstens driftcentraloch mottagaren kan ske antingen genom envägskommunikation(eng. unidirectional eller broadcast solution) eller tvåvägskommunikation(eng. bidirectional) varav den senare är det hittillsvanligaste sättet (Lilje, Engfeldt & Jivall, 2007). Det finns olikatekniker som använder sig av dessa kommunikationsmetoder ochibland kan båda metoderna användas och ibland bara en av dem. Demetoder som förklaras närmare i avsnitt 2.6-2.8 är dels VRS sommåste använda tvåvägskommunikation och dels FKP och MAC somkan använda båda. Alla metoderna använder sig av ett standardiseratöverföringsformat, RTCM, vilket beskrivs i följande avsnitt.Ytterligare ett alternativ för nätverks-RTK, state-space, behandlas iavsnitt 2.10.För kommunikationen mellan driftcentralen och mottagaren kan ettflertal olika tekniker användas, till exempel mobiltelefonnätet i formav GSM eller som Internetuppkoppling (GPRS). GPRS står förGeneral Packet Radio Service och innebär att data skickas i diskretamängder. Om envägskommunikation är tillräckligt kan radioutsändningvara ett alternativ.För att kunna skicka GNSS-data över Internet används det vanligaTCP/IP-protokollet eller det för RTCM-formatet utveckladeNetworked Transport of RTCM via Internet Protocol (NTRIP).NTRIP-systemet består av NtripSources (referensstationerna),NtripServers (överför data från NtripSources till NtripCaster),NtripCaster (delar och sänder ut data) och NtripClients (hämtar datafrån valfri NtripSource via NtripCaster) (Jämtnäs & Ahlm, 2005). Vidnätverks-RTK utnyttjas alla referensstationer och dessa kopplas tillNtripCastern som skapar en s.k. anslutningspunkt för varjekonfiguration eller teknik. Alla anslutningspunkter hanteras ikälldatabaser som hämtas av användaren vid uppkoppling tillNtripCastern. Det gör att användaren kan välja vilken konfigurationeller teknik som ska utnyttjas genom att välja anslutningspunkt urkälldatabasen.16

2.5 RTCM-formatetFormatet för överföringen av korrektionsmeddelande från serverntill mottagaren är standardiserat genom rekommendationer från ensamarbetskommitté, The Radio Technical Commission for MaritimeServices (RTCM). Den senaste versionen är RTCM 3.1, eller RTCMstandard 10403.1 som är hela beteckningen. Den publicerades ioktober 2006 av RTCM:s special kommitté nr. 104 och standardenstödjer användning av s.k. nätverksmeddelande, vilket innebär attobservationsdata skickas komprimerat till mottagarna. Den är enutveckling av RTCM 3.0, som tillkom för att de tidigare versionernaav RTCM-formatet använde stor bandbredd, var ineffektiva och var iförsta hand gjorda för enkelstations-RTK och differentiell GNSS(RTCM, 2006). Versioner fr.o.m. 3.0 stödjer nätverks-RTK och skabättre kunna anpassas till nya situationer. Dessutom ska det varafabrikatsoberoende så att det ska kunna användas av alla tillverkare.Behovet av överföringskapacitet har reducerats genom attstandarden utnyttjar mindre bandbredd. Lin (2006) skriver att RTCM3.0 kan överföra komprimerad data i form av differenser mellansatellitsignalens L1 pseudoavstånd och övriga L1- och L2-signaleristället för absoluta data.2.6 Virtuell referensstation, VRSEftersom nätverks-RTK använder tvåvägskommunikation innebärdet att den rörliga mottagaren kopplas upp till ett mobilt nätverk,t.ex. GSM eller GPRS, och skickar sin ungefärliga position till servernpå driftcentralen. Det sker genom National Marine ElectronicsAssociation-formatet (NMEA-formatet), som är ett standardiseratformat för överföring av data mellan elektronisk utrustning. Servernberäknar en interpolerad korrektionsmodell för mottagarens positiongenom att använda data från referensstationerna och en virtuellreferensstation skapas i närheten av mottagaren (figur 3). Mottagarenanvänder sedan VRS:ens position som referensstation ochnätverksservern skickar korrektionsmodellen gällande VRS:ensposition till mottagaren (Landau, Vollath & Chen, 2002). Metodenanvänder antingen standardformatet RTCM i version 2.3 eller senare,eller Trimbles Compact Measurement Record (CMR) för att överföradata till mottagaren.17

Figur 3: Nätverks-RTK med VRS-teknik (Landau, Vollath & Chen, 2002).2.7 Ytkorrektionsparametrar (FKP)Ett annat sätt att distribuera korrektioner till mottagaren är medytkorrektionsparametrar, Flächen-Korrektur-Parameter (FKP), sominnebär att omgivande referensstationers atmosfärs- och bankorrektionerrepresenteras av linjära plan. ”Lutningen” ärmatematiskt beskriven med bilinjära polynom som skickas tillmottagaren som parametrar. Mottagaren interpolerar framavståndskorrektioner beroende på positionen (Wübbena & Bagge,2006). Beräkningen sker vid driftcentralen och skickas med envägskommunikationtill mottagaren med RTCM 2.3 meddelandetyp 59,vars innehåll är användardefinierat. På grund av att en linjär modellär en förenkling av verkligheten så kan FKP bara användas förmindre områden (Trimble Ltd., 2005a).2.8 RTCM 3.1 NätverksmeddelandeDet nya standardiserade formatet stödjer överföring av obearbetadeobservationsdata från ett nätverk av fasta referensmottagare tillmottagaren och kan skickas med envägskommunikation som tillexempel radioutsändning. Ett nätverksmeddelande är en samlingdata som innehåller RTK-meddelande med en s.k. masterstationsobearbetade satellitobservationer och dess officiella position. Enmasterstation är en av referensstationerna som används förberäkningen av korrektionerna, och övriga referensstationerbenämns hjälpstationer (auxilliary). Bestämningen av vilken avreferensstationerna som ska vara masterstation beror på vilkenkommunikationsteknik som används. Antingen väljs den närmasteautomatiskt genom att mottagarens positions skickas tillnätverksservern eller så kan den fördefinieras. Om mottagarensposition är känd av servern, väljs den närmaste stationen ut sommasterstation och hjälpstationerna väljs så att korrektionerna blir såoptimala som möjligt. Om envägskommunikation används ärcellerna fördefinierade (statiska) och användaren väljer dåmasterstation. Tillsammans med masterstationens observationer och18

position skickas korrektionsdifferenser och koordinatdifferensermellan varje hjälpstation och masterstationen (Lin, 2006).Konceptet med master- och hjälpstationer föreslogs inledningsvis avEuler, Keenan och Zebhauser (2001). Observationsdata skickas frånreferensstationer till mottagaren som har kontrollen över hur det skaanvändas för att skapa korrektioner till dess position. Metoden kandessutom använda sig av både envägs- och tvåvägskommunikation.Euler, Keenan och Zebhauser (2001) påpekar i sin artikel att föreffektiv användning av nätverkets referensstationer måste dessaberäkna sin heltalslösning. De ingående referensstationernasperiodobekanta ska reduceras till en gemensam nivå (av tvetydighet)för att de ska kunna lösas med dubbeldifferenser relativt masterstationen.Masterstationens korrektions- och koordinatdifferenserrelativt hjälpstationerna och fullständiga observationsdata(bärvågsmätning) från masterstationen skickas därefter direkt tillmottagaren. Det senare förutsätter dock att det nya formatet RTCM3.1 för nätverksmeddelande används. Därefter kan mottagarenanvända informationen för att återskapa fullständiga observationsdataför samtliga referensstationer i nätverket för att kunnabestämma de dispersiva respektive icke-dispersiva felen på sin plats.Därefter kan positionen bestämmas till centimeternivå genom attmottagarens periodobekanta kan lösas (Brown, Geisler & Troyer,2006). Om inte den gemensamma nivån av periodobekanta kanuppnås i nätverket så delas det upp i delgrupper, s.k. kluster, medminst en masterstation och resten hjälpstationer (Lin, 2006).Huvudprincipen med nätverksmeddelande är att leverera så mycketsom möjligt av nätverkets observationsdata och deras fel tillmottagaren i en kompakt form (Brown et al., 2005). Korrektionsdifferensernaär separerade i dispersiva och icke dispersiva fel för attminska datamängden genom att förändringarna sker olika snabbt ijonosfär respektive troposfär och kan då skickas med olikauppdateringsfrekvens (Lin, 2006).Utsändning av nätverks-RTK-data med envägskommunikationbehandlas i en artikel från Talbot et al. (2002), där jämförs detta medenkelstations-RTK. I testet använde de sig av Trimblesservermjukvara GPSNet och GPS-mottagaren Trimble 5700. Detvisade att 90:e percentilens initialiseringstider för baslinjer på 16 och32 km mer än halverades med envägsutsända nätverkskorrektionerjämfört med enkelstations-RTK.Leica Geosystems AG i Tyskland (RTCM, 2005) har testatinteroperabiliteten mellan olika fabrikat av mjukvaror i servern förnätverksmeddelande; Trimble GPSNet, Leica SpiderNET och för attjämföra användes VRS. De kom fram till i sitt test att avvikelsen ibåde plan och höjd mellan de olika mjukvarorna var inom dennormala variationen.19

Brown, Geisler och Troyer (2006) gör i sin artikel ett test av nätverksmeddelandeoch jämför det med VRS och FKP. Mjukvaran i servernför att beräkna korrektioner för RTCM 3.0 var Leica SpiderNet ochför VRS och FKP användes en okänd tredjeparts mjukvara. Referensstationernahade en spridning på upp till 100 km i plan och 1400 m ihöjd. Författarna anser att nätverksmeddelande fick bättre positionsnoggrannhetän både VRS och FKP.2.9 Nätverks-RTK under förflyttningEn av fördelarna med nätverksmeddelande anses vara att det ska gåatt förflytta sig över längre sträckor utan att behöva göra enominitialisering. Med VRS-tekniken går det att förflytta sig cirka femkilometer bort från den virtuella referensstationen innan det ärlämpligt att den initialiseras om för att få en kortare baslinje tillmottagaren.De som främst efterfrågar möjligheten till längre förflyttningar idagär Sjöfartsverkets verksamhet med sjömätning och farledshållning.Att det är så beror på att det är mer ovanligt att behöva flytta siglånga sträckor på land med en konstant initialisering, samtidigt somdet många gånger inte är praktiskt möjligt att flytta sig fem kilometerutan att signalen från satelliterna bryts på grund av skymd sikt.Förutom Sjöfartsverket finns det andra aktörer som utför till exempelsjömätning, muddring och konstruktionsarbeten som är i behov avprecisionspositionering runt den svenska kusten (Olsson &Jakobsson, 2008). Enligt Olsson (2008) är inte den nuvarande RTKteknikenlämplig för sjöfartens behov, eftersom kommunikationenmed GSM/GPRS har begränsningar i räckvidd och täckning.Sjöfartsverket efterfrågar istället enkelriktad kommunikation över tillexempel FM-nätet med det nya formatet med RTCM 3.1 nätverksmeddelandeför modellberäkning i mottagaren.2.10 State Space RepresentationDet utvecklas även andra alternativ för nätverks-RTK. Wübbena,Schmitz och Bagge (2005) presenterar i en artikel konceptet StateSpace Representation (SSR), som ska motsvara Observation SpaceRepresentation (OSR) som är den normala metoden att beskriva deavståndsberoende felen. SSR innebär att de absoluta felen modellerasistället för effekterna av felen som det görs i OSR. Metoden användsför Precise Point Positioning (PPP) med efterberäkning men skaenligt artikeln även kunna användas för nätverks-RTK, s.k. PPP-RTK. Men då måste det ske en konvertering från RTCM-formatet imottagaren eller att mottagaren är förberedd med algoritmer förSSR-formatet. Enligt artikeln ska PPP-RTK i praktiken kunnaförbättra noggrannheten mer än normal nätverks-RTK och göra20

arbetet i fält snabbare. Dessutom ska mottagarna kunna görasenklare och billigare.2.11 SWEPOSSWEPOS drivs av Lantmäteriet och finansieras sedan år 2000 avanslag och användaravgifter. SWEPOS ska leverera GNSS-data förnavigering, positionering och vetenskapliga ändamål. Dessutom skanätverket realisera det nationella referenssystemet SWEREF 99 ochövervaka GNSS integritet.SWEPOS blev 1998 operationellt för navigerings- och positionsbestämningstillämpningarmed centimeternoggrannhet genomefterberäkning och 2004 (södra Sverige) genom nätverks-RTK (Norin,Jonsson, & Wiklund, 2008). Nätverket består i dagsläget (maj 2008)av 161 stationer. Av dessa är 32 stycken stationer av klass A medantennen monterad på betongpelare och 129 stycken är enklarestationer av klass B (figur 4).Figur 4: Grönt område visar täckningen för SWEPOS Nätverks-RTKtjänstvåren 2008. Runda punkter visar klass B-stationer och fyrkantigavisar klass A-stationer. Röda punkter visar planerade stationer (Norin,Jonsson, & Wiklund, 2008).21

Nätverks-RTK är en tjänst från SWEPOS för användare av GNSSmottagaremed RTK-funktion. Tjänsten har i dagsläget (våren 2008)ca 950 abonnenter. Den teknik som används i nuläget för att skickakorrektioner till användarna är VRS. Dessutom finns planer på attbörja distribuera observationsdata med RTCM 3.1 nätverksmeddelande-formatet.SWEPOS använder sig av Trimble Terrasats mjukvara GPSNet medmodulen RTKNet för driften av nätverket och tjänsterna. Referensstationernasänder sina observationsdata till GPSnet och vidare tillRTKNet för att modellera troposfären och jonosfären. RTKNethämtar även predikterade bandata till beräkningen avkorrektionerna i realtid för nätverks-RTK (Trimble, 2005b).22

3 MetodDenna studie undersöker skillnader mellan olika sätt att sända utnätverks-RTK-korrektioner. För att kunna få en uppfattning avskillnader i precision, riktighet och initialiseringstider för de olikateknikerna har upprepade mätningar med varje teknik genomförts.Mätningarna utfördes med två olika format, dels VRS och delsnätverksmeddelande, den senare med tre olika konfigurationer.Totalt testades alltså fyra mätmetoder:• Virtuell referensstation RTCM 3.1 (tvåvägskommunikation)• RTCM 3.1 Nätverksmeddelande, statiskt nät(envägskommunikation)o Masterstation Leksando Masterstation Gävle• RTCM 3.1 Nätverksmeddelande, automatiskt nät(tvåvägskommunikation)För mätningarna användes enbart GPS eftersom RTCM 3.1nätverksmeddelande inte stödjer användning av GLONASS.Testmätningarna genomfördes i ett område söder om Gävle ochomfattade tre punkter benämnda A, B och C, som sedan tidigare harnoggranna koordinater i SWEREF 99 från statiska GPS-mätningar.Dessa punkters koordinater har vid databehandlingen behandlatssom de sanna för varje punkt. För mätningarna med VRS användesSWEPOS nät av referensstationer och deras nätverks-RTK-tjänst.Som testnät för nätverksmeddelande användes 14 av SWEPOSreferensstationer från Malung i väster till Söderboda i öster. GPSnetkonfigurerades med 12 hjälpstationer i automatiskt nät, och förstatiskt nät användes alla stationer, dvs. 13 hjälpstationer och 1masterstation. För både VRS och nätverksmeddelande användesGPRS-uppkoppling mot SWEPOS. I testnätet för nätverksmeddelandeär det tre olika SWEPOS-stationer som har fungerat sommasterstationer. Vid de statiska näten är det Gävle respektiveLeksand och vid det automatiska nätet den station som liggernärmast mätpunkten. Det innebär att vid det automatiska nätet harGävle använts som masterstation för punkt A och B och att stationeni Söderboda har blivit masterstation för punkt C. Placering avmätpunkterna och de referensstationer som använts för mätningarnamed nätverksmeddelande visas i figur 5 och avstånden mellanmätpunkterna och de referensstationer som använts sommasterstationer anges i tabell 1.23

Figur 5: Referensstationer som ingick i testnäten för nätverksmeddelande.Punkterna A, B och C är testets mätpunkter.Gävle Leksand SöderbodaA 10 131 65B 22 143 53C 40 160 36Tabell 1: Avstånd till använda masterstationer i km. Gävle valdes sommasterstation i automatiskt nät från punkt A och B och Söderboda valdessom masterstation i automatiskt nät från punkt C.Till testmätningarna användes två olika rovermottagare, LeicaGX1230 och Trimble R8. Mer detaljerad information om vilkenutrustning som användes finns i tabell 2.Komponent Leica TrimbleMottagare GX1230 R8 - Model 2Mjukvara, mottagare v 5.62 v 3.60Antenntyp AX1202 GG Integrerad i mottagareHandenhet RX1210T TSC2Modem GFU17 Integrerat i mottagareElevationsgräns 13PDOP-gräns 6,0SatellitsystemGPSSatellitsignalerL1 + L2RTCM 10403,1Referenssystem SWEREF 99HöjdreferensGRS80Tabell 2: Komponenter och inställningar som användes vid mätningarna.Mätningarna med de två olika instrumenten genomfördes enligtföljande:24

Leica:1. GPS-mottagarens antenn monterades på stativ med trefot ochcentrerades över den kända punkten med hjälp av optiskt lod.2. Antennens höjd över punkten mättes och noterades. Dettagjordes med tillhörande mätband som fästes i antennhållaren.3. Utrustningen kopplades ihop med avsedda kablar.4. GPS-mottagaren startades.5. Konfigurationerna för VRS och nätverks-RTK-meddelandekontrollerades och antennhöjden angavs i bådakonfigurationerna.6. En av konfigurationerna valdes. Då konfigurationen förnätverks-RTK-meddelande användes behövdes ävenanslutningspunkt till SWEPOS väljas (statiskt nät medLeksand som masterstation, statiskt nät med Gävle sommasterstation eller automatiskt nät).7. Kontakt med satelliter och absolut position inväntades.8. Tiden för initialisering mättes från att valet koppl(uppkoppling mot anslutningspunkt) gjordes iinmätningsprogrammet till att symbolen för fixlösning visadesi skärmens övre del.9. En mätning genomfördes och lagrades.10. Mottagaren kopplades ner och stängdes av.11. Mottagaren slogs på och steg 7-11 upprepades.12. När 7-11 genomförts fem gånger byttes konfiguration enl. steg6 och fem mätningar med den konfigurationen genomfördesenl. steg 7-11.Trimble:1. GPS-mottagaren med antenn monterades på stativ med trefotoch centrerades över den kända punkten med hjälp av optisktlod.2. Antennhöjden mättes till antennens gummikant med hjälp aven mätpinne.3. GPS-mottagaren startades.4. Konfigureringen kontrollerades och den aktuella antennhöjdenmatades in, detta gjordes med både konfigurationenför VRS och nätverksmeddelande.5. Vid start av inmätningsprogrammet valdes konfigurationensom skulle användas vid mätningen, sedan gjordes valet”starta mätning”.6. Kontakt med satelliter och absolut position inväntades.7. När mottagaren fick kontakt med SWEPOS-servern visadestillgängliga anslutningspunkter i källdatabasen och aktuellanslutningspunkt valdes. Då konfigurationen för nätverks-RTK-meddelande användes fanns det tre olika anslutnings-25

punkter (statiskt nät med Leksand som masterstation, statisktnät med Gävle som masterstation eller automatiskt nät).8. Initialiseringstiden mättes från valet av anslutningspunkt tillmeddelandet ”Initieringen klar” visades (för VRS krävdes ettgodkännande av lösenord efter att anslutningspunkt valts, därmättes tiden från detta godkännande).9. En punkt mättes och lagrades.10. Mottagaren kopplades ner och stängdes av.11. Mottagaren slogs på och 5-11 upprepades.12. När 5-11 genomförts fem gånger byttes metod och femmätningar med den metoden genomfördes enl. steg 5-11.För varje fabrikat genomfördes 30 mätserier som fördelades jämnt påde tre punkterna och tidsmässigt över dagen. Mätningarna genomfördesunder 12 dagar mellan 9:e och 28:e april 2008 (bilaga E).Mottagarna hade vid alla mätningar konfigurerats så att varjemätning byggde på en medeltalsbildning av fem mätta positionermed en sekunds observationsintervall. Fem medeltalsmätningar medvar och en av metoderna bildade en serie på totalt 20 mätningar. Förbåda mottagarna användes 13° över horisonten som elevationsgränsoch högsta tillåtna PDOP-värde sattes till 6. Trefoten kontrolleradesföre mätningarna om den uppfyllde kraven på centreringsfel somenligt HMK Ge:S (1993) är max 1 mm.Initialiseringstider mättes med tidtagarur och protokollfördes ochuppmätta tider avrundades neråt till hela sekunder. Ominitialiseringstiden översteg 3 minuter ansågs mätningen sommisslyckad och avbröts. Vid tre misslyckade försök i rad avbrötsmätningarna för aktuell metod. Även antal satelliter vid varjemätning noterades. För varje dag togs en satellitprognos fram, för attplanera vilka tider som inte var möjliga att använda för mätning. Fördet mesta inträffade en period mitt på dagen då PDOP-värdet stegöver 6 eller antalet satelliter sjönk under 4, och vid dessa tidpunktergjordes avbrott i mätningarna.Vid samtliga mätningar med Leica-mottagaren var den inställd på attantennen AT502 användes. Det var en felaktig inställning eftersomden använda antennen var AX1202 GG. För att se hur den felaktigainställningen påverkat mätningarna jämfördes specifikationerna förAT502 och AX1202 GG. Ur detta framkom att det fanns dels ettkonstant fel i höjd på 4 mm och dels ett fel i avståndet till satelliternasom var beroende av vilken elevation satelliterna hade vidmätningen. För att uppskatta hur stor påverkan de båda felen hadetillsammans genomfördes mätningar med antennen AX1202 GG medbåde den rätta och den felaktigt använda antennmodellen inställd.Vid mätningarna monterades antennen på en trefot på stativ ochsedan genomfördes en mätning varje 10:e sekund automatiskt undernågra timmar för varje antennmodell. Mätningarna gjordes under26

två dagar och antennen flyttades inte mellan de mätningar som lågunder samma dag. För att undvika att eventuella sikthinderpåverkade mätningarna placerades antennen så att det i princip varfri sikt åt alla håll. Resultaten av mätningarna från de bägge dagarnajämfördes och deras medelvärde i plan skiljde ca 1 mm, i höjd ca 17mm. Med hänsyn till detta sänktes alla Leicas mätningar 17 mm ihöjd.3.1 DatabehandlingData från mätningarna importerades från mottagarna på följandesätt:Leica: Data fördes via mottagarens minneskort över till en dator somen textfil.Trimble: Data fördes över till datorn från handenheten som s.k. dcfiler.Dessa konverterades med hjälp av programmet Trimble GeoOffice till textfiler.Textfilerna från båda fabrikaten kopierades in i Microsoft Excel förbearbetning och analys. Från Excel kopierades vissa värden tillMinitab för vidare analys och visualisering.Analysen av de mätta positionerna är baserade på skillnader mellandessa och de kända värdena, vilka först beräknades i bågsekunder ilatitud och longitud. För att räkna om skillnaderna till millimetersattes de därefter in i en av två formler, beroende på om det varnord-sydlig (formel 1) eller öst-västlig (formel 2) skillnad som skulleberäknas:Skillnad i mm = Skillnad i sekunder * 30,9 * 1000 (1)Skillnad i mm = Skillnad i sekunder * 30,9 * COS ()* 1000 (2)I formeln är 30,9 det ungefärliga antalet meter som det går på enbågsekund och 1000 en faktor för omräkning av meter till millimeter.COS () tillkommer i formeln för den öst-västliga skillnadeneftersom att longitudgraderna blir kortare och kortare ju närmarepolerna de är. I formeln sattes till 60,5° som är den ungefärligalatituden för testpunkterna, vilken har använts för att korrigeralongitudgradernas längd.3.1.1 FelteoriFör att på ett enkelt sätt kunna jämföra och få en överblick över olikamätningar och mätserier kan statistiska värden användas. För att fåen korrekt och rättvisande statistisk sammanställning bör de grovaoch systematiska fel som finns i mätningarna först elimineras i dengrad det går. Inom mätningstekniken delas normalt felen in isystematiska, grova och tillfälliga fel (HMK Ge:S, 1993).27

Enligt HMK Ge:S (1993) kan de systematiska felen upptäckas genomatt jämföra mätningarna med de sanna värdena. De grova felen kanupptäckas genom att jämföra ett flertal mätningar med varandra föratt se om det är någon som skiljer sig från mängden. De tillfälliga,slumpmässiga felen reduceras av upprepade mätningar och är oftanormalfördelade.På grund av en felaktig inställning av antennmodell i alla mätningarmed Leica-mottagaren uppkom ett systematiskt fel. Mätningarna äräven utförda på tre olika punkter. En anledning till det var att ett fel ien punkts ”sanna” koordinater annars skulle ge en systematiskavvikelse från det ”sanna” värdet för mätningarna. Inga avmätningarna är borttagna på grund av att de innehöll grova fel(undantaget Leica-mätningarna mot Leksand, se vidare avsnitt 5.1).De tillfälliga felens effekt har reducerats genom oberoende ochupprepade mätningar.För att göra en bedömning av hur bra en eller en serie mätningar äranvänds de kvalitativa termerna noggrannhet, precision ochriktighet (figur 6). För att kunna jämföra de olika kvalitetsuttryckenbehövs kvantitativa mått (HMK Ge:S, 1993).Hög riktighetHög precisionHög noggrannhetHög riktighetLåg precisionLåg noggrannhetLåg riktighetHög precisionLåg noggrannhetLåg riktighetLåg precisionLåg noggrannhetFigur 6: Sambandet mellan riktighet, precision och noggrannhet. Det krävsbåde hög riktighet och hög precision för att åstadkomma en högnoggrannhet.3.1.1.1 RiktighetRiktigheten anges här i form av medelavvikelse. Den anger hurmycket mätningarnas genomsnitt avviker från det sanna värdet. Vidreducering av grova och systematiska fel går medelavvikelsen motnoll. Det som slutligen bestämmer dess storlek är de tillfälliga felen.Eftersom att de tillfälliga felen ses som normalfördelade tar de utvarandra vid upprepade mätningar.Formel för beräkning av medelavvikelse respektive radiellmedelavvikelse:m =nε(3)28

m = m + m(4)2xy2x2y anger skillnaden mellan det mätta och det sanna värdet, n angerantal mätningar.3.1.1.2 PrecisionPrecisionen anger hur väl mätningarna är samlade runt sitt egetmedelvärde. Det innebär att precisionen kan vara bra även om detfinns systematiska fel som gör att mätningarnas medelvärde och detsanna värdet inte sammanfaller. Precisionen anges här i form avstandardavvikelse. Vid normalfördelning har ungefär 68 % avmätningarna en avvikelse från mätningarnas medelvärde som ärmindre än en standardavvikelse.Formel för beräkning av standardavvikelse respektive radiellstandardavvikelse:2( x − x)s = (5)n −1s = s + s(6)2xy2x2yx är respektive mätnings värde, x är mätningarnas medelvärde ochn är antal mätningar.3.1.1.3 NoggrannhetNoggrannheten anger spridningen av mätningarna runt det sannavärdet och anges som medelfel och räknas ut som ett kvadratisktmedelvärde Root Mean Square (RMS). Ju högre riktighet en mätseriehar desto mer går standardavvikelsen och medelfelet mot sammavärde, om mätningarnas medel och det sanna värdet är lika blir ävenstandardavvikelsen och medelfelet lika. Noggrannheten påverkasbåde av riktigheten och av precisionen, därför kan intenoggrannheten vara hög om riktigheten eller precisionen är låg.Formel för beräkning av medelfel respektive radiellt medelfel:sˆ=2εns ˆ = +(8)2 2 2ˆ ˆXYsXsY anger skillnaden mellan det mätta och det sanna värdet, n angerantal mätningar.3.1.1.4 Avvikelse på olika nivåerFör att ta fram kvalitetsvärden för avvikelserna från det sanna värdethar 68:e respektive 95:e percentilen av mätningarna beräknats. För(7)29

värdena i plan har avståndet mellan det mätta värdet och det sannavärdet använts. För höjd har absolutbeloppet av höjdskillnadenmellan mätt och sant värde använts. Vid normalfördelningmotsvarar 68:e percentilen ungefär en standardavvikelse och 95 %ungefär två standardavvikelser för endimensionella storheter, de såkallade första och andra sigmanivåerna. Nivåerna kallas även 68 %respektive 95 % konfidensnivå, och markerar gränserna tillkonfidensintervallet. Den så kallade risknivån, risken att en mätninghamnar utanför konfidensintervallet, är 32 % respektive 5 %.3.2 FörflyttningsförsökI denna studie genomfördes ett par försök med förflyttning med eninitialiserad mottagare. I det första testades om den virtuellareferensstationen flyttades vid överskridande av fem kilometersbaslinje till mottagare. I det andra testades om det automatiska nätetbytte masterstation om mottagaren kom närmare en annanreferensstation i nätet än den som var närmast vid initialiseringenoch därmed blivit masterstation. Både testet av VRS och avnätverksmeddelande genomfördes med antennen placerad på en bil.Ett par mindre försök gjordes även med antennen placerad på encykel (figur 7), främst för att undvika de flervägsfel som skulle hakunnat uppstå vid testerna med bil. Försöken genomfördes medLeica-mottagaren längs väg 76 mellan Skärplinge och Älvkarleby.Längs vägen finns det bitvis skog som skymmer sikten motsatelliterna. Med mottagaren initialiserad i det automatiska nätet förnätverksmeddelande genomfördes en längre förflyttning mellanSkärplinge (punkt C) och Älvkarleby (punkt B).Figur 7: GPS-utrustning monterad på cykel i förflyttningstest.30

4 ResultatUnderlaget för detta resultat är 100 mätningar per punkt och metod.Detta gäller för alla metoder utom det statiska nätet med Leksandsom masterstation. För det nätet har endast Trimble-mätningarräknats med i resultatet (se vidare avsnitt 5.1 för orsaken till detta).Mätningarna är utförda på tre punkter och med fyra metoder, vilketger totalt 1050 mätningar om Leica-mätningarna med statiskt nät motLeksand räknas bort:10 * (3 punkter * 2 fabrikat * 4 metoder * 5 mätningar) = 12001200 mätningar – 50 mätningar Leksand/Leica * 3 punkter = 1050Av mätningarna var det 14 stycken som räknades som misslyckadepå grund av att de inte uppnådde initialisering inom tre minuter. Enmätning med Trimble fick fixlösning men ingen positionregistrerades på grund av kommunikationsfel mellan mottagare ochhandenhet. Utöver detta saknas inga mätningar.På grund av att fel antennmodell var inställd i Leica-mottagaren vidmätningarna så har höjden för dessa mätningar sänkts med 17millimeter enligt avsnitt 2.11.4.1 MätnoggrannhetResultaten av mätningarna med avseende på avvikelser från detidigare mätta koordinaterna presenteras i tabell 3 och 4.Avvikelserna ges för 68 % respektive 95 % av mätningarna som ärsorterade från lägsta till högsta värde. Även riktighet i form avmedelavvikelse, precision i form av standardavvikelse ochnoggrannhet i form av RMS presenteras.31

Kvalitetsterm Metod A B C TotaltVRS 15 12 13 1368:e percentilenAuto 14 12 12 13Gävle 15 13 13 14Leksand* 20 16 13 16VRS 25 22 22 2395:e percentilenAuto 27 22 23 25Gävle 30 19 26 26Riktighet(medelavvikelse)Precision(standardavvikelse)Noggrannhet(medelfel)Leksand* 28 26 25 26VRS 8 6 9 8Auto 9 5 5 6Gävle 8 3 6 6Leksand* 10 7 6 7VRS 11 10 9 11Auto 12 12 11 12Gävle 13 11 12 12Leksand* 15 14 12 14VRS 14 12 13 13Auto 15 13 12 13Gävle 16 12 14 14Leksand* 18 15 13 15Tabell 3: Kvalitetsvärden i plan (mm) för mätpunkterna A-C samtsammanräknat (totalt) för punkterna. VRS anger virtuell referensstation,Auto anger nätverksmeddelande med automatiskt nät, Gävle angernätverksmeddelande med statiskt nät och Gävle som masterstation ochLeksand anger nätverksmeddelande med statiskt nät och Leksand sommasterstation. *Värdena för Leksand grundar sig enbart på mätningarnamed Trimble-mottagaren.32

Kvalitetsterm Metod A B C TotaltVRS 22 20 21 2168:e percentilenAuto 23 21 25 23Gävle 22 28 21 24Leksand* 25 24 22 25VRS 42 41 34 4095:e percentilenAuto 43 44 40 43Gävle 49 47 45 47Riktighet(Medelavvikelse)Precision(standardavvikelse)Noggrannhet(medelfel)Leksand* 43 51 45 48VRS 12 1 -14 0Auto 13 11 -17 2Gävle 12 14 -10 6Leksand* 12 12 -16 3VRS 17 23 14 21Auto 19 19 15 22Gävle 22 22 20 24Leksand* 21 23 17 24VRS 21 23 19 21Auto 23 22 23 22Gävle 25 26 23 24Leksand* 24 26 23 25Tabell 4: Kvalitetsvärden i höjd (mm) för mätpunkterna A-C samtsammanräknat (totalt) för punkterna. VRS anger virtuell referensstation,Auto anger nätverksmeddelande med automatiskt nät, Gävle angernätverksmeddelande med statiskt nät och Gävle som masterstation ochLeksand anger nätverksmeddelande med statiskt nät och Leksand sommasterstation. *Värdena för Leksand grundar sig enbart på mätningarnamed Trimble-mottagaren.4.2 Initialiseringstider och andel lyckadeinitialiseringarVärdena för initialiseringstid i tabell 5 är beräknade utifrån samtligalyckade initialiseringar, det vill säga utan att räkna in de 14mätningar där inte initialisering uppnåddes. I tabellen redovisasäven andelen lyckade initialiseringar.33

InitialiseringstidMedel (sekunder)InitialiseringstidMedian (sekunder)Andel lyckadeinitialiseringar (%)Metod A B C TotaltVRS 34 23 20 25Auto 38 32 44 38Gävle 41 34 40 38Leksand* 44 44 39 42VRS 23 20 19 20Auto 37 32 36 36Gävle 36 35 37 36Leksand* 39 38 39 39VRS 98 100 99 99Auto 97 100 99 99Gävle 98 99 97 98Leksand* 100 98 100 99Tabell 5: Initialiseringstider och andel lyckade initialiseringar förmätpunkterna A-C samt sammanräknat (totalt) för punkterna. VRS angervirtuell referensstation, Auto anger nätverksmeddelande med automatisktnät, Gävle anger nätverksmeddelande med statiskt nät och Gävle sommasterstation och Leksand anger nätverksmeddelande med statiskt nät ochLeksand som masterstation. *Värdena för Leksand grundar sig enbart påmätningarna med Trimble-mottagaren.4.3 Resultat för respektive fabrikatI detta avsnitt presenteras resultatet för de två olika mottagarna,Leica GX1230 och Trimble R8, som använts i testet.4.3.1 MätnoggrannhetTabell 6 och 7 visar avvikelser på 68 %- och 95 %-nivå, riktighet,precision och noggrannhet för mätningarna med var och en avmottagarna i både plan och höjd.34

Kvalitetsterm Metod Leica TrimbleVRS 11 1568:e percentilenAuto 9 16Gävle 15 12Leksand – 16VRS 19 2595:e percentilenAuto 20 27Gävle 26 24Riktighet(medelavvikelse)Precision(standardavvikelse)Noggrannhet(medelfel)Leksand – 26VRS 6 9Auto 4 8Gävle 7 5Leksand – 7VRS 9 12Auto 9 13Gävle 12 12Leksand – 14VRS 11 15Auto 10 16Gävle 14 13Leksand – 15Tabell 6: Kvalitetsvärden i plan (mm) för respektive fabrikat, där VRSanger virtuell referensstation, där Auto anger nätverksmeddelande medautomatiskt nät, där Gävle anger nätverksmeddelande med statiskt nät ochGävle som masterstation och där Leksand anger nätverksmeddelande medstatiskt nät och Leksand som masterstation.35

Kvalitetsterm Metod Leica TrimbleVRS 20 2268:e percentilenAuto 21 24Gävle 22 27Leksand – 25VRS 34 4695:e percentilenAuto 41 43Gävle 41 50Riktighet(medelavvikelse)Precision(standardavvikelse)Noggrannhet(medelfel)Leksand – 48VRS -1 1Auto -1 6Gävle 6 5Leksand – 3VRS 18 24Auto 21 23Gävle 21 27Leksand – 24VRS 18 24Auto 21 24Gävle 21 27Leksand – 25Tabell 7: Kvalitetsvärden i höjd (mm) för respektive fabrikat, där VRSanger virtuell referensstation, där Auto anger nätverksmeddelande medautomatiskt nät, där Gävle anger nätverksmeddelande med statiskt nät ochGävle som masterstation och där Leksand anger nätverksmeddelande medstatiskt nät och Leksand som masterstation.4.3.2 Initialiseringstider och andel lyckadeinitialiseringarVärdena för initialiseringstid i tabell 8 är beräknade utifrån samtligalyckade initialiseringar med respektive fabrikat, de mätningar därinte initialisering uppnåddes har inte räknats med. Andelen lyckadeinitialiseringar redovisas även för Leicas mätningar mot Leksand.Totalt har 99 försök till initialisering gjorts med Leica mot Leksandoch i alla övriga fall har 150 försök gjorts.36

InitialiseringstidMedel (sekunder)InitialiseringstidMedian (sekunder)Andel lyckadeinitialiserngar (%)Metod Leica TrimbleVRS 27 24Auto 36 40Gävle 36 41Leksand – 41VRS 21 19Auto 25 38Gävle 25 38Leksand – 39VRS 99 99Auto 97 100Gävle 97 99Leksand 19 99Tabell 8: Initialiseringstider och andel lyckade initialiseringar förrespektive fabrikat, där VRS anger virtuell referensstation, där Auto angernätverksmeddelande med automatiskt nät, där Gävle angernätverksmeddelande med statiskt nät och Gävle som masterstation och därLeksand anger nätverksmeddelande med statiskt nät och Leksand sommasterstation.4.3.3 FörflyttningstestFörflyttningstestet genomfördes med endast ett fåtal försök eftersomdet fanns oklarheter vad som orsakade byte av masterstation. Vidstart i Skärplinge initialiserades mottagaren med Söderboda sommasterstation i det automatiska nätet.Vid förflyttningen behöllsSöderboda som masterstation till dess att baslinjen blev cirka 50kilometer, då byttes masterstation automatiskt till Gävle ochbaslinjen dit blev cirka 25 kilometer.Vid förflyttning med mottagaren initialiserad mot en VRS behöllssamma position för VRS:en tills baslinjen mellan mottagare och VRSblev strax över fem kilometer. VRS-positionen ändrades inte vid detillfällen då absolutposition tillfälligt tappades.37

5 DiskussionValet av mätpunkterna styrdes av möjligheten att undersöka omavståndet mellan mottagare och masterstation har betydelse förkvaliteten och tid till fixlösning. Valet av masterstation i detautomatiska nätet kunde också undersökas med hjälp av dessapunkter. Två mottagare användes för att kunna visa att mer än ettfabrikat klarar av tekniken och för att få en bättre uppfattning av hurtekniken fungerar och inte bara hur en enskild mottagare fungerarmed tekniken, samt för att få ett mer allmängiltigt resultat medavseende på precision, riktighet och initialiseringstider.På grund av den felaktiga inställningen av antennmodell i Leicamottagarengjordes mätningar för att komma fram till en korrektionför justering av mätvärdena. Det är svårt att avgöra hur den felaktigainställningen påverkade spridningen av mätningarna och ominitialiseringstiderna påverkades. Enligt korrektionsmätningarnasstandardavvikelser försämrades inte precisionen.För alla mätmetoderna ligger mätningarnas tyngdpunkt i plan någotåt syd eller sydväst. Det finns även en tendens till större spridning inord-sydlig riktning än i öst-västlig. Den spridningen finns även iflera tidigare studier (Kjørsvik, 2002; Häkli, 2004; Jämtnäs & Ahlm,2005) av GNSS på nordligare breddgrader. Att mätningarna fördelarsig så beror på satelliternas spridning över himlen, eftersom de haren bättre geometri i öst-västlig riktning.När det gäller höjdvärdena finns det systematiska avvikelser från devärden som har betraktats som sanna på punkterna, värden somdock har en viss osäkerhet. De systematiska avvikelserna är dockinte lika stora eller har samma tecken för alla punkterna. Totalt settså tar punkternas avvikelser ut varandra och därför kan det vara fel ide enskilda punkternas koordinater som är upphovet till avvikelserna.Största avvikelsen finns i punkt C som i genomsnitt för allametoderna har en medelavvikelse på ca -14 mm. Mätningarna gjordamed Leica och statiskt nät med Gävle som masterstation skiljer sigockså mot de övriga mätningarna på punkt C. Där är medelavvikelsen-3 till skillnad mot de övriga mätningarna som ligger runt-16 mm (tabell 9).LeicaTrimbleVRS Auto Gävle VRS Auto Gävle LeksandRiktighet(medelavvikelse)-13 -19 -3 -14 -15 -17 -16Tabell 9: Medelavvikelse i höjd för punkt C (mm).Utdrag ur bilaga B.I den här studien fanns några mätningar som fick långainitialiseringstider eller ingen fixlösning med nätverksmeddelande.38

En märkbar ökning av sådana mätningar kom över ett par serier dådet noterades att vädret skiftade relativt snabbt mellan klart ochmulet med mörka regnmoln. Att det tog längre tid att få fixlösningorsakades kanske av att beräkningen av troposfärsmodellen imottagaren tagit längre tid att genomföra. Med VRS-teknikenpåverkades inte mätningarna av dessa väderförändringar i någonstörre grad vilket möjligtvis kan förklaras med att VRS-positionen ärberäknad med hjälp av en troposfärmodell som kontinuerligtberäknas i nätverks-RTK-servern. Även med VRS fanns någrainitialiseringstider som var höga, men det är svårt att se vad dessaberor på. Generellt så har nätverksmeddelande längre initialiseringstiderän VRS i den här studien. Det kan eventuellt bero på antalethjälpstationer som användes för nätverksmeddelande. Vid ett förtest(Holmberg, 2008) av nätverksmeddelande på Lantmäteriet användesfärre hjälpstationer än i denna studie för det automatiska nätet. Detgav en medelinitialiseringstid på 24 sekunder mot 38 sekunder idenna studie. Antalet mätningar med automatiskt nät i den studienvar endast 32 stycken, vilket ger en viss osäkerhet i resultatet. Enjämförelse mellan resultaten kan tyda på att färre hjälpstationer gerkortare initialiseringstider. Det kan bero på att interpolationen avnätverkskorrektioner går snabbare om referensstationerna är mersamlade och färre till antalet.Den största skillnaden mellan mätresultaten blev med Leksand sommasterstation vid mätning med Leicas mottagare. Avståndet frånmätpunkterna till Leksand är mellan 131 och 160 km. Det medfördeatt Leica-mottagaren hade stora svårigheter med initialiseringen, ochenbart 19 av 99 mätningar fick fixlösning. Av dessa 19 mätningarhade 14 en avvikelse under 30 mm i plan. I höjd var det 3 mätningarsom avvek mindre än 45 mm. Som jämförelse kan nämnas attTrimble med Leksand som förvald masterstation hade 99 % lyckademätningar. 145 av 148 avvek mindre än 30 mm i plan och 142 avvekmindre än 45 mm i höjd. I Leica-mottagaren, med version 5.0 ellersenare av programvaran, finns det en inbyggd begränsning föravståndet mellan mottagare och masterstation på 200 km (Brown,2008). I tidigare versioner är avståndsbegränsningen 90 km.Enligtdetta skulle det gå bra att mäta med Leica-mottagaren mot Leksand,men problemen kan även bero på att tekniken är ny och det därförfanns oklarheter i hur mottagaren skulle konfigureras.Finns det behov av långa avstånd till en masterstation? Det skullekanske i så fall vara användare som befinner sig där det är glestmellan referensstationerna, som t.ex. sjöfarten. Det som testet inteundersökt är på vilket avstånd gränsen går för en säker fixlösningmed Leica-mottagaren. För detta borde fler mätningar gjorts för atttäcka in avståndet mellan 40 och 131 km. Exempelvis kan nämnas attinställningen för referensnätverk enligt Leica i Sverige skulle stå påVRS även vid mätning med nätverksmeddelande, medan Leica i39

Schweiz angav att den skulle stå på MAX. Vid mätningarnaanvändes inställningen MAX. Precisionen för Trimble är något sämreän för Leica för alla metoder (undantag i plan med statiskt nätGävle), vilket kanske visar att algoritmerna i Trimbles mottagareanvänder de utsända observationerna på ett annat sätt än Leica.Det som skulle kunna underlätta för användaren när det gälleranvändning av statiskt nät och val av masterstation är ommottagaren själv kunde avgöra vilken station som är närmast frånlistan av anslutningspunkter.5.1 FörflyttningsförsökVid förflyttning över stora avstånd med VRS-metoden kan det bliavbrott i mätningarna varje gång mottagaren måste göra nyainitialiseringar när avståndet till den virtuella referensstationen blirför långt. Ett av målen med examensarbetet var att testa förflyttningöver ett längre avstånd med nätverksmeddelande.Eftersom det finns ett behov av kontinuerlig tillgång till noggrannpositionering (beskrivet i avsnitt 2.8.3) genomfördes försök av hurlängre förflyttningar påverkar valet av masterstation i ettautomatiskt nät. Dessutom testades VRS-tekniken och byte av VRSpositionvid förflyttning. Resultatet av försöken med förflyttning börtolkas med försiktighet eftersom endast ett par försök genomfördesoch endast Leica-mottagaren användes. Under förflyttningarnatappades även både fixlösning och absolut position vid fleratillfällen, vilket ytterligare bidrar till osäkerheten i resultatet.Om bytet av masterstation berodde på avståndet till respektivereferensstation eller på att en ominitialisering gjordes av annananledning är svårt att veta, eftersom testet stördes av dåligaförhållanden efter vägen.Nätverksmeddelande med RTCM 3.1 kan vara en bra lösning föranvändare som behöver mäta kontinuerligt under förflyttning överlånga avstånd. Eftersom den marina marknaden enligt Olsson (2008)potentiellt är mycket stor, tycker vi att tekniken mednätverksmeddelande bör utprovas ytterligare med inriktning motsjöfarten. Då bör även utsändning med radioteknik eller liknandetestas för att RTK-tjänsten ska uppnå den tillgängligheten somsjöfarten efterfrågar. Sjöfartsverket (2008) efterfrågar äveninternationellt samarbete för standardisering, modellering ochdatadistribution.5.2 FramtidenFramtiden för nätverksmeddelande kommer nog att påverkas av hurefterfrågan är på envägsutsända nätverks-RTK-tjänster. Finns detkunder som har behov av precisionspositionering och som dessutom40

vill att den ska vara kontinuerlig utan avbrott? Som nämnts tidigarefinns det behovet hos vissa aktörer och dessa vill ta del iutvecklingen av konceptet. Det som talar emot utvecklingen avnätverksmeddelande är att den nuvarande VRS-tekniken än så längeär säkrare och snabbare. Var ska tyngdpunkten av beräkningarnaligga? Det som ska vägas in är till största delen bandbredden ochberäkningskapaciteten (Talbot et al., 2002). För noggranna mätningarbör korrektionerna uppdateras ofta och det är beroende av ett snabbtöverföringsformat eller komprimerad data. Enligt Brown et al. (2005)finns det vissa nackdelar med metoder där beräkningen sker inätverks-RTK-servern. En av dessa är att informationen tillmottagaren beror på mjukvaran i servern och att det kan påverkavilken data som mottagaren får tillgång till. En annan är atttvåvägskommunikation begränsar antalet som kan användanätverket samtidigt. Nätverksmeddelande med envägskommunikationtillåter i princip ett obegränsat antal användare utanatt öka belastningen på beräkningsservern.Hur utvecklingen med nätverksmeddelande går är svårt att avgöraeftersom det varit svårt att hitta nyare artiklar om nätverksmeddelande,och de informationskällor som är av senare datum intekan ses som vetenskapliga. Dessutom finns andra koncept underutveckling som kanske kan konkurrera om de kan erbjuda bättrenoggrannhet, täckning och snabbhet. Ett exempel är SSR (se avsnitt2.10) som kanske kan vara ett alternativ till nätverksmeddelande?Enligt Wübbena, Schmitz och Bagge (2005) så kan även PPP-RTKkunna sända ut data med envägskommunikation.Kommer konceptet med nätverksmeddelande att kunna användaGLONASS blir det en förbättring som tillsammans med utvecklingenav utsändningsteknik och mottagare borde göra att konceptet blirmer intressant för fler användare. I framtiden kommer ocksåtroligtvis flera leverantörer av GNSS-utrustning att stödja RTCM 3.1om det finns en efterfrågan på i första hand envägsutsändning avnätverksmeddelande.41

6 Slutsatser och framtida studierResultaten av mätningarna visar inte på någon större skillnad ikvalitetstalen mellan de båda nätverks-RTK-teknikerna VRS ochnätverksmeddelande. Inte heller mellan nätverksmeddelande medanvändande av det automatiska nätet och nätverksmeddelande medanvändande av de statiska näten finns någon större skillnad. Deenda resultaten som skiljde sig från övriga var mätningarna medLeica i det statiska nätet med Leksand som masterstation, eftersomatt Leica hade problem med att få fixlösning. Det beror på attavståndet till masterstationen i Leksand med den användautrustningen var för långt. I övrigt var resultaten för Leica marginelltbättre än för Trimble.Initialiseringstiden med nätverksmeddelande är något längre än förVRS i den här studien. Nätverksmeddelande kan även ha svårare attuppnå fixlösning, speciellt om troposfärsförhållandena är ostadiga.Det går att förflytta sig längre sträckor med nätverksmeddelande änmed VRS utan att behöva initialisera om mottagaren.Det finns många frågor som kan ställas för effektivare användning avnätverksmeddelande. Bland annat om initialiseringstid ochnoggrannhet påverkas av delnätens storlek. Om det finns ett sådantsamband kan ytterligare studier behövas för att fastställa hur storadelnäten bör vara med avseende på antalet referensstationer.Dessutom bör det undersökas vilken kvalitet tekniken mednätverksmeddelande ger under förflyttning och vad som händer näravståndet till den använda masterstationen ökar. När och hur skerbytet av masterstation och hjälpstationer i automatiska nät näravståndet ökar kontinuerligt? Hur ska bytet gå till i statiska nät ommottagaren förflyttas längre sträckor? Behövs ett byte avmasterstation om statiska nät används, och i så fall på vilket avstånd?Detta är frågor som kan behöva besvaras om konceptet mednätverksmeddelande ska kunna utvecklas för användare sombehöver precisionspositionering under förflyttning över längreavstånd.42

ReferenserBrown, N. et al. (2005) ‘Advances in Ambiguity Resolution for RTKApplications Using the New RTCM V3.0 Master-AuxiliaryMessages’, ION GNSS 18th International Technical Meeting of theSatellite Division of The Institute of Navigation. Long Beach, USA, 13-16september 2005. ION GNSS, s. 73-80.Brown, N., Geisler, I. & Troyer, L. (2006) ‘RTK Rover Performanceusing the Master-Auxiliary Concept’, Journal of Global PositioningSystems, 5 (1-2), s. 135-144.Brown, N. (2008) Testing MAC. E-post till Gunnar Hedling,Lantmäteriet, 7 april.Euler, H.-J., Townsend, B. & Wübbena, G. (2002) ‘Comparison ofDifferent Proposals for Reference Station Network InformationDistribution Formats’, 15th International Technical Meeting of theSatellite Division of The Institute of Navigation. Portland, USA, 24-27september 2002. ION GPS.Holmberg, T. (2008) Testmätningar av RTCM nätverksmeddelanden,Lantmäteriet, internt PM.Häkli, P. (2004) ‘Practical Test on Accuracy and Usability of VirtualReference Station Method in Finland’, FIG Working Week, Aten,Grekland, 22-27 maj 2004.Jämtnäs, L. & Ahlm, L. (2005) Fältstudie av Internetdistribueradnätverks-RTK. Gävle: Lantmäteriet, (LMV-rapport 2005:4).Kjørsvik, N. (2002) Assessing the Multi-Base Station GPS Solutions,FIG XXII International Congress. Washington D.C., USA, 19-26 april2002.Landau, H., Vollath U. & Chen X. (2002) ‘Virtual Reference StationSystems’, Journal of Positioning Systems, 1 (2), s. 137-143.HMK-Ge:S (1993) HMK-Geodesi, Stommätning. Gävle:Lantmäteriverket.Lilje, C., Engfeldt, A. & Jivall, L. (2007) Introduktion till GNSS. Gävle:Lantmäteriet, (LMV-rapport 2007:11).Lin, M. (2006) RTCM 3.0 Implementation in Network RTK andPerformance Analysis. MSc thesis. University of Calgary, Department ofgeomatics engineering, Calgary, Canada.Misra, P. & Enge, P. (2006) Global Positioning System – Signals,Measurements, and Performance. 2. uppl. Lincoln, USA: Ganga-JamunaPress.43

Norin, D., Jonsson, B. & Wiklund, P. (2008) ‘SWEPOS and itsGNSS-based Positioning Services’, FIG Working Week 2008.Stockholm, Sverige, 14-19 juni 2008Olsson, U., & Jakobsson, L. (2008) RTK för marina applikationer.Norrköping: Sjöfartsverket.Olsson, U. (2008) Sjömätning och nätverks-RTK. E-post till DanielJohansson och Sören Persson, 14 maj.RTCM (2005) Summary of 4th step in interoperability testing for NetworkRTK By Leica Geosystems AG, Arlington, USA: Radio TechnicalCommission for Maritime Services.RTCM (2006) RTCM Standard 10403.1 - Differential GNSS (GlobalNavigation Satellite Systems) Services – Version 3. Arlington, USA:Radio Technical Commission for Maritime Services.Talbot, N. et al. (2002) ‘Broadcast Network RTK – TransmissionStandards and Results’, 15th International Technical Meeting of theSatellite Division of The Institute of Navigation. Portland, USA, 24-27september 2002. ION GPS.Trimble Ltd. (2005a) Support of network formats by Trimble GPSNetnetwork RTK solutions, Trimble Navigation Ltd. White paper.Tillgänglig på:http://www.trimble.com/survey_wp_scalable.asp?Nav=Collection-33413 (Hämtad: 2008-05-23).Trimble Ltd. (2005b). Trimble GPSNet Software Technical Notes.Trimble Navigation Ltd. Tillgänglig på:http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/Document-140015/022543-121B_GPSNet_TN_0306_lr.pdf (Hämtad: 2008-05-23).Wübbena, G., Schmitz, M. & Bagge, A. (2005) ‘PPP-RTK: PrecisePoint Positioning Using State-Space Representation in RTKNetworks’, ION GNSS 18th International Technical Meeting of theSatellite Division of The Institute of Navigation. Long Beach, USA, 13-16september 2005. ION GNSS.Wübbena, G. & Bagge, A. (2006) RTCM Message Type 59-FKP fortransmission of FKP, Geo++ GmbH White Paper Nr. 2006.01.Tillgänglig på: http://www.geopp.de/download/geopp-rtcmfkp59-1.1.pdf(Hämtad: 2008-05-23).44

Bilaga A - PlanavvikelserAvvikelser för mätningarna på testpunkterna A, B och C i planfördelade på respektive metod.Planavvikelse - Virtuell referensstationPlanavvikelse - Nätverksmeddelande,Automatiskt nät40402020Latitudavvikelse (mm)0-40 -20 0 20 40ABCLatitudavvikelse (mm)0-40 -20 0 20 40ABC-20-20-40Longitudavvikelse (mm)-40Longitudavvikelse (mm)Planavvikelse - Nätverksmeddelande,Statiskt nät GävlePlanavvikelse - Nätverksmeddelande,Statiskt nät Leksand, (endast Trimble)40402020Latitudavvikelse (mm)0-40 -20 0 20 40ABCLatitudavvikelse (mm)0-40 -20 0 20 40ABC-20-20-40-40Longitudavvikelse (mm)Longitudavvikelse (mm)Metod Longitudavvikelse (mm) Latitudavvikelse (mm)VRS -14 -43Automatiskt nät -15 -41Statiskt nät Gävle -16 -41Statiskt nät Gävle -11 -47Avvikelser utanför diagrammens områden.45

Kvalitetsvärden i plan (mm) för punkt A, B och C för respektivefabrikat.Riktighet(medelavvikelse)Precision(standardavvikelse)Noggrannhet(medelfel)Punkt A.LeicaTrimbleVRS Auto Gävle VRS Auto Gävle Leksand8 6 9 8 12 8 1010 10 11 13 13 15 1513 11 14 15 17 17 18Riktighet(medelavvikelse)Precision(standardavvikelse)Noggrannhet(medelfel)Punkt B.LeicaTrimbleVRS Auto Gävle VRS Auto Gävle Leksand5 6 4 9 4 4 77 10 11 12 14 12 149 11 11 15 14 13 15Riktighet(medelavvikelse)Precision(standardavvikelse)Noggrannhet(medelfel)Punkt C.LeicaTrimbleVRS Auto Gävle VRS Auto Gävle Leksand7 3 10 10 10 4 68 7 14 10 12 9 1210 8 17 15 15 10 1346

Bilaga B – HöjdavvikelserAvvikelser för mätningarna på testpunkterna A, B och C i höjdfördelade på respektive metod.Höjdavvikelse - Virtuell referensstationHöjdavvikelse, Nätverksmeddelande,Automatiskt nät10010080806060Höjdavvikelse (mm)40200-20-40ABCHöjdavvikelse (mm)40200-20-40ABC-60-60-80-80-100-100Höjdavvikelse - Nätverksmeddelande,Statiskt nät GävleHöjdavvikelse, Nätverksmeddelande,Statiskt nät Leksand (endast Trimble)10080601008060Höjdavvikelse (mm)40200-20-40ABCHöjdavvikelse (mm)40200-20-40ABC-60-60-80-80-100-10047

Kvalitetsvärden i höjd (mm) för punkt A, B och C för respektivefabrikat.Riktighet(medelavvikelse)Precision(standardavvikelse)Noggrannhet(medelfel)Punkt A.LeicaTrimbleVRS Auto Gävle VRS Auto Gävle Leksand13 7 8 11 19 15 1215 15 16 18 20 26 2120 17 17 21 27 30 24Riktighet(medelavvikelse)Precision(standardavvikelse)Noggrannhet(medelfel)Punkt B.LeicaTrimbleVRS Auto Gävle VRS Auto Gävle Leksand-4 8 13 6 13 15 1217 21 23 27 16 20 2317 22 26 28 21 25 26Riktighet(Medelavvikelse)Precision(Standardavvikelse)Noggrannhet(Medelfel)Punkt C.LeicaTrimbleVRS Auto Gävle VRS Auto Gävle Leksand-13 -19 -3 -14 -15 -17 -1611 12 19 16 18 19 1717 23 19 22 23 25 2348

Bilaga C – Kumulativ fördelningav avvikelserI diagrammen presenteras den kumulativ fördelning av avvikelsernai plan respektive höjd för de olika metoderna (för Leksand ingårendast Trimble-mätningarna).Planavvikelse, sorterade från minsta till största avvikelse5068 % 95 %Planavvikelse (mm)45403530252015105AutoVRSGävleLeksand00 20 40 60 80 100Andel av mätningarna (%)Höjdavvikelse, sorterade från minsta till största avvikelse9068 % 95 %Höjdavvkilelse (mm)8070605040302010AutoVRSGävleLeksand00 20 40 60 80 100Andel av mätningarna (%)49

50Bilaga D – Initialiseringstider

Bilaga E - MätschemaTabellen visar hur mätningarna fördelades över dagarna, tidpunktenför mätning under dagarna, när varje mätserie påbörjades samt närde olika instrumenten användes.Datum (april 2008)Pkt Tid 9 10 11 14 15 19 21 23 24 25 26 28AB8:0010:0012:0014:0016:0018:008:0010:0012:0014:0016:0018:00 C8:0010:0012:0014:0016:0018:00 Mättid TrimbleMättid LeicaPåbörjad mätserie51

Rapporter i geodesi och geografiska inform ationssystemfrån Lantm äteriet2005:5 Engfeldt Andreas (ed.): Network RTK in northern andcentral Europe.2005:7 Jivall Lotti, Lidberg Martin, Nørbech Torbjørn, WeberMette: Processing of the NKG 2003 GPS campaign.2005:8 Eriksson Merja & Hedlund Gunilla: Satellitpositioneringmed GPS och GPS/GLONASS.2006:2 Norin Dan, Engfeldt Andreas, Johansson Daniel, LiljeChristina: Kortmanual för mätning med SWEPOSNätverks-RTK-tjänst.2006:3 Klang Dan & Burman Helén: En ny svensk höjdmodelllaserskanning, Testprojekt Falun.2006:4 Klang Dan: KRIS-GIS ® projekt i Eskilstuna. Kvalitet ihöjdmodeller.2006:5 von Malmborg Helena: Jämförelse av Epos och nätverks-DGPS.2006:8 Wennström Hans-Fredrik (ed.): Struve Geodetic Arc 2006International Conference – the Struve arc and extension inspace and time.2006:9 Shah Assad: Systematiska effekter inom den tredjeriksavvägningen.2007:1 Johnsson Fredrik & Wallerström Mattias: En nätverks-RTKjämförelsemellan GPS och GPS/GLONASS.2007:4 Ågren Jonas & Svensson Runar: Postglacial land upliftmodel and system definition for the new Swedish heightsystem RH 2000.2007:8 Halvardsson Daniel & Johansson Joakim: Jämförelse avdistributionskanaler för projektanpassad nätverks-RTK.2007:10 Lidberg Martin & Lilje Mikael: Evaluation of monumentstability in the SWEPOS GNSS network using terrestrialgeodetic methods - up to 2003.2007:11 Lilje Christina, Engfeldt Andreas, Jivall Lotti: Introduktiontill GNSS.2007:12 Ivarsson Jesper: Test and evaluation of SWEPOSAutomated Processing Service.2007:14 Lilje Mikael, Eriksson Per-Ola, Olsson Per-Anders,Svensson Runar, Ågren Jonas: RH 2000 ochriksavvägningen.

L A N T M Ä T E R I E TV aktm ästeriet 801 82 G ÄV LE Tfn 026 - 65 29 15 Fax 026 - 68 75 94Internet: w w w .lantm ateriet.se