Projektbeskrivning - Swepos - Lantmäteriet

Dnr 508-2006/74Projektbeskrivning för etableringsprojekt Gute-RTK2006-02-16Nätverks-RTK för positionsbestämning med centimeternoggrannhet påGotlandSammanfattningGPS/RTK är nu en fungerande teknik för praktisk detaljmätning som är på väg att ta överen allt större del av den vardagsmätning som kräver några centimeters noggrannhet ipositionen. Vid användning av befintliga referenspunkter i terrängen som utgångspunkterför RTK-mätning krävs att användaren själv etablerar en tillfällig referensstation medtillhörande radiolänk eller annan typ av distributionskanal. Ett alternativ till etableringenav tillfälliga referensstationer kan vara att använda fasta referensstationer som antingenkan etableras i egen regi eller som ett nät som kan användas av alla användare inomtäckningsområdet. Denna lösning innebär att varje mätlag endast behöver en GPSmottagareistället för två som vid traditionell RTK. Erfarenheterna hittills är att Nätverks-RTK är en effektiv metod, både ur teknisk och ekonomisk synvinkel, i ett antaltillämpningar. En ytterligare slutsats är att en gemensam regional Nätverks-RTK-tjänstskulle underlätta införandet av GPS i de organisationer som har detta framför sig.Lantmäteriet, SWEPOS ® (Informationsförsörjning – Geodesi) har sedan 2002 tillsammansmed Lantmäteriet – division Fastighetsbildning, Metria, Banverket, Vägverket, kommuneroch privata konsultfirmor etablerat nätverks-RTK-nät för test i produktionstillämpningar iStockholm-Mälardalenområdet, Skåne och Västsverige. Driften av dessa nät övergick den1 januari 2004 i SWEPOS Nätverks-RTK-tjänst.Sedan dess har ytterligare etableringsprojekt med samma syfte, mål och upplägggenomförts/påbörjats. Då de ettåriga etableringsprojekten slutförs övergår de medautomatik i SWEPOS Nätverks-RTK-tjänst.Sammantaget omfattar SWEPOS, Nätverks-RTK-tjänst och pågående etableringsprojekt 96fasta referensstationer (2006-02-15) och täcker södra halvan av Sverige – med undantag förGotlandInom ramen för detta projekt sker nu en utbyggnad på Gotland för att få en fullständigtäckning för Nätverks-RTK-tjänsten i södra Sverige. Planen är att denna utbyggnadgenomförs som ett ettårigt etableringsprojekt som sedan övergår i SWEPOS Nätverks-RTK-tjänst på samma sätt som tidigare projekt. Det nya nätet på Gotland kommer attansluta mot de redan befintliga näten på Öland och Sveriges ostkust, (se bilaga 1).Projektet omfattar fyra projektstationer utöver den redan befintliga SWEPOS-stationen iVisby (se bilaga 2).1

Dnr 508-2006/741. BakgrundGPS/RTK är nu en fungerande teknik för praktisk detaljmätning med centimeternoggrannhet,som är på väg att ta över en allt större del av den vardagsmätning somkräver några centimeters positionsnoggrannhet. Den grundläggande principen för RTK äratt nyttja befintliga referenspunkter i terrängen på vilka användaren själv etablerar entillfällig referensstation med tillhörande radiolänk.Ett alternativ till tillfälliga referensstationer kan vara att använda fasta referensstationersom antingen kan etableras i egen regi eller som ett nät tillgängligt för alla användare.Egna fasta referensstationer kräver egna investeringar för etableringen och kan innebäraatt specialkompetens för driften behöver byggs upp. Detta gäller särskilt om data skallerbjudas utanför den egna organisationen. Efter hand som antalet lokala referensstationslösningarökar kan det också bli problem med tillgängliga radiofrekvenser för överföringav korrektionsdata mellan referensstation och mätpunkt. För att undvika sådana problem,för att öka effektiviteten hos de fasta referensstationerna och avståndet mellan dem krävsdet att de binds ihop i ett datornätverk, s.k. Nätverks-RTK. Nätverks-RTK ger ett sömlösttäckningsområde för användaren, se Figur 1 och möjliggör kontinuerlig kvalitetskontroll.Med Nätverks-RTK beräknas en korrektionsmodell för RTK-data ur nätet av fastareferensstationer. På detta sätt kan avståndet mellan de fasta referensstationerna öka frånidag ca 20 km till ca 70 km med bibehållen noggrannhet och ungefär lika långinitialiseringstid som för 10 km avstånd till referensstationen. Följande två alternativ finnsidag för interpolation av RTK-korrektioner till användarens position:• Alt 1. Användaren skickar sin position via GSM/GPRS till en server för Nätverks-RTKoch får tillbaka korrigerade RTK-data i ett standardformat, se Figur 2• Alt 2. RTK-data med tillhörande korrektionsmodell distribueras i fabrikantformat tillanvändaren som har en enhet med beräkningskapacitet kopplad till sin GPSmottagare,alternativt en GPS-mottagare som direkt kan ta hand om Nätverks-RTKkorrektionerna, se Figur 3.Enligt Alt 2. sänds korrektionsmodellen till användaren som kan interpolera fram enkorrektion för sin aktuella position, dvs. användarens position blir en virtuellreferensstation. Idag finns inget standardformat för denna korrektionsmodell och därförkan denna interpolation till användarens position ej ske i GPS-mottagaren; varje fabrikantav Nätverks-RTK programvara har sitt egna format för korrektionsmodellen.I detta projekt kommer data att distribueras enligt modellen i alternativ 1. Målsättningenär att test och utveckling skall ske med produktionsversion av något program somanvänder modellen i alternativ 2.2

Dnr 508-2006/74Figur 1. Principskisser för Enkelstations-RTK och Nätverks-RTK3

Dnr 508-2006/74Figur 2. Distribution av Nätverks-RTK via tvåvägskommunikationFigur 3. Distribution av Nätverks-RTK via envägskommunikationFörklaring; NMEA = ett meddelande från GPS-mottagaren som bl.a. innehåller GPSmottagarensposition, behövs för att kunna skapa en virtuell referens i alternativ 1.RTCM=ett standardiserat format för realtidskorrektioner4

Dnr 508-2006/742. Mål och krav2.1 Projektets syfteProjektet avser etablering och ett års drift av en Nätverks-RTK tjänst på Gotland. Nätetkommer att ansluta mot de befintliga Nätverks-RTK näten på Öland och Sveriges ostkust.Nätet etableras för att kunna användas för produktionsmätning, men kommer även attkunna användas för studier av funktion och kostnads/nyttoeffekt för Nätverks-RTKjämfört med användning av fasta referensstationer på centralpunkter i t.ex. varje kommun.Projektet avser också att utarbeta rutiner för transformation av erhållna positioner ireferenssystemet SWEREF 99 (det referenssystem som SWEPOS arbetar i) till det lokalareferenssystem som redovisningen skall ske i. Resultaten kan också bidra till att geunderlag för att bedöma vilka vinster det finns med att introducera Nätverks-RTK inombefintliga organisationer, som arbetar med t.ex. detaljmätning och maskinguidning.Vinsterna kan avse t.ex. högre kvalitet, besparingar i stomnätsunderhåll,arbetsorganisation jämfört med traditionell teknik m.m.2.2 EffektmålIntressenterna i projektet får fördjupad erfarenhet av användning av Nätverks-RTK förpositionering.Underlag skapas som kan leda till en bedömning av hur nät av fasta referensstationer förpositionering med RTK påverkar effektiviteten för olika tillämpningar t.ex. detaljmätningmed GPS.2.3 ProduktmålEtt nät av fasta referensstationer för produktionsmätning med Nätverks-RTK etableras påGotland.Rapporter om nätets funktionalitet.Användarseminarium för utbyte av erfarenheter vid användning av Nätverks-RTK.2.4 VisionEn regional Nätverks-RTK-tjänst för Gotland, som är en del av SWEPOS Nätverks-RTKtjänst.Visionen är på lite längre sikt en nationell positioneringstjänst för cm-noggrannhetför hela södra Sverige samt norrlandskusten (se bilaga 1), utbyggnadstakten kommer attstyras av intresset i de olika områdena och tillgänglig finansiering.5

Dnr 508-2006/743. Organisation och BemanningProjektet styrs av en styrgrupp, som består av en representant från kommunen, enrepresentant från de statliga fastighetsbildningsmyndigheterna, en representant frånstatliga verk/organisationer, en representant från övriga intressenter, samt en utseddperson som sammankallande. Vid behov kan ytterligare personer adjungeras tillstyrgruppen. Styrgruppen sammanträder vid behov, dock minst en gång per kvartal iprojektets inledningsskede. Den operativa verksamheten leds av en projektledare, somsammankallar hela eller delar av projektgruppen vid behov.Varje intressent utser önskat antal deltagare till den projektgrupp som leds avprojektledaren. Projektgruppen och Styrgruppen samlas till ett kick-off möte i början avprojektet, ett möte för utbyte av erfarenheter i mitten av projektet samt ettutvärderingsmöte i slutet av projektet.3.1 IntressenterGotlands Energi ABGotlandsbolagetLantmäterimyndigheten Gotlands länLänsstyrelsen Gotlands länNybergs Entreprenad ABPentaCon ABGotlands kommun, StadsarkitektkontoretGotlands kommun, Tekniska FörvaltningenVägverket3.2 StyrgruppBo Jonsson, SWEPOS – Lantmäteriet (sammankallande)Curt Jalmelid – Gotlands kommun, StadsarkitektkontoretDaniel Johansson, SWEPOS – Lantmäteriet (projektledare)Krister Edström – Nybergs Entreprenad ABLars Nordlander – Gotlands Energi ABPelle Johansson – Lantmäteriet Visby/ Stockholm6

Dnr 508-2006/743.3 ProjektgruppReine Högberg - AB PentaConPer Ahlström - Lantmäteriet Gotlands LänÅke Kappel - Lantmäteriet Gotlands LänJohan Stengård - Lantmäteriet Gotlands LänGert Lundquist - Lantmäteriet Gotlands LänKarin Svensson - Lantmäteriet Gotlands LänCurt Nicklasson - Lantmäteriet Gotlands LänRichard Löwenborg - Lantmäteriet Gotlands LänKjell Norman - Länsstyrelsen, Gotlands LänCurt Nicklasson, SAK - Stadsarkitektkontoret, Gotlands kommunTommy Söderberg - Stadsarkitektkontoret, Gotlands kommunConny Niklasson - Stadsarkitektkontoret, Gotlands kommunJerker Jonsson - Stadsarkitektkontoret, Gotlands kommunLisa Björnson - Stadsarkitektkontoret, Gotlands kommunHåkan Gahnström - Stadsarkitektkontoret, Gotlands kommunLars-Erik Wallin - Tekniska förvaltningen, Gotlands kommunHåkan Wirginder - Tekniska förvaltningen, Gotlands kommunGöran Blomgren - Tekniska förvaltningen, Gotlands kommunCarin Johanson - Tekniska förvaltningen, Gotlands kommunDaniel Johansson – Lantmäteriet, är projektledare och sammankallande förprojektgruppen. Projektgruppens sammansättning kan under projektettiden komma attförändras.7

Dnr 508-2006/744. AktiviteterEtt nät av fasta referensstationer för Nätverks-RTK etableras på Gotland. Nätet består avden befintliga SWEPOS-stationen Visby, samt de fyra nya projektstationerna: Hoburgen,Katthammarsvik, Klintehamn och Fårö, (se bilaga 2).Nätverksprogramvara installeras på SWEPOS driftsledningscentral och GSM och GPRSanvänds för datadistribution.Projektet kan indelas i:- Planeringsfas. Genomgång av grundförutsättningarna, planering av aktiviteter underprojektet, tidsplanering. Val av stationer.- Implementerings- och verifieringsfas. Etablering av antennfundament och installationav stationsutrustning. För de deltagare i projektet som är nya GPS-användare ellerprecis har införskaffat GPS-utrustning erbjuder Lantmäteriet en kostnadsfri 2-dagarsgrundutbildning i GPS. Deltagarna står själva för resa, kost och eventuell logi isamband med utbildningen. Plats och tid för utbildningen bestäms när intresset för attdelta i kursen har sammanställts. Dessutom sker en genomgång av systemfunktionersamt verifiering av alla projektdeltagarnas fältutrustning (uppstartsdagar). För de sominte har GPS-utrustning idag finns det möjlighet att låna utrustning sominstrumentleverantörer tillhandahåller. Leica Geosystems, Topcon och Trimble ställeren roverutrustning var till projektets förfogande åtminstone under 6 månader av det årsom projektet pågår. Intressenterna i projektet kommer att behöva samsas om dessautrustningar under projektet, förslag till rullande låneschema kommer att ges dåintresset för instrumentlån sammanställts.- Produktionsmätningsfas. Nätverks-RTK-tjänsten är disponibel för obegränsadproduktionsmätning, som bör genomföras på ett sådant sätt att en godtagbarpositionsnoggrannhet (tillförlitlighet och precision) erhålls i den aktuellatillämpningen. Projektdeltagarna fyller i produktionsrapporter varje vecka, som sedanskickas till projektledaren för sammanställning. Även mätningar förnoggrannhetskontroll utförs av projektdeltagarna.- Utvärderingsfas. Erfarenheterna från produktionsmätningarna följs upp löpandeunder projekttiden. Sammanställning av produktionsrapporterna görs kontinuerligtoch skickas ut till projektdeltagarna. Resultat från mätningar för noggrannhetskontrollsammanställs också regelbundet och distribueras till projektdeltagarna8

Dnr 508-2006/74AktivitetPlaneringsfasGenomgång avgrundförutsättningarna, planering avaktiviteter under projektet, tidsplanering.Val av stationer.TidProjektledareJan-Feb 2006 2mvMVPerintressent4.5mv 1mv/personKostnadersombelastarprojektImplementerings och verifieringsfasEtablering av antennfundament ochinstallation av stationsutrustning.Genomgång av systemfunktioner.Användarseminarier, projektmöten,utbildning och uppstartsdagar.Mars-April,20063mv5.5mv 2mv/personProduktionsmätningsfasTjänsten är tillgänglig för obegränsadproduktionsmätning ochintressenterna skickar regelbundet infunktionsrapporter och mätningar förnoggrannhetskontrollUtvärderingsfas.Utvärdering av funktionsrapporter ochmätningar för noggrannhetskontrollsamt sammanställning av lägesrapporter,sammanställning avslutrapportMaj 2006-April 2007löpandeunderproduktionsmätningsfasen6mv 8 mv 3 mv3 mv 1 mv9

Dnr 508-2006/745. Finansiering5.1 ArbetstidKostnaderna för LMV (Geodetiska utvecklingsenheten) täcks inom ramen för SWEPOSprojektet.Intressenterna står för sin egen arbetstid och reskostnader.5.2 Utrustning och driftLMV ställer data från SWEPOS-stationer och omkringliggande projektstationerkostnadsfritt till förfogande samt server på SWEPOS driftsledningscentral och engrundlicens för nätverks-RTK programvaran Trimble GPSNet. Övervakning av detillkommande stationerna finansieras via den ordinarie SWEPOS-driften.Kommunikations- och kapitalkostnad uppskattas till 211 000 kr per år och station, sespecifikation nedan.Kostnad för en referensstation utan dubbleradutrustning1 st GPS-mottagare ingår itotalsummanAntenningår itotalsummanAccesserver 14 0001 PC 5 000Skärm 1 500UPS 4 624Antennfäste 5 000trefot utan lod 3 916Instrumentrack 8 500Kablage 5000Radom 4 000Installation 20 000Anslutning fast ledning 30 000Anslutning GPS network 50 000Summa 280 540Årskostnad för en station, 1309183års avskrivn. (40%)Årskostnad för fast ledning 80 000Totalt per station och år 211 000Projektet belastas ej av kostnader relaterade till den befintliga SWEPOS-station i Visby.Inte heller merkostnader som uppstår vid drift av det utökade nätet belastar projektet.För de projektdeltagare som tillkommer efter det att avtalet skrivits under tar SWEPOS uten avgift som motsvarar inträdesavgiften för de som gick med i projektet vid starten.Intressenterna står själva för sina mobil-/kommunikationskostnader10

Dnr 508-2006/745.3 Sammanställning av kostnader som belastar projektetAktivitet Tid KostnadProjektledning 13 mv ---Kapital- ochkommunikationskostnader för ettårs drift av fyra projektstationerDrift av SWEPOS-stationer ochomkringliggande projektstationer844.000 kr---2006-02-16Bo Jonsson, Daniel JohanssonLantmäteriet, Informationsförsörjning – Geodesi11

Dnr 508-2006/74Bilaga 1 – Status och plan för utbyggnaden av Nätverks-RTKTäckningsområde för SWEPOS Nätverks-RTK-tjänstPlanerad utökning av täckningsområdet för SWEPOS Nätverks-RTK-tjänstI dagsläget planeras ingen utbyggnad av Nätverks-RTK-tjänsten i detta områdeUrsprunglig/fundamental SWEPOS-stationRedan etablerad förtätning av SWEPOSPlanerad förtätning av SWEPOS (2006)Planerad förtätning av SWEPOS (2007)12

Dnr 508-2006/74Bilaga 2 – Planerad förtätning av SWEPOS på GotlandTäckningsområde med homogen prestanda (prickat), utanför detta områdedegraderas prestanda gradvis.Befintlig SWEPOS-stationPlanerad förtätning av SWEPOS13