Technische Universität München-Weihenstephan Institut für ... · 13.08.98 Grubbern Motorola-...
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Technische Universität München-Weihenstephan Institut für Landtechnik Technische Universität München-Weihenstephan Institut für Landtechnik Untersuchungen zur Ortungsgenauigkeit von DGPS mit Hilfe eines Infrarottracking- systems (ITS) T. Steinmayr, H. Auernhammer, M. Demmel Problemstellung: Die allgemein angenommene Genauigkeit von GPS-Empfängern bei Pseudo-Range-Korrektur von 1 - 5 m lässt sich im sta- tischen Bereich durch längere Messung an einem geodätisch eingemessenen Standort leicht verifizieren. Bei sich bewegendem Objekt, z.B. bei selbstfahrenden Erntemaschinen und Schleppern, muss für eine entsprechende Untersuchung die wirkliche Position für jeden Messzeitpunkt bestimmt werden. Dies ist nur durch den Einsatz eines Referenz- systems mit wesentlich grösserer Genauigkeit als DGPS möglich. Ortungsdifferenzen Motorola-DGPS - Infrarot-Tracking-System und magnetischer Kurswinkel (Grubbern D4, 13.08.1998, Ausschnitt) -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 2000 3000 4000 Nettoaufzeichnungszeit [s] Ortungsdifferenz [m] 0 50 100 150 200 250 300 350 400 magnet. Kurswinkel [°] Diff erenz in Ostri chtung Diff erenz in Nordri chtung magnet. Kurswinkel Beispiel einer Referenzmessung mit dem Infrarottrackingsystem Test des Geodimeter System 4000-Tachymeters auf einer Linearführung 0 0,5 1 1,5 2 2,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 x-Richtung [m] y-Richtung [m] gemessene Positionen bei Vorwärtsfahrt tats chliche gerade Fahrstrecke gemessene Positi onen bei Rückw rtsfahr Offene Fragestellungen: • teilweise fehlerhafte Berechnung der x-/y-Koordinaten aus den Messwer- ten durch das Tachymeter • Zeitversatz der Strecken- gegenüber der Winkelmessung; dadurch Offset der aus den ITS-Messwerten berechneten Koordinaten gegenüber der wirklichen Fahrstrecke • methodischer Ansatz zur Korrektur des Versatzes muss noch erarbeitet werden • andere Einflussfaktoren auf die Genauigkeit des eingesetzten Tachymeters sind zu bestimmen • Referenzmessungen seit 1998 bei vier Ernte- und vier Applikations- bzw. Bearbeitungsmassnahmen • bisher angenommene Genauigkeit im Bereich weniger Meter unter- mauert • Differenzen ohne Zusammenhang mit DGPS-Parametern, aber an- scheinend abhängig von relativer Position des Objekts zu Tachymeter Lösungsansatz: Eine Möglichkeit zur Bestimmung der Ortungsgenauigkeit bei sich bewegendem Objekt besteht im Einsatz eines hochgenauen Infrarot- tachymeters mit Zielverfolgungsmodus, das in diesem Modus stän- dig auf ein aktives Prisma auf dem Dach des Fahrzeugs ausgerichtet ist und dessen relative Position bestimmt. Nach zeitgleicher Aufzeichnung von Tachymeter- und DGPS-Daten können die Positionsangaben in ein einheitliches Koordinatensystem umgerechnet und mittels der GPS- Zeit paarweise verrechnet werden. Ergebnisse: mit DGPS und einem Infrarot-Tracking-System aufgenommene Fahrspuren des Grubberns D4, 13.08.98 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100 Ostrichtung [m] Nordrichtung [m] Motorola-Oncore- DGPS (8 Kanäle, LW-Korrektursignal ALF) Infrarot-Tracking- System (Geodimeter System 4000; auf GPS-Zeitpunkte interpolierte Werte) Ortungsdifferenzen DGPS (nur Werte mit Korrektursignal) - ITS (n = 12441): - in Ostrichtung: arithm. Mittelw. = 1,01 m Standardabw. = 1,88 m - Nordrichtung: arithm. Mittelw. = -0,47 m Standardabw. = 2,26 m 2000 2AS 006.cdr Zusammenfassung der Ergebnisse: Datum/ Mass- DGPS Infrarot- Tachymeter- DGPS-Koor- Differenz DGPS - ITS Schlag nahme tracking- koordinaten dinaten in in Ostrichtung in Nordrichtung system errechnet Gauss-Krüger Mittelw. Stabw. Mittelw. Stabw. [m] [m] [m] [m] 29.05.98 Spritzen Motorola- Geodi- 4,44 2,87 -2,53 3,22 D01 Oncore meter X 1,93 3,35 -0,41 5,00 X X 1,94 2,56 -0,39 3,55 10.06.98 Düngen Motorola- Geodi- 0,61 3,13 0,87 2,47 D04 Oncore meter X 0,11 3,12 -0,97 2,52 X X 0,15 2,87 -0,97 2,70 22.06.98 Düngen Motorola- Geodi- 4,67 3,05 3,11 3,95 D01 Oncore meter 13.08.98 Grubbern Motorola- Geodi- 1,01 1,88 -0,47 2,26 D04 Oncore meter X -0,37 1,80 0,38 2,34 25.09.98 Mais- Motorola- Geodi- 0,97 3 -0,78 3,88 D01 häckseln Oncore meter X -1,24 2,78 1,27 2,43 22.09.99 Mais- Trimble Geodi- 0,34 2,78 6,27 3,24 S04 häckseln AgGPS meter 11.08.00 Mäh- Trimble Leica X X -0,50 0,84 -0,76 1,06 S04 drusch AgGPS TCA 15.08.00 Mäh- Trimble Leica X X 0,76 0,89 -0,18 0,92 D04 drusch AgGPS TCA
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Technische Universität München-Weihenstephan
Institut für Landtechnik
Technische Universität München-Weihenstephan
Institut für Landtechnik
Untersuchungen zur Ortungsgenauigkeit von DGPS mit Hilfe eines Infrarottracking-systems (ITS)
T. Steinmayr, H. Auernhammer, M. Demmel
Problemstellung:
Die allgemein angenommene Genauigkeit von GPS-Empfängern bei Pseudo-Range-Korrektur von 1 - 5 m lässt sich im sta-tischen Bereich durch längere Messung an einem geodätisch eingemessenen Standort leicht verifizieren.Bei sich bewegendem Objekt, z.B. bei selbstfahrenden Erntemaschinen und Schleppern, muss für eine entsprechende Untersuchung die wirkliche Position für jeden Messzeitpunkt bestimmt werden. Dies ist nur durch den Einsatz eines Referenz-systems mit wesentlich grösserer Genauigkeit als DGPS möglich.
Versuchsaufbau der Referenzmessung
Ortungsdifferenzen Motorola-DGPS - Infrarot-Tracking-System und magnetischer Kurswinkel (Grubbern D4,
13.08.1998, Ausschnitt)
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
2000 3000 4000
Nettoaufzeichnungszeit [s]
Ort
un
gs
dif
fere
nz
[m]
0
50
100
150
200
250
300
350
400
ma
gn
et.
Ku
rsw
ink
el
[°]
Differenz in Ostrichtung Differenz in Nordrichtung magnet. Kurswinkel
Beispiel einer Referenzmessung mit dem Infrarottrackingsystem
Test des Geodimeter System 4000-Tachymeters auf einer Linearführung
0
0,5
1
1,5
2
2,5
8 8,5 9 9,5 10 10,5 11
x-Richtung [m]
y-R
ich
tun
g[m
]
gemessene Positionen bei Vorwärtsfahrt
tatsächliche gerade Fahrstrecke
gemessene Positionen bei Rückwärtsfahrt
Offene Fragestellungen:
• teilweise fehlerhafte Berechnung der x-/y-Koordinaten aus den Messwer- ten durch das Tachymeter
• Zeitversatz der Strecken- gegenüber der Winkelmessung; dadurch Offset der aus den ITS-Messwerten berechneten Koordinaten gegenüber der wirklichen Fahrstrecke
• methodischer Ansatz zur Korrektur des Versatzes muss noch erarbeitet werden
• andere Einflussfaktoren auf die Genauigkeit des eingesetzten Tachymeters sind zu bestimmen
• Referenzmessungen seit 1998 bei vier Ernte- und vier Applikations- bzw. Bearbeitungsmassnahmen
• bisher angenommene Genauigkeit im Bereich weniger Meter unter-mauert
• Differenzen ohne Zusammenhang mit DGPS-Parametern, aber an-scheinend abhängig von relativer Position des Objekts zu Tachymeter
Lösungsansatz:
Eine Möglichkeit zur Bestimmung der Ortungsgenauigkeit bei sichbewegendem Objekt besteht im Einsatz eines hochgenauen Infrarot-tachymeters mit Zielverfolgungsmodus, das in diesem Modus stän-dig auf ein aktives Prisma auf dem Dach des Fahrzeugs ausgerichtet ist und dessen relative Position bestimmt. Nach zeitgleicher Aufzeichnung von Tachymeter- und DGPS-Daten können die Positionsangaben in ein einheitliches Koordinatensystem umgerechnet und mittels der GPS- Zeit paarweise verrechnet werden.
Ergebnisse:
mit DGPS und einem Infrarot-Tracking-System aufgenommene Fahrspuren des Grubberns D4, 13.08.98
-300
-250
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
-400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 50 100
Ostrichtung [m]
No
rdri
ch
tun
g[m
]
Motorola-Oncore-DGPS (8 Kanäle,LW-KorrektursignalALF)
Infrarot-Tracking-System (GeodimeterSystem 4000; aufGPS-Zeitpunkteinterpolierte Werte)
Ortungsdifferenzen
DGPS (nur Werte mit
Korrektursignal) - ITS
(n = 12441):
- in Ostrichtung:
arithm. Mittelw. = 1,01 m
Standardabw. = 1,88 m
- Nordrichtung:
arithm. Mittelw. = -0,47 m
Standardabw. = 2,26 m
2000 2AS 006.cdr
Zusammenfassung der Ergebnisse:
Datum/ Mass- DGPS Infrarot- Tachymeter- DGPS-Koor- Differenz DGPS - ITS
Schlag nahme tracking- koordinaten dinaten in in Ostrichtung in Nordrichtung
system errechnet Gauss-Krüger Mittelw. Stabw. Mittelw. Stabw.
[m] [m] [m] [m]
29.05.98 Spritzen Motorola- Geodi- 4,44 2,87 -2,53 3,22D01 Oncore meter X 1,93 3,35 -0,41 5,00
X X 1,94 2,56 -0,39 3,5510.06.98 Düngen Motorola- Geodi- 0,61 3,13 0,87 2,47D04 Oncore meter X 0,11 3,12 -0,97 2,52
X X 0,15 2,87 -0,97 2,7022.06.98 Düngen Motorola- Geodi- 4,67 3,05 3,11 3,95D01 Oncore meter13.08.98 Grubbern Motorola- Geodi- 1,01 1,88 -0,47 2,26D04 Oncore meter X -0,37 1,80 0,38 2,3425.09.98 Mais- Motorola- Geodi- 0,97 3 -0,78 3,88D01 häckseln Oncore meter X -1,24 2,78 1,27 2,4322.09.99 Mais- Trimble Geodi- 0,34 2,78 6,27 3,24S04 häckseln AgGPS meter11.08.00 Mäh- Trimble Leica X X -0,50 0,84 -0,76 1,06S04 drusch AgGPS TCA15.08.00 Mäh- Trimble Leica X X 0,76 0,89 -0,18 0,92D04 drusch AgGPS TCA
![Schwebstofffilter –HS-Deka Pak SFV · 2 5 Dok.-ID: 07/D04 Technische Änderungen vorbehalten. Stand: Mai 2015 Anfangsdruckdifferenz [Pa] Nennvolumenstrom [m 3/h] Rahmen korrosionsbeständiger](https://static.fdokument.com/doc/165x107/5d61059f88c99391598b9e4f/schwebstofffilter-hs-deka-pak-sfv-2-5-dok-id-07d04-technische-aenderungen.jpg)
