Wyznaczenie dokładności instrumentów: Różnice pomiędzy wersjami

Z C-Geo Wiki
Skocz do: nawigacja, szukaj
 
Linia 79: Linia 79:
  
  
[[Kategoria:Moduły obliczeniowe]]
+
[[Kategoria:Moduły obliczeniowe]] [[Kategoria:Wszystkie hasła]]

Aktualna wersja na dzień 13:49, 28 sty 2022

Wstęp

Różne zadania pomiarowe wymagają różnej dokładności instrumentów oraz oprzyrządowania pomocniczego. Z tego powodu powstały metody pomiarowe pozwalające na wyznaczenie dokładności zestawu pomiarowego. Dobrze zaprojektowany test dokładności pozwala również wyznaczyć wartości błędów instrumentalnych wykorzystanego sprzętu, np. dla dalmierzy możliwe jest wyznaczenie stałej dodawania, dla niwelatora wartości niepoziomości osi celowej itp. Rozmowy z serwisantami instrumentów wskazują, iż geodeci w niewielkim stopniu samodzielnie sprawdzają warunki geometryczne instrumentów, choć może mieć to duży wpływ na osiągane dokładności pomiaru - zwłaszcza istotne w geodezji inżynieryjnej. Dodatkowo występuje założenie, że skoro kupuje się instrument o nominalnej dokładności 1" to wykonane pomiary mają właśnie taką dokładność, a zapomina się, że na dokładność pomiaru mają również wpływ akcesoria pomiarowe takie jak np. krzywa tyczka, czy też nie zrektyfikowana libela łaty niwelacyjnej. Chcąc mieć pełną świadomość na temat błędów instrumentalnych oraz realnej dokładności pomiaru zestawu pomiarowego (instrumentu, obserwatora i akcesoriów) należy wykonać niezbędne pomiary testowe i odpowiednio je przetworzyć. Chcąc ułatwić to zadanie powstał moduł "Wyznaczenie dokładności instrumentów".

Okno modulu wyznaczenia dokladnosci.png

W aktualnej wersji moduł umożliwia takie obliczenia jak:

  1. wyznaczenie dokładności dalmierza wraz z wyznaczeniem stałej dodawania zestawu dalmierz+reflektor zgodnie z schematem opisanym w normie PN-ISO 17123-4
  2. wyznaczenie stałej dodawania oraz skali dalmierza z wykorzystaniem znanej bazy testowej

W przypadku zainteresowania modułem możliwe jest dodanie następujących testów zgodnych z normami PN-ISO 17123

  1. wyznaczenie dokładności niwelatora
  2. wyznaczenie dokładności pomiaru kąta
  3. wyznaczenie dokładności pomiaru tachimetrycznego
  4. wyznaczenie dokładności pomiaru RTK/RTN

Film na kanale Youtube

Wykorzystanie modułu wyznaczenia dokładności pomiaru odległości

Import danych pomiarowych

W celu wyznaczenia dokładności instrumentów pomiarowych w pierwszej kolejności należy wykonać pomiary, a następnie zasilić nimi moduł obliczeniowy.

Import TPS.png

W zakładce danych tachimetrycznych istnieje możliwość wczytania i zarządzania pomiarami tachimetrycznymi niezbędnymi dla wykonania obliczeń. Odczytowi podlegają zadania tachimetryczne programu C-GEO z których odczytywane są wszystkie pikiety pomiarowe wraz z nawiązaniami. W celu importu większej liczby stanowisk istnieje możliwość zaznaczenia wielu zadań jednocześnie. Dla potrzeb identyfikacji instrumentu pomiarowego proponuje się uzupełnienie takich danych jak model i numer seryjny instrumentu, a także jego dokładność. Dane te można zapisać w celu późniejszego wyboru instrumentu z listy wyboru. Dokładność instrumentu jest wykorzystywana w obliczeniach do odpowiedniego wagowania obserwacji.

Wyznaczenie dokładności pomiaru odległości i stałej dalmierza

Pierwszym z możliwych rodzajów obliczeń jest ocena dokładności pomiaru odległości wraz z wyznaczeniem parametrów kalibracyjnych takich jak stała dodawania zestawu dalmierz+reflektor oraz współczynnika skali (w przypadku bazy testowej o znanej długości).

EDM Wstepna kontrola.png

Wstępna kontrola danych

Po przejściu na zakładkę kontroli danych oraz wykonaniu obliczeń program redukuje na poziom oraz uśrednia obserwacje odległości. W przypadku większej liczby pomiarów tej samej odległości program nie tylko oblicza wartość średnią, ale również wyznacza statystyki opisowe takie jak odchylenie standardowe, rozrzut obserwacji (max(d)-min(d)) itp i generuje zestawienie tabelaryczne oraz graficzne (wykres). Podczas analizy danych wyszukiwane są oraz układane w kolejności alfabetycznej punkty bazy testowej.

EDM Wstepna kontrola 2.png

Po przeprowadzonej kontroli obserwacji użytkownik może dokonać korekty kolejności punktów bazy testowej odpowiednio przesuwając wybrane punkty do góry lub w dół. W celu przeprowadzenia dalszych obliczeń należy również przeanalizować statystyki uśrednianych obserwacji i ewentualnie wybrane pomiary wyłączyć z obliczeń.

Wyznaczenie dokładności i stałej dodawania

Zakładka "Wyniki" zapewnia dostęp do podglądu rezultatów obliczeń związanych z obliczeniem stałej dodawania dalmierza i reflektora, a także oszacowania dokładności pomiaru. W tym celu użytkownik musi najpierw wykonać pomiary na prostoliniowej bazie testowej składającej się z minimum 3 punktów (dwa odcinki), przy czym nie jest potrzebna znajomość długości między odcinkami bazy.

EDM Baza testowa.png

Punktów bazy może być dowolna ilość (min. 3), a pomiary odległości muszą być przeprowadzone z minimum dwóch stanowisk. Zgodnie z zapisami normy PN-ISO 17123-4:

  • w celu wyznaczenia stałej dodawania pomiar należy wykonać na bazie składającej się z 3 punktów i pomiar przeprowadzić z 2 stanowisk, mierząc w ten sposób 3 niezależne odległości (1-2, 1-3 i 2-3). Pomiar tak wykonany pozwala wyznaczyć stałą dodawania, jednak nie zapewnia oceny dokładności.
  • w celu wyznaczenia dokładności pomiaru odległości i precyzyjnego obliczenia stałej dodawania pomiar należy przeprowadzić na bazie testowej składającej się z 7 punktów, a pomiary odległości należy przeprowadzić we wszystkich kombinacjach.

Program jest dostosowany do dowolnego układu obserwacji, dlatego użytkownik może wykorzystywać dowolną liczbę punktów bazowych, a także dowolną liczbę stanowisk z których wykonywany jest pomiar odległości.

Wyniki baza ISO.png

Po przeprowadzonej wstępnej kontroli danych oraz ewentualnej korekcie kolejności punktów bazy można wykonać obliczenia. W ich wyniku operator uzyska wyrównane długości bazy testowej, wartość stałej dodawania z błędem jej wyznaczenia, a także oszacowaną dokładność pomiaru. Jeśli baza jest wykonana w sposób trwały, a pomiary wykonano z wykorzystaniem precyzyjnego tachimetru dobrze jest zapisać taką bazę. Tak zapisaną bazę będzie można wykorzystać do kontroli innych dalmierzy.

Wykresy

Zarówno wyniki wstępnej kontroli danych, jak i poprawki z wyrównania pomiarów odległości wizualizowane są w formie graficznej. Na osi poziomej odkładane są mierzone odległości, zaś oś pionowa jest zależna od rodzaju obliczeń:

  • w przypadku wstępnej kontroli danych są to oszacowane z rozrzutu od wartości średniej odchylenia standardowe (dokładność średnia pomiaru),
  • w przypadku wyrównania odległości są to poprawki z wyrównania.
EDM Wykresy.png

Testy statystyczne istotności wyznaczonych parametrów

W przypadku zapewnienia wystarczającej liczby obserwacji nadliczbowych program wyznacza parametry dokładnościowe które mogę być następnie testowane statystycznie. Wprowadzono możliwość wykonania trzech testów statystycznych:

  1. na podstawie oszacowanej dokładności pomiaru odległości można zweryfikować czy jest ona mniejsza lub równa wartości podawanej przez producenta tachimetru (dalmierza),
  2. jeśli przetestowano dwa różne instrumenty możliwe jest zweryfikowanie czy cechują się one praktycznie taką samą dokładnością. Działanie tej funkcji może być wykorzystane również do sprawdzenia czy w raz starzeniem się instrumentu dokładność pozostaje niezmienna, lub do praktycznej weryfikacji czy pomiar na odległości do np "minilustra" może być równie dokładne jak do reflektora umieszczonego na statywie,
  3. ostatni test pozwala na weryfikację czy wyznaczona stała dodawania jest zgodna z wartością nominalną podawaną przez producenta pryzmatu dalmierczego.
EDM Testy statystyczne.png

Wyznaczenie stałej dodawania i skali dalmierza na znanej bazie

W przypadku gdy użytkownik posiada stałą bazę, której długości boków zostały wyznaczone sprawdzonym wcześniej dalmierzem (tachimetrem) pomiary testowe można prowadzić z wykorzystaniem minimum pojedynczego stanowiska pomiarowego, zaś dodatkową zaletą jest to, iż oprócz oszacowania dokładności pomiaru oraz stałej dodawania wyznaczyć można również skalę dalmierza (wynikającą np. z starzenia się diody laserowej).

EDM Znana baza.png

W celu wyznaczenia parametrów kalibracyjnych dalmierza należy:

  1. wczytać dane pomiarowe
  2. wykonać wstępną kontrolę danych
  3. na zakładce "Wsp. skali" wprowadzić należy długości bazy testowej (po bieżącej) - raz wprowadzoną bazę można zapamiętać w celu późniejszego wykorzystania.
  4. kliknąć ikonkę obliczeń (lub użyć skrótu Ctrl+O)

Użytkownik może zdecydować jakie parametry kalibracyjne będą wyznaczane:

  • tylko stała dodawania
  • tylko skala dalmierza
  • obie te wartości

W przypadku gdy jeden z parametrów nie jest wyznaczany, użytkownik może podać jego wartość, a program uwzględni ją podczas realizacji obliczeń.