Δοκιμές των Συστημάτων GNSS/INS σε Τοπογραφικές Εργασίες Υψηλών Απαιτήσεων

Abstract

Στην συγκεκριμένη εργασία εξετάζεται η ικανότητα της συνδυασμένης χρήσης των συστημάτων δορυφορικού και αδρανειακού εντοπισμού για την πραγματοποίηση διαφόρων τοπογραφικών εργασιών όπως είναι αυτές της αξιολόγησης της υπάρχουσας χάραξης ενός οδικού δικτύου, της καταγραφής των σηράγγων ενός οδικού δικτύου και την χαρτογράφηση των ανωμαλιών που συναντάμε σε ένα οδικό δίκτυο ή ένα δρόμο. Για τις ανάγκες της εργασίας μας χρησιμοποιήθηκε το ολοκληρωμένο σύστημα του ΚΔΔ (SPAN system) το οποίο περιλαμβάνει δυο αισθητήρες δορυφορικού εντοπισμού (GNSS), μια ολοκληρωμένη αδρανειακή μονάδα μέτρησης (INS) καθώς και όλα τα παρελκόμενα τους. Οι εργασίες πεδίου περιλαμβάνουν την καταγραφή των σηράγγων της Αττικής οδού από την έξοδο Κατεχάκη (έξοδος Υ1) έως την έξοδο προς Ε.Ο (έξοδος 8), την αξιολόγηση της χάραξης του δρόμου στο τμήμα του αγροτικού δρόμου Μαλακάσα -> Ωροπός μήκους 7 χιλιομέτρων καθώς και την καταγραφή των μειωτών ταχύτητας της Πολυτεχνειούπολης Ζωγράφου. Η καταγραφή των μετρήσεων έγινε με συχνότητα 5 Hz για τους δέκτες του συστήματος GNSS και με 200 Hz για την αδρανειακή μονάδα IMU. Για την επεξεργασία των μετρήσεων χρησιμοποιήθηκαν τα προγράμματα οδοποιίας του ΚΔΔ καθώς και το λογισμικό της εκ των υστέρων επίλυσης των μετρήσεων “Inertial Explorer”.Πιο συγκεκριμένα χρησιμοποιήθηκε ένα πρόγραμμα για τον προσδιορισμό των γεωμετρικών στοιχείων του άξονα και ένα πρόγραμμα για τον προσδιορισμό των γεωμετρικών στοιχείων της οριζοντιογραφίας. Επίσης, μέσω του μενού εξαγωγής του προγράμματος Inertial Explorer χρησιμοποιήθηκαν διάφοροι χρήσιμοι δείκτες για την εξαγωγή διαφόρων συμπερασμάτων όσον αφορά τις ακρίβειες με τις οποίες το σύστημα SPAN μπορεί εκτελέσει τις παραπάνω εργασίες Από την ανάλυση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων, προέκυψαν χρήσιμα συμπεράσματα όσον αφορά την καταλληλότητα του συστήματος SPAN για την πραγματοποίηση τέτοιου είδους τοπογραφικών εργασιών, καθώς και τις ακρίβειες που μπορεί να μας δώσει.

The aim of this work is to examine the suitability of the combined use of Global Positioning Systems and Inertial Navigation Systems for various survey works such as the evaluation of the current road design, the recording of tunnels and the mapping of the anomalies of a road network or a street. For the needs of our work we used the SPAN system of the Dionysos Satellite Observatory which involves two complete GNSS systems, one Inertial Navigation System and the accessories that we need for their connection. The field measurements include the recording of the tunnels of Attica road from the exit Katexaki (Y1 Exit) through the National road exit (8 Exit), the evaluation of the design of Malakasa - Oropos first 7 km rural road and the recording of the road bumps of National Technical University of Athens campus. The receivers of the GNSS system measured at a frequency of 5 Hz and the Inertial Navigation Unit measured at a frequency of 200 Hz. For the post processing of our measurements, we used the road design software of DSO as well as the post processing software “Inertial Explorer”. More specifically, we used a software for the definition of the geometric elements of the road axis and another software for the calculation of the horizontal elements of the road. Furthermore, we used the Export wizard of the Inertial Explorer software to examine some useful indicators which show whether the SPAN system of DSO can manage with these tasks with an approved accuracy. From the analysis of the measurements, we reached to some useful conclusions according to the suitability of SPAN system to manage with these tasks as well as the accuracies that we get from the post processing of our measurements.