Verwerking van de GPS-
metingen
De verwerking van de GPS-data valt
uiteen in twee onafhankelijke vereffe
ningsprocessen:
verwerking per sessie van de ruwe
GPS-data tot coördinaten of basis
lijnen in het WGS84-systeem. Voor
deze verwerkingsstap zijn verschil
lende commerciële softwarepakket
ten beschikbaar, meestal behorend
bij de ontvangers. Voor onderzoeks
doeleinden wordt echter vaak ge
bruikgemaakt van de zogenaamde
Bernse software, ontwikkeld door
het astronomisch instituut van de
Universiteit van Bern;
de netwerkvereffening van GPS-
data (gecombineerd met waterpas
data). Ook op het gebied van de 3D- netvereffeningssoft-
ware zijn tegenwoordig verschillende goede pakketten te
koop (bijvoorbeeld MOVE-3, Delfy). Voor dit onder
zoek is gebruikgemaakt van SCAN-3, het vereffenings
programma ontwikkeld door het LGR.
In de klassieke puntsbepaling werden alle metingen (af
standen, richtingen) in de regel gereduceerd naar een 2D-
referentievlak. Dit biedt het grote voordeel dat voor alle
waarnemingen één en hetzelfde coördinatenstelsel kan
worden gebruikt. Bovendien konden hoogten, verkregen
uit waterpassingen, goed worden gescheiden van de plani
metrie van een punt. De komst van GPS bracht hier echter
verandering in. GPS is immers een 3D-meetmethode waar
bij een scheiding tussen hoogte en planimetrie niet langer
gehandhaafd kan worden. Dit brengt met name problemen
met zich mee bij de combinatie van GPS met andere (tradi
tionele) meettechnieken, zoals:
hoe kun je waarnemingen van verschillende dimensies,
gemeten in verschillende coördinatenstelsels, op een han-
SCAN-3 concept
Het programmapakket SCAN-3 is zeer algemeen van
opzet en in principe geschikt om alle typen geodetische
waarnemingen te integreren in één gecombineerde ver-
kennings- of vereffeningsberekening. De berekeningen
worden uitgevoerd op basis van het model van waar
nemingsvergelijkingen.
Voor het geïntegreerd vereffenen van verschillende typen
waarnemingen in verschillende coördinatenstelsels zijn
diverse oplossingsmethoden beschikbaar. In SCAN-3 is
gekozen voor de methode van geïntegreerde vereffening
en transformatie. Hierbij blijven alle waarnemingen gede
finieerd in hun originele coördinatenstelsel. Om tot het
uiteindelijke gemeenschappelijke uitvoerstelsel te komen,
worden alle noodzakelijke coördinaatconversies (bijvoor
beeld van ellipsoïdisch naar cartesisch) en transformaties
aan het model van waarnemingsvergelijkingen toege
voegd. Het grote voordeel van deze methode is dat zowel
de waarnemingen, de resulterende coördinaten (met de
bijbehorende variantiematrices) hun oorspronkelijke
coördinaatdefinitie behouden. Hierdoor zijn de resulta
ten van de vereffening beter te interpreteren dan bijvoor
beeld na een vereffening waarbij eerst de verschillende
waarnemingstypen afzonderlijk worden vereffend, ge
volgd door een aansluitingsberekening.
Het programma ondersteunt twintig verschillende waar
nemingstypen. De belangrijkste zijn:
1 D-coördinaten en (waterpas-) hoogteverschillen;
2D-coördinaten, horizontale afstanden en richtingen;
2D-detailmetingen, zoals meetlijnen, eigenmaten en
geometrische relaties;
3D-coördinaten, 3D-coördinaatverschillen (GPS-basis-
lijnen), 3D-tachymetrie;
fotocoördinaten voor een fotogrammetrische blokver-
effening.
In iedere rekengang worden de onbekende puntpara-
meters (coördinaten) geschat, maar daarnaast is het moge
lijk om instrumentele onbekenden te berekenen (bijvoor
beeld schaalfactoren, scheefstand van de eerste as van een
tachymeter en camera-oriënteringen), of indien ze bekend
of waargenomen zijn, te toetsen. De onbekenden kunnen
worden gedefinieerd in verschillende coördinaatsystemen
(bijvoorbeeld WGS84, RD/NAP) en in verschillende uit-
voervormen (bijvoorbeeld ellipsoïdisch, geocentrisch).
Naast de geschatte parameteronbekenden en hun (co-)
varianties worden door het programma toetsingsgroot
heden en kwaliteitskenmerken berekend. Hierbij kunnen
behalve de bekende toetsingen zoals de globale toets (F-
toets) en de zogenaamde w-toets (conventionele alterna
tieve hypothese) door het programma, afhankelijk van het
waarnemingstype, verschillende bijzondere alternatieve
hypothesen standaard worden uitgevoerd. Een aantal be
langrijke toetsingsmogelijkheden zijn: toetsing op anten-
nehoogtefouten (3D-coördinaat- of basislijnwaarnemin
gen), toetsing op centreringsfouten, toetsing van 2D-
coördinaatwaarnemingen, toetsing van 3D-coördinaat- of
basislijnwaarnemingen, toetsing per waarnemingsgroep.
Bovendien kunnen door de gebruiker zelf alternatieve
hypothesen worden gespecificeerd. Het belang van het
gelijktijdig evalueren van verschillende typen alternatieve
hypothesen is vooral groot in de deformatie-analyse,
waarbij vaak uit een aantal foutenbronnen/verschijnselen
moet worden gekozen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan de
vraag: zakt een punt of wijkt een bepaalde meting af?
Tot nu toe is SCAN-3 in tal van onderzoeksprojecten
gebruikt, zoals geïntegreerde vereffening van GPS met
waterpassen, detailmetingen, fotogrammetrie gecombi
neerd met GPS, aansluiting van puntenvelden, kansmo
delschatting en industriële metingen. Zie ook Internet
adres httpwww.geo.tudelft.nlmgp/scan3
119
GEODESIA
1997-3
