Academic literature on the topic 'GNSS-mottagare'

Today, GNSS measurements play an important role in the surveying industry, and their use is ever increasing. Many different GNSS receivers and antenna manufacturers are on the market with new ones appearing. The purpose of this study is to investigate the level of measurement uncertainty of three different GNSS receivers: Leica GS15, Sokkia GCX2 and Satlab SL300. The method in this study is based mainly on the method proposed by HMK - Geodatakvalitet 2015 (Manual in measurement and map issues – Geographic data quality 2015 [author’s translation]) by Swedish Lantmäteriet for "Evaluation of measurement uncertainty in Network RTK [author’s translation]”. Some corrections and additions are made to this method but the basis of the method is retrieved from there. Formulas are used to calculate radial deviation and limit requirements for these. Even standard deviations and radial mean deviations as well as tolerances for these are calculated. The field measurements are made on two RIX 95-points. This is done repeatedly to get up to 20 measurements. The GNSS receivers are mounted on a tripod with a tribrach that is centered over the known points. The main finding from this study is that all investigated receivers, apart from four overriding values ​​for the Leica GS15, perform better than specified by their manufacturers. However, Sokkia GCX2 and Satlab SL300 are approved with uncertainties within the calculated tolerances. The Leica GS15 instrument is very close to meeting the demands but does not reach all the way. A committed error during the performed measurements with the Satlab SL300 makes its evaluation based on 19 instead of 20 measurements. Still, calculations are performed on the collected data that resulted in low measurement uncertainties well below the manufacturer's specified uncertainty. The study was conducted during five weeks in May and June 2017.

Dagens allt högre krav på effektivisering inom byggbranschen har lett till att företagens maskinparker måste moderniseras för att ligga i framkant. Moderniseringen kan vara av olika karaktär däribland införandet av dubbla satellitmottagare på grävmaskiner som NCC Construction vill ha undersökt. Ett införande av grävsystem med satellitbaserad maskinstyrning, GNSSstyrning, påstås bidra till bland annat effektiviseringen samt en högre noggrannhet. Denna rapport är en jämförelse av det relativt nya systemet som använder två mottagare med det i dagsläget ofta förekommande systemet med enbart en mottagare. Jämförelsen har gjorts genom fältmätningar, beräkningar baserade på teoretiska modeller samt intervjuer med, inom området, kunnig personal. Rapporten tar även upp ekonomiska aspekter, där beräkningarna är förenklade, för att kunna få en överskådlig bild av kostnaderna och möjliga besparingar för en eventuell framtida investering. Att uppgradera till grävsystem med dubbla GNSS-mottagare visade inte någon större förbättring vid positionering av skopan. Detta trots att en teoretisk analys visar att positioneringen bör förbättras avsevärt. Orsaken till den uteblivna förbättringen kan vara att för få maskiner undersökts. Undersökningen visar att en så avancerad teknik som GNSS-styrning kräver noggrant underhåll om förväntad noggrannhet ska uppnås. Rent ekonomiskt visar det sig att systemet med två mottagare är ett bra alternativ vid en eventuell nyinvestering. Dock gäller det att omsorgsfullt välja vilken eller vilka grävmaskiner som ska utrustas med systemet beroende på grävmaskinens huvudsakliga arbetsuppgifter.<br>Today's increasing demand for greater efficiency in the construction industry has led to the need for corporate machines to be modernized to keep up with competitors. The modernization can be of different natures, amongst other the introduction of dual satellite based receivers on excavators that NCC Construction want investigated. The imposition of machine control systems with dual satellite based receivers, GNSS-receivers, is alleged to contribute to efficiency and a higher degree of accuracy. This report is a comparison of the relatively new system that uses two receivers with at this stage frequently used system with only one receiver. The comparison has been conducted by field measurements, calculations based on theoretical models and interviews with, in the field, qualified staff. The report also deals with economic aspects, in which the calculations are simplified, in order to get an overall picture of the costs and potential savings´for a possible future investment. Upgrading to machine control systems with dual GNSS-receivers did not show any major improvement when positioning the bucket. Despite the fact that a theoretical analysis shows that the positioning should be improved considerably. The reason for the lack of improvement could be that too few machines were examined. The survey shows that such an advanced technology as GNSS machine control requires careful maintenance in order to achieve expected accuracy. Economically, it appears that systems with two receivers are a good alternative in the event of an investment. However, which of the excavators to be equipped with the system, should be carefully evaluated depending on the excavator main tasks.

Det finns i nuläget många olika fabrikat av utrustning för mätning med GNSS på den svenska marknaden och dessa instrument har olika egenskaper. För att kunna göra en positionsbestämning i höjd med GNSS och få låg mätosäkerhet används SWEPOS, Lantmäteriets stödsystem för satellitpositionering, och deras nätverks-RTK-tjänst. Syftet med detta examensarbete var att undersöka om SWEPOS nätverks-RTK-tjänst ger likvärdiga höjdvärden vid mätning med olika GNSS-mottagare och olika avstånd till närmaste fysiska referensstation, såväl som mätosäkerheten i mätningarna. Undersökningen har gjorts hos Lantmäteriet som arbetar kontinuerligt med att minska mätosäkerheten i höjd genom pågående förtätningar av det befintliga SWEPOS-nätet. Det är viktigt att kontrollera att roverutrustningarna på användarsidan arbetar på ett korrekt sätt så att en så låg mätosäkerhet som möjligt kan uppnås i det slutliga mätresultatet.   Fältarbetet med nätverks-RTK pågick under tre veckor i Gävle på Lantmäteriets antennkalibreringsfält. Fyra olika roverutrustningar användes för att utföra jämförelsen. Varje mätserie pågick i två timmar där en epok var en sekund. Närmaste fysiska referensstation varierades mellan två stationer på olika avstånd, 40 m respektive 30 km, för att kunna se hur mätosäkerheten påverkades. De data som erhölls sammanställdes och analyserades i Microsoft Excel.   Studien visar att en av GNSS-utrustningarna kontinuerligt gav sämre mät-osäkerhet än de övriga som höll en jämn nivå. Den visar även en markant skillnad i mätosäkerhet om baslinjen till den närmaste fysiska referensstationen ökar. För två–tre av utrustningarna sjunker höjdvärdet med cirka ett par centimeter, samtidigt som avvikelsen från känd höjd blir större, då den närmaste fysiska referensstationen byts från den närmast belägna till den som ligger belägen längre bort. Dessa utrustningar gav dock individuellt ett likvärdigt resultat så länge samma referensstation var den närmaste.<br>There are currently many different brands of equipment for measurements with GNSS on the Swedish market and these instruments have different properties. To be able to obtain a position in height with low measurement uncertainty Lantmäteriet’s, the Swedish mapping, cadastral and land registration authority, support system for satellite positioning called SWEPOS and their network RTK service is used. The aim of this thesis was to investigate whether SWEPOS network RTK service provides similarly height values when measuring with various GNSS receivers and different distances to the nearest physical reference station, as well as the measurement uncertainty in the measurements. It is important to verify that the equipment on the user side is working correctly so that such a low measurement uncertainty as possible can be achieved in the final result.   The field work with network RTK took place over three weeks in Gävle on Lantmäteriet’s antenna calibration field. Four different equipment were used to perform the comparison. Each series of measurements lasted for two hours where an epoch was one second. Nearest physical reference station was varied between two stations at different distances, 40 m and 30 km, to be able to see how the measurement uncertainty was affected. The data obtained was compiled and analysed in Microsoft Excel.   The study shows that one equipment continuously gave weaker measurement uncertainty than the others who kept a steady level. It also shows a significant difference in measurement uncertainty if the baseline between the receiver and nearest physical reference station is longer. For 2–3 of the equipment, the height value decreases with about a couple of centimetres and the deviance is getting larger when the nearest physical reference station is switched from the closest one to the one further away. These equipment gave however individually a similarly result as long as the same reference station was the nearest.

The use of GNSS has made huge progress over the last few decades and in many cases replaced the use of total stations. A current problem for the GNSS-technique is dense vegetation, which prevents the receivers from making reliable calculations for the satellite signals. In this study a new receiver from Trimble that is said to be able to measure in these particular environments is compared to its predecessor. By assignment from ÅF Karlstad we have therefore conducted a comparison of the new receiver (R12) and its predecessor (R10), to see if R12 to a greater extent than R10 can replace the use of a total station.   The comparison was carried out by repeatedly measuring six different points, totally or partly obstructed by vegetation. To achieve uniform points these where measured with a Realtime Updated Free Station (RUFRIS) and the altitude was balanced from nearby fixed points.   The results where then analyzed by calculating average distance from the known points as well as the maximum dispersion within each respective moment of measurement. The results show that Trimble R12 can conduct reliable measurements in environments where the R10 is not useable. At one of the points the R12 achieved fixed solution where the R10 failed to do so, which is clearly reflected in the results. The results further show a more even and gathered result compared to the R10.   The conclusion of the project is that the R12 constantly performs a better result than the R10 and also enables measurements in environments previously not measurable with GNSS.

Nätverks-RTK (Real-Time Kinematic) är en metod för positionsbestämning med Global Navigation Satellite System (GNSS) i realtid. Metoden kräver att en driftledningscentral kan kommunicera med de GNSS-mottagare som använder referensstationsnätet, för att bland annat skicka ut korrigerade GNSS-data. I Sverige erbjuder SWEPOS, ett nät av fasta referensstationer, en tjänst för nätverks-RTK-mätning, som förväntas ge en mätosäkerhet på mindre än 15 mm i plan och 25 mm i höjd (över ellipsoiden) (med täckningsfaktorn k = 1 i bägge fallen). Den teknik som idag används av SWEPOS för att utföra positionsbestämning av GNSS-mottagare är Virtuell Referensstation (VRS). VRS kräver tvåvägskommunikation eftersom mottagaren skickar in sin absoluta position till nätverks-RTK-programvaran hos driftledningscentralen, var beräkningarna av korrektionsdata sker, innan de skickas tillbaka till mottagaren. Det finns ett annat alternativ som möjliggör envägskommunikation, nämligen nätverks-RTK-meddelande. Då sänds observationsdata, i form av korrektioner, ut till mottagaren som utför positionsberäkningarna. Syftet med det här examensarbetet var att undersöka nätverks-RTK-meddelande för GNSS-mottagare av tre olika fabrikat med avseende på initialiseringstider, mätosäkerhet, avståndsberoende från närmaste masterstation, och GLONASS-satelliters deltagande i positionsbestämningen. I studien ingick även att utföra några jämförande mätningar med VRS. Undersökningarna gjordes genom upprepade nätverks-RTK-mätningar med GNSS-mottagare från Leica Geosystems, Trimble och Topcon, på tre kända punkter sydöst om Gävle. Tre mätmetoder användes, nätverks-RTK-meddelande med automatiskt nät (tvåvägskommunikation) och statiskt nät (envägskommunikation), samt VRS. De tre mätpunkterna valdes så att avståndet, till den referensstation som användes som en så kallad masterstation, varierade. Studien visade att initialiseringstiderna skiljde mellan de tre mottagarfabrikaten. En anledning till detta var att varje mottagare ominitialiserades från olika lösningslägen. Generellt var mätosäkerheten något högre för statiskt nät. Mätosäkerheten var omkring 11 mm i plan och 19 mm i höjd med det automatiska nätet, samt 13 mm respektive 22 mm i det statiska nätet. Fabrikaten emellan, låg Leica och Trimble på samma nivå, medan Topcon hade ett generellt problem för det statiska nätet, vilket det inte fanns möjlighet att närmare utreda orsaken till. Resultatet visade även att mätosäkerheten påverkas av avståndet till använd masterstation. I några fall var dessa förhållanden linjära. Vid några tillfällen användes inte GLONASS-satelliter i positionsbestämningen.<br>Network RTK (Real-Time Kinematic) is a method of positioning with Global Navigation Satellite System (GNSS) in real-time. The method requires that a control centre can communicate with the GNSS receiver, which is using the reference station network, for example to send out corrected GNSS data. In Sweden, SWEPOS, which is a network of permanent reference stations for GNSS, offers a service for Network RTK measurement. This is expected to give an uncertainty of less than 15 mm in plane and 25 mm in (ellipsoidal) height (with the coverage factor k = 1 in both cases). The technology currently used by SWEPOS, to perform positioning of a GNSS receiver, is Virtual Reference Station (VRS). VRS requires two-way communication because the receiver submits its navigated location to the control centre, where the calculations of correction data are made, before they are sent back to the receiver. Another alternative is Network RTK messages which make use of one-way communication. Then the observation data are transmitted to the receiver, which performs determination of its position. The purpose of this thesis was to investigate the network RTK messages with GNSS receivers from three different manufacturers with regard to time to fix ambiguities, measurement uncertainty and its dependence on the distance from the master station, and GLONASS satellites presence in the positioning. Also included in the study was the performance of comparative measurements with VRS. The investigations were conducted through repeated network RTK measurements with GNSS receivers from Leica Geosystems, Trimble and Topcon, at three known points south-east of Gävle. Three methods were used, network RTK message with automatic and static networks, and VRS. The three measurement points were chosen so that the distance to the reference station that was used as the so-called master station, varied. The study showed that the time to fix ambiguities differed between the three brands. One reason for this was that each receiver was reinitialized from different steps in the initialization process. In general, the uncertainty in the measurement was slightly higher for the static network. The uncertainty was about 11 mm in plane and 19 mm in height with the automated network, and 13 mm and 22 mm respectively in the static network. Leica and Trimble were at the same level, while Topcon had general problems for the static network, which there was no possibility to closer investigate the reason for. The results also showed that the uncertainty is influenced by the distance to used master station. In some cases, this relationship is linear. On some occasions, GLONASS satellites were not included in the positioning.

Syftet med examensarbetet var att undersöka och jämföra mätnoggrannheten vid NRTK-mätningar hos tre olika GNSS-mottagare i olika prisklass. GNSS-mottagarna som användes är SatLab 300, Leica Viva GS15 och Trimble R10. Studien delades in i två olika mätserier. I mätserie 1 utfördes mätningar på olika avstånd från närmaste fysiska SWEPOS-station (Klass A) för att undersöka skillnader i mätresultat från de olika GNSS-mottagarna. Mätningar i mätserie 1 utfördes i olika områden på avstånd mellan 3 och 4 km (Skåre/Råtorp), 6 och 7 km (Våxnäs/Kronoparken), samt 17 och 20 km (Vålberg/Älvenäs) från närmaste fysiska SWEPOS-station (Klass A). I mätserie 1 användes fem av Karlstads kommuns polygonpunkter och fyra höjdfixar, några med fri sikt och några med delvis skymd sikt söderut pga. träd och/eller byggnader. När inga väsentliga skillnader i resultaten från mätserie 1 med avseende på olika avstånd till SWEPOS-stationen gick att fastställa, utfördes mätserie 2 på färre antal stompunkter belägna i Våxnäs och Kronoparken. Två polygonpunkter och två höjdfixar användes. Mätningarna genomfördes under tio till tjugo minuter vid varje mättillfälle. I mätserie 1 jämfördes SatLab 300 och Leica Viva GS15 mot stompunkterna, och vid mätserie 2 jämfördes SatLab 300, Leica Viva GS15 och Trimble R10 mot stompunkterna. I mätserie 1 mättes snabbpunkter med medelvärdesbildning av 25 epoker in vid varje mättillfälle. Detta upprepades under två återbesök olika dagar. I mätserie 2 mättes snabbpunkter med medelvärdesbildning av cirka 100 epoker in vid varje mättillfälle, vilket upprepades med två återbesök samma dag. Resultaten visar små skillnader i mätkvalitet för de olika GNSS-mottagarna vid mätning med NRTK. Trimble R10 presterar dock oftare ett marginellt bättre resultat i radiell avvikelse jämfört med de övriga GNSS-mottagarna, och marginellt bättre RMS-värden. På platser med svåra mätförhållanden har Leica Viva GS15 svårt att erhålla och hålla kvar fixlösning jämfört med de övriga GNSS-mottagarna, medan SatLab 300 istället erhåller fixlösning mycket lätt under dessa mätförhållanden. Trimble R10 arbetar inte med fixlösning på normalt vis, utan istället presenteras en noggrannhet kontinuerligt.<br>The objective of this paper was to test and compare three different GNSS-receivers’ accuracy, using NRTK. The instrument brands and models in the test were SatLab 300, Leica Viva GS15 and Trimble R10. The test was divided into two measurement series. Measurement series 1 was carried out in different areas with distances of 3-4 km (Skåre/Råtorp), 6-7 km (Våxnäs/Kronoparken), and 17-20 km (Vålberg/Älvenäs), respectively, from the closest physical SWEPOS-station (Class A). A total of nine control points in Karlstad municipality were used in measurement series 1, some with a total free line of sight southwards, and others partly obscured by buildings or trees.  The results of measurement series 1 shows no significant differences between the tested GNSS- receiver’s results regarding to different distances to the SWEPOS-station (Class A). Measurement series 2 focused on measurements was carried out in a more accurate way, at a smaller number of control points located in the Våxnäs and Kronoparken areas. The control points were measured during a period of 10 to 20 minutes at each control point. In measurement series 1 the SatLab 300 and the Leica Viva GS15 with known coordinates at the chosen control points was compared. In measurement series 2 the SatLab 300, the Leica Viva GS15 and the Trimble R10 with known coordinates at the chosen control points were compared. In measurement series 1 fast measurement (1 époque), and an average of 25 époques were measured at every control point, with two return visits, both at different dates. In measurement series 2, fast measurement (1 époque), and an average of 100 époques were measured at every control point, with two return visits at the same date. The overall results show no significant differences in accuracy of measurements using the different receiver’s in NRTK-mode. The Trimble R10 results, however shows slightly more accurate results when comparing radial deviation, and slightly better values when comparing RMS, relative to the other GNSS receivers. At control points with an obscured sight of view, the Leica Viva GS15 has difficulties obtaining a fixed solution, and flickers between a fixed and a float state. At those conditions, the SatLab 300 has no problem with obtaining a fixed solution, whereas the Trimble R10 instead works in a different way, continuously presenting the quality of the positioning.