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靜態 GPS 部分使用 TRIMBLE 5700 施測,計算軟體使用 BERNESE 5.0 版,

主站分別使用工研院之固定站 TNML、TCNS,陽明山固定站,北區 e-GPS 網 中之主站 FUSN 與 JUNA 進行約制,經計算與成果分析後挑選出最適合之成 果作為對照組,TRIMBLE 5700 之規格與性能見附錄一。

三維雷射使用 TRIMBLE MENSI GS200 施測,其規格與性能見附錄二。

VRS 使用 TRIMBLE 5800 為移動站,以清雲科大之計算中心提供參考站資料,

其規格與性能大致上與 5700 相同,見附錄三。

4-2 實驗場說明

實驗場如下圖 4-1,

圖 4-1 施測點位平面分佈圖

實驗場位於交大工二館頂樓 GPS 固定站旁,為一內切於半徑為 6.0m 圓之

正 10 邊型,分別將其各角點編號為 1、2、3...10,點 1-10 為後 視點,以 VRS、3D LASER、GPS 施測以比對其精度,圖 4-1 中圓心為 P0,P1 為待測點及另一測站點 P2,3D LASER 分別架設於 P0 與 P2 上對 1-10 施測,

P2 距離 P0 為約 10m,待測點 P1 作為比對點,距離 P0 為約 15m,P1 係為了 後續分析結合應用之精度,本文尚未作此分析。選擇後視距離測站點為 6 公尺主要是為了使 3D LASER 之精度最佳,而一般實際狀況後視點通常設置 範圍也大都以不距離測站太遠為主。

4-3 實驗進行步驟與方法

4-3.1.外業測量與整體作業流程:其進行步驟如下

1.靜態 GPS 施測,以靜態 GPS 施測點 1-10,每個點施測 3 小時以上,而 P0 P1、P2 因為是測站點與比對點,則須作 10 小時以上之觀測。

2.VRS 施測點 1-10、P0、P1、P2 共 13 個點。

3.3D LASER 測量,儀器置於中心點 P0,掃瞄正 10 邊型各點與 P1,P2。

4.3D LASER 測量,儀器置於中心點 P2,掃瞄正 10 邊型各點與 P0,P1。

5.水準測量測得各點位之高程差,與 3D LASER 之 dZ 及 VRS 所測得之高程 差進行比較,以水準測量為對照組。

整體作業流程示意圖如下:

圖 4-2 作業流程示意圖

外業測量:

靜態 GPS、VRS、3D LASER 水準測量

資料分析

四組 GPS 坐標較差

比較

GPS-3D LASER 基線比較

七組 3D LASER 基線比較

VRS-LEVEL

選出改正用之成果:

剔除粗差及不適用數據

平差改正

精度指標分析

4-3.2.內業成果分析方法

其進行步驟與方式如下:

1.計算以靜態 GPS 所測量之點坐標,以不同固定站進行約制,選出最適之 組別,以此坐標作為對照組。

2.從 3D LASER 之成果中量取各點間之距離共 45 筆,針對不同組成果相互 比較其間之較差,並與靜態 GPS 所測得之基線長度比較,剔除粗差之成 果,選取適合比對之組別。

3.比較 VRS 與 GPS 施測成果之較差。

4.3D 模式:按 3-4 節所述之方式進行平差改正,首先以 3D 坐標直接代入。

5.2D+1D 模式:即將平面與高程分開改正,並再分為無固定點觀測網與有單 一固定點之觀測網兩種方式,其中無固定點觀測網再分成 3 後視與 10 後視兩種方式,以分析增加後視是否為必要。

6.高程部分使用 3D LASER 之 dZ,與 VRS 所測得之各點高程差比較,探討配 合已知點高程改正之可行性。

7.比較改正後之 VRS 與靜態 GPS,以其較差之 RMS 及 RANGE 為精度之指標,

以改正量及改善率分析成效。

至於平差改正模式分類我們以下圖表示:

圖 4-3 平差改正模式示意圖

如上圖 4-3 所示,本研究之模式細分為六:一為 3D 單點固定,二為 3D 無 固定點,三為 2D 單點固定,四為 2D 無固定點(三後視),五為 2D 無固定點 (十後視),六為高程改正。

平差改正

3D 坐標改正 平面坐標改正 高程改正

模式 6

單點固定 模式 1

無固定點 模式 2

單點固定 模式 3

無固定點

3 後視點 模式 4

10 後視點 模式 5

以 RMS 及 RANGE 為指標分析改正前後之差別

第五章 研究成果與分析比較

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