Genauigkeit bei Deformationsmessungen (Geodäsie/Vermessung)

Julian Weber @, Eningen unter Achalm, Dienstag, 26.01.2016, 22:06 (vor 1734 Tagen)

Hallo,

ich habe eine Frage:

Für eine relative Deformationsmessung wurde in zwei Epochen über einem Festpunkt zu 5 Anschlusspunkten stationiert.
Dabei wurden immer die gleichen Koordinaten für die Anschlusspunkte verwendet um die Deformationen innerhalb des Objektes festzustellen.
Bei dem Vergleich der Deformationen würde ich gerne Aussagen treffen, wie genau die Stationierungen zusammen passen um mit der Gerätegenauigkeit zusammen einen Genauigkeitswert für die Messungen zu erhalten.
Meine Idee ist es, das die Restklaffen der Stationierungen bei beiden Epochen ähnlich/gleich sein sollten um eine ähnliche Orientierung/Lagegenauigkeit zu erhalten.
Liege ich damit richtig? Welche Werte fließen noch mit ein? Ein Beispiel wäre hilfreich.

Vielen Dank

Beste Grüße

Julian

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Genauigkeit bei Deformationsmessungen

MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Mittwoch, 27.01.2016, 08:53 (vor 1733 Tagen) @ Julian Weber

Hallo Julian,

Für eine relative Deformationsmessung wurde in zwei Epochen über einem Festpunkt zu 5 Anschlusspunkten stationiert.

Ein Festpunkt würde nicht reichen, um ein 2D-Netz zu berechnen. Es muss noch eine Zusatzinformation geben, um das Datum eindeutig zu definieren.

Bei dem Vergleich der Deformationen würde ich gerne Aussagen treffen, wie genau die Stationierungen zusammen passen um mit der Gerätegenauigkeit zusammen einen Genauigkeitswert für die Messungen zu erhalten.

Eine Ausgleichung würde Dir diese Kenngrößen doch liefern. Was spricht gegen diese Variante?

Meine Idee ist es, das die Restklaffen der Stationierungen bei beiden Epochen ähnlich/gleich sein sollten um eine ähnliche Orientierung/Lagegenauigkeit zu erhalten.

Wenn es eine Folgeepoche gibt, in der es Deformationen gibt, nicht. Die Orientierung hängt allg. doch von der Teilkreisnullstellung ab, diese muss zwischen beiden Messungen nicht identisch sein.

Liege ich damit richtig? Welche Werte fließen noch mit ein? Ein Beispiel wäre hilfreich.

Ich würde die Ausgleichungstechniken verwenden, die sich bewehrt haben. Beispiele finden sich u.a. im Jäger et al. 2005.

Schöne Grüße
Micha

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Tags:
Deformationsmessung, Genauigkeit, Punkte

Genauigkeit bei Deformationsmessungen

Julian Weber @, Mittwoch, 27.01.2016, 16:43 (vor 1733 Tagen) @ MichaeL

Ich habe mich glaube ich Falsch ausgedrückt.
Die Deformationsmessung bezieht sich nicht auf ein Überwachungsnetz sondern auf Deformation innerhalb einer Mauer die mit einem Laserscanner der in einer Totalstation integriert ist gemessen werden.
Im gegensatz zu konventionellen Laserscannern kann mit diesem Instrument stationiert werden womit signalisierungen etc. entfallen.
Das Instrument hat einen variablen Teilkreis der sich automatisch auf 0 stellt. Darum muss das Problem anders betrachtet werden. Ich habe für jede Epoche die Restklaffen der stationierung und eine Orientierungskorrektur sowie den Azimut.
Tut mir leid für die schlechte beschreibung :)

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Genauigkeit bei Deformationsmessungen

MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Mittwoch, 27.01.2016, 22:46 (vor 1733 Tagen) @ Julian Weber

Hallo Julian,

Die Deformationsmessung bezieht sich nicht auf ein Überwachungsnetz sondern auf Deformation innerhalb einer Mauer die mit einem Laserscanner der in einer Totalstation integriert ist gemessen werden.

Du misst also mit einer Multistation (oder einem vergleichbaren Instrument)?

Im gegensatz zu konventionellen Laserscannern kann mit diesem Instrument stationiert werden womit signalisierungen etc. entfallen.

Für die Stationierung hast Du die Anschlußpunkte aber schon signalisiert mit Reflektoren, Reflexfolie oder ähnliches, oder?

Das Instrument hat einen variablen Teilkreis der sich automatisch auf 0 stellt.

Das machen sicher alle Tachymeter auch so im Instrumentenkoordinatensystem, nur fällt diese Nullrichtung sicher nicht mit der Nordrichtung (oder der lokalen x-Achse) zusammen - sonst bräuchten wir keine Orientierungsunbekannte. ;-)

Darum muss das Problem anders betrachtet werden.

Warum? Für die Stationierung nutzt Du doch die Tachymeter-Funktionen und nicht die Scan-Funktion, oder? Daher reduziert sich Dein Problem doch auf ein normales Tachymeter-Problem.

Ich habe für jede Epoche die Restklaffen der stationierung und eine Orientierungskorrektur sowie den Azimut.

Wozu die Orientierungskorrektur wenn das Instrument eine Teilkreis besitzt, der sich automatisch auf 0 stellt? Woher soll das Azimut kommen? Einen Kreisel hast Du sicher nicht verwendet. Unabhängig davon: Wenn Du Restklaffen hast, sollte doch bereits eine Ausgleichung gelaufen sein oder woher stammen diese Residuen?


Schönen Abend
Micha

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Genauigkeit bei Deformationsmessungen

Julian Weber @, Donnerstag, 28.01.2016, 00:43 (vor 1733 Tagen) @ MichaeL


Du misst also mit einer Multistation (oder einem vergleichbaren Instrument)?

ja Leica MS 50

Für die Stationierung hast Du die Anschlußpunkte aber schon signalisiert mit Reflektoren, Reflexfolie oder ähnliches, oder?

Das Instrument hat einen variablen Teilkreis der sich automatisch auf 0 stellt.

Das machen sicher alle Tachymeter auch so im Instrumentenkoordinatensystem, nur fällt diese Nullrichtung sicher nicht mit der Nordrichtung (oder der lokalen x-Achse) zusammen - sonst bräuchten wir keine Orientierungsunbekannte. ;-)

Ja das stimmt :p, die Werte die ich habe sind aber leider immer bei 399,997 gon oder leicht über null.



Warum? Für die Stationierung nutzt Du doch die Tachymeter-Funktionen und nicht die Scan-Funktion, oder? Daher reduziert sich Dein Problem doch auf ein normales Tachymeter-Problem.

Das ist richtig, es geht nur um das Tachymeter und ich möchte im zusammenhang damit die Lagegenauigkeit der Punkte der Punktwolke in abhängigkeit der Stationierungsergebnisse vergleichen um Aussagen der Genauigkeit beim Vergleich verschiedener Epochen treffen zu können.

Wozu die Orientierungskorrektur wenn das Instrument eine Teilkreis besitzt, der sich automatisch auf 0 stellt? Woher soll das Azimut kommen? Einen Kreisel hast Du sicher nicht verwendet. Unabhängig davon: Wenn Du Restklaffen hast, sollte doch bereits eine Ausgleichung gelaufen sein oder woher stammen diese Residuen?

Diese Orientierungskorrektur habe ich erhalten, da ich mit Leica Infinity die Festpunktkoordinaten zwischen verschiedener Epochen angeglichen habe um die Deformationen innerhalb dieser Mauer zu analysieren. Also habe ich letztendlich nur die Residuen nach der Stationierung. Wie sind diese zu bewerten? Wenn über Punkt mit Anschlusspunkten von 100-200 Metern stationiert wurde und die Mauer im Abstand von 2m aufgenommen wurde, müsste man doch die Orientierungsunbekannten verschiedener Epochen über einen identischen Punkt angleichen können um so aussagen treffen zu können. Was hälst du von dem Ansatz mit den ähnlichen Restklaffen zwischen verschiedener Epochen zur Beurteilung der Orientierungsgenauigkeit?

Grüße Julian

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Genauigkeit bei Deformationsmessungen

MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Donnerstag, 28.01.2016, 09:57 (vor 1732 Tagen) @ Julian Weber

Hallo Julian,

Das ist richtig, es geht nur um das Tachymeter und ich möchte im zusammenhang damit die Lagegenauigkeit der Punkte der Punktwolke in abhängigkeit der Stationierungsergebnisse vergleichen um Aussagen der Genauigkeit beim Vergleich verschiedener Epochen treffen zu können.

Okay, dann vergiss doch bitte für einen Moment, dass Du noch gescannt hast. Es spielt für Deine Abschätzung doch zunächst keine Rolle, ob Du 1, 100 oder 100.000 Punkte auf der Mauer hast. All diese Punkte sind nicht redundant gemessen und ergeben sich durch simples polares anhängen an die Station. Folglich hat die Unsicherheit Deiner Stationierung u.U. einen gewichtigen Anteil an der Gesamtunsicherheit der Mauerpunkte.

Ich würde mir von der Mauer mal "Extremstellen" herauspicken. Also die äußeren Ecken und vielleicht noch ein paar Punkte in der Mitte:

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*     *     *
|           |
*-----*-----*

Ich hoffe, man erkennt es. Das Viereck soll die Mauer andeuten und die Sternchen diese Extrempunkte. Anhand der äußeren Punkte kannst Du grundsätzlich die erreichbare Genauigkeit an den Randlagen ableiten. Alle anderen Punkte innerhalb des Vierecks müssen zwangsläufig etwas besser sein. Nun würde ich eine klassische Netzausgleichung (mit Deinen Realdaten) oder eine Netzplanung (Netzsimulation; mit Pseudobeobachtungen) machen, um auf die Unsicherheiten meiner Stationierung zurückzuschließen und um die resultierenden Unsicherheiten der sechs Extrempunkte abzuleiten. Aus dieser Abschätzung weißt Du dann, wie gut Deine Stationierung ist (im Falle einer Netzsimulation: wie gut Deine Stationierung unter den angenommenen Unsicherheiten ist) und wie sie diese Unsicherheit auf die Genauigkeit der Punkte an der Mauer fortpflanzt. Mehr willst Du doch gar nicht, oder?

Diese Orientierungskorrektur habe ich erhalten, da ich mit Leica Infinity die Festpunktkoordinaten zwischen verschiedener Epochen angeglichen habe um die Deformationen innerhalb dieser Mauer zu analysieren.

Und wie stellst Du sicher, dass diese Festpunkte unverändert geblieben sind?

Also habe ich letztendlich nur die Residuen nach der Stationierung. Wie sind diese zu bewerten?

Sie können aus den Unsicherheiten Deiner Stationierung kommen aber zusätzlich noch durch Deformationen in den Referenzpunkten überlagert werden.

Was hälst du von dem Ansatz mit den ähnlichen Restklaffen zwischen verschiedener Epochen zur Beurteilung der Orientierungsgenauigkeit?

Ähnliche Restklaffen würden eher auf Systematiken hindeuten, die Du weiter untersuchen solltest. Wenn nur zufällige Abweichungen im Netz sind, dürftest Du keine Ähnlichkeiten in den Verbesserungen erhalten.

Viele Grüße
Micha

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Genauigkeit bei Deformationsmessungen

Niko, Sonntag, 07.02.2016, 19:54 (vor 1722 Tagen) @ Julian Weber

Hallo Julian,

bist du weiter gekommen ?

Wenn ich dich richtig verstanden hab, geht es dir um die Genauigkeit der Stationierung ?

Genauigkeit bei Deformationsmessungen

ryanthara ⌂, Efringen-Kirchen, Sonntag, 10.04.2016, 09:44 (vor 1659 Tagen) @ Julian Weber

Diese Orientierungskorrektur habe ich erhalten, da ich mit Leica Infinity die Festpunktkoordinaten zwischen verschiedener Epochen angeglichen habe um die Deformationen innerhalb dieser Mauer zu analysieren. Also habe ich letztendlich nur die Residuen nach der Stationierung. Wie sind diese zu bewerten? Wenn über Punkt mit Anschlusspunkten von 100-200 Metern stationiert wurde und die Mauer im Abstand von 2m aufgenommen wurde, müsste man doch die Orientierungsunbekannten verschiedener Epochen über einen identischen Punkt angleichen können um so aussagen treffen zu können. Was hälst du von dem Ansatz mit den ähnlichen Restklaffen zwischen verschiedener Epochen zur Beurteilung der Orientierungsgenauigkeit?

Was meinst Du mit "Festpunktkoordinaten ... angeglichen habe"? Sind die Festpunkte nicht für beide Etappen gleich??

Wenn Du bei beiden Aufnahmen "über einem Punkt" stationiert hast (Bekannter Standpunkt mit Orientierung & Höhenübertragung";) oder eine ähnliche Position gewählt und dann mit der "Freien Station" stationiert hast, hast Du unterschiedliche Einflüsse.

Im Fall des bekannten Standpunktes zeigt Dir die Standardabweichung der Orientierung wie gut Deine Orientierung ist, die Angabe des absoluten Azimuts sollte bei beiden Messungen quasi gleich sein. Der Einfluss der Stationierung auf dem bekannten Punkt sei mal vernachlässigt.

Du kannst ja jetzt mal abschätzen welchen Einfluss der Drehwinkel bei dem von Dir gewählten Mauerabstand auf eine Querverschiebung oder Abweichung aus der Wandebene hat. ;-) Je nach Breite der Wand hat der Auftreffwinkel des Messstrahles einen viel größeren Einfluss auf das Ergebnis -> schleifender Schnitt!

Im Fall der Freien Station hast Du natürlich noch den Einfluss der Stationskoordinate. Wenn Du den über die Standardabweichung der Station vergleichst, dann kannst Du auch hierüber ansetzen.

Wenn Du jetzt das Resultat betrachtest, wäre natürlich die Frage interessant, in wie fern sich die Stationskoordinate und deren Genauigkeit auf die Deformation der Wand auswirkt. Sprich du musst die Wand in Epoche 0 und in Epoche 1 flächenhaft vergleichen.

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