Netzberechnung Problem (Allgemeines)

Olaf, Mainz, Monday, 04.09.2023, 15:57 (vor 264 Tagen)

Hallo,

ich habe eine Netzmessung durchgeführt und Probleme beim Mitteln der Beobachtungen.

Bei den kurzen Distanzen (3-6m) kommen Delta Werte von 8-20 mgon und ist damit deutlich über der Vorgabe von 3mgon.

Ich habe diese Punkte als automatische Satzmessung (3 Sätze und 2 Lagen) mit angeschaltetem ATR gemessen.

Wie könnte ich das Problem in den Griff bekommen?

Herzliche Grüße

Netzberechnung Problem

Eddi, Monday, 04.09.2023, 17:54 (vor 264 Tagen) @ Olaf

Hallo,

bei diesen kurzen Strecken entsprechen die Richtungsverbesserungen äußerst geringen Querabweichungen (Bogenformel).
Du kannst das berücksichtigen, indem Du realistische Werte für die Zentrier- und Signalisiergenauigkeit unter den Eigenschaften der Richtungsmessung Sigma c (d) einträgst.
Typische Werte beim Einsatz optischer Lote wären 0,3 - 0,5 mm, aber das musst Du natürlich einschätzen.

Eddi

Netzberechnung Problem

Olaf, Mainz, Monday, 04.09.2023, 17:58 (vor 264 Tagen) @ Eddi

Hallo Eddie,

ich habe das mal mit 0.1 mm angegeben und die Ausgleichung sieht schon deutlich besser aus.

Das Problem ist aber immernoch die Mittelbildung, da ich ja eigentlich jeden Satz für sich Mitteln sollte weil sonst die redundanz "künstlich" erhöht wird.

Wie gehe ich damit um?

Grüße

Netzberechnung Problem

Eddi, Monday, 04.09.2023, 18:20 (vor 264 Tagen) @ Olaf

Hallo,

wenn ich es richtig verstehe, führst Du nur das endgültige Mittel aus 3 Sätzen in die Ausgleichung ein?

Dann verstehe ich das Problem nicht, wenn schon bei 0,1 mm die Ergebnisse besser aussehen...
Und 0,1 mm sind schon sehr optimistisch!

Netzberechnung Problem

Olaf, Mainz, Monday, 04.09.2023, 18:30 (vor 264 Tagen) @ Eddi

Hallo,

wenn ich es richtig verstehe, führst Du nur das endgültige Mittel aus 3 Sätzen in die Ausgleichung ein?

Dann verstehe ich das Problem nicht, wenn schon bei 0,1 mm die Ergebnisse besser aussehen...
Und 0,1 mm sind schon sehr optimistisch!

Ja genau so hatte ich mir das gedacht weil ja in 2 Lagen gemessen wurde.

Ja 0,1 ist seeehr optimistisch :-D. Habe jetzt mal 0,5 mm angenommen und lande bei σc fast bei Sigma 1.
σa rutscht jedoch auf Sigma 0.5 und weiß nicht so recht weiter

Netzberechnung Problem

Eddi, Monday, 04.09.2023, 18:45 (vor 264 Tagen) @ Olaf

1. Siehe Antwort von Micha!
2. Die Werte für die Richtungsmessgenauigkeit und der Zentriergenauigkeit solange ändern, bis sie im
Rahmen der zu erwartenden Genauigkeit den Wert von 1: Sigma² = rund 1 erreichen.

Eddi

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Netzberechnung Problem

MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Monday, 04.09.2023, 18:23 (vor 264 Tagen) @ Olaf

Hallo Olaf,

Wie gehe ich damit um?

Du könntest die Grenzwerte erhöhen. Der Grenzwert bei den Richtungen gehen im Prinzip von einer unendlichen Zielweite aus, sodass die Zentrierunsicherheit vernachlässigbar ist. Mit dem Hinweis von Eddi kannst Du im Prinzip überschlagen, wie die Zentrierunsicherheit bei kurzen Zielweiten wirkt. Nehmen wir 3 m Zielweite und eine Zentrierunsicherheit von 1 mm, dann entspricht dies einer korrespondierenden Unsicherheit von ca. 0.02 gon. Hierbei sind etwaige Instrumentenabweichungen, die bei Messen in beiden Lagen herausfallen, noch nicht berücksichtigt. Wenn Du Dir also sicher bist, dass keine groben Messfehler vorliegen, kannst Du den vorgeschlagenen Grenzwert sicher erhöhen, sodass die Mittelung durchgeführt wird.

Viele Grüße
Micha

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Netzberechnung Problem

Olaf, Mainz, Monday, 04.09.2023, 19:06 (vor 264 Tagen) @ MichaeL

danke für die Tipps euch beiden:

das ist alles sehr merkwürdig...
Normalerweise bin ich bei der Richtungsmessgenauigkeit σa bei 0,3 mgon und nun hat sich die Ausgleichung bei 1,0 mgon eingependelt und 0,2mm Zentriergenauigkeit.

Die Strecken wurden auch gemittelt und hier hat sich σa bei 0,3mm eingependelt (Sigma 1) und nun schnellt σc auf Sigma 2 welches a priori mit 2 ppm angegeben wurde.

Ich dachte man kann sich hier auf die Herstellerangaben verlassen und meiner Erfahrung nach haben sich die Werte auch immer a posteriori bewährt... :-(

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MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Monday, 04.09.2023, 19:34 (vor 264 Tagen) @ Olaf

Guten Abend,

danke für die Tipps euch beiden:

Ich bin mir nicht sicher, ob wir hier zwei Sachen gerade mischen. Ich gehe mal davon aus, dass die Berechung in JAG3D stattfindet. Hier gibt es einen Grenzwert beim Mitteln für jede Beobachtungsart. Wird einer der Grenzwerte überschritten, werden keine Mittel gebildet und der Anwender muss entscheiden, wir er fortführen möchte. Dieser Grenzwert ist keine Unsicherheit.

Bei der Ausgleichung selbst sind a-priori Unsicherheiten zu spezifizieren im stochastischen Modell. Mittels Varianzkomponentenschätzung kann man validieren, ob die getroffenen Einstellungen vom Modell bestätigt werden. Dies setzt aber auch voraus, dass das Beobachtungsmaterial eine zuverlässige Schätzung erlaubt. Wenn bspw. alle Zielweiten nahezu identisch sind, dann kann bei der Varianzkomponentenschätzung keine Trennung zwischen dem additiven Anteil und dem streckenabhängigen Anteil vorgenommen werden - hierfür sind zwingend unterschiedliche Zielweiten notwendig. Ferner muss die Redundanz der geschätzten Teilkomponenten eine zuverlässige Schätzung erlauben. Förstner (1979) empfiehlt eine Teilredundanz für jede Gruppe von mindestens 50. Wenn die Streuung der Residuen durch den Messaufbau eingeschränkt wird, dann verzerrt dies ebenfalls die Ergebnisse der Varianzkomponentenschätzung. Insbesondere Zwangszentrierung führt dazu, dass die Unsicherheit im Aufbau sich nicht in einer Streuung in den Beobachtungen zeigt. Gleiches gilt, wenn die Messungen alle sehr schnell ausgeführt werden, und es kaum meteorologischen Änderungen gab.

Um die Sache etwas abzukürzen: Es greift meiner Meinung nach ein wenig zu kurz, wenn die Bewertung des Modells ausschließlich auf der Tatsache basiert, dass der geschätzte Varianzanteil Eins (oder nahe bei Eins) liegt.

Viele Grüße
Micha

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Netzberechnung Problem

Olaf, Mainz, Monday, 04.09.2023, 19:43 (vor 264 Tagen) @ MichaeL

Ich habe mal das Projekt hochgeladen: Jag3d Projekt

Genau die Berechnung findet in Jagd 3D statt und ich muss auch dazu sagen dass dieses Netz in einem Stockwerk gemessen wurde und durch die gebäudegeometrie habe ich nicht die besten Bedingungen gehabt.
Bei dem hochgeladenen Projekt wurden sowohl die Strecken als auf die winkelbeobachtungen schon gemittelt.
Ich denke dass die Redundanz zu gering ist und deshalb auch die seltsamen Werte rauskommen.

Bei den zielweiten gibt es Werte zwischen 3 und 5 m als auch 25 m. Somit müsste das mit dem Additiven und dem streckenabhängigen Anteil funktionieren.
Das Projekt selbst wurde tatsächlich in zwangszentrierung gemessen und das gilt auch für jeden Punkt.
Die Messungen wurden auch automatisiert in drei Sätzen und zwei Lagen gemessen.

Es ist sehr schwer zu beschreiben worin das Problem liegt deshalb habe ich jetzt mal das Projekt angehängt und falls einer von euch beiden Zeit hat mal reinzuschauen wäre das super 🙈.

Viele Grüße

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MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Monday, 04.09.2023, 21:58 (vor 264 Tagen) @ Olaf

Hallo,

Ich denke dass die Redundanz zu gering ist und deshalb auch die seltsamen Werte rauskommen.

Die Redundanz ist mit Sicherheit nicht ausreichend für eine objektive Bewertung der Varianzanteile. Wenn ich Dein Projekt ansehe, dann erhalte ich folgende Lösung für die Varianzkomponentenschätzung. Bei den Richtungen ist die Redundanz bei σa fast Null und bei den Strecken ist σc praktisch Null. Von einem Wert in der Nähe von 50 - wobei man diesen durchaus hinterfragen kann - sind wir weit weg. Es ist hier mit den vorhandenen Daten nicht möglich, in einen additiven und einen streckenabhängigen Anteil aufzulösen. Die gewählte polygonzugartige Netzstruktur biete nur eine geringe Kontrollierbarkeit.

[image]

Bei kleinen Netzen wird man sich damit abfinden müssen, dass man bei der Bewertung der Kenngrößen nicht das ganze Spektrum an Analysefunktionen ausnutzen kann.

/Micha

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Netzberechnung Problem

Olaf, Mainz, Monday, 04.09.2023, 22:23 (vor 264 Tagen) @ MichaeL

Hallo Michael,

danke für deine umfangreiche Analyse und für das reinschauen.
Ich wusste sonst gar nicht wie ich das Netz messen soll weil es einfach nur ein langer Flur ist in einem Stockwerk und links und rechts davon sind einzelne Räume und da ist es einfach schwierig mit dem netzdesign.

Denkst du es macht in diesem Fall dann sind die Beobachtungen nicht zu Mitteln? Mir fällt sonst nicht ein wie man das Projekt noch retten könnte... 🙈

Grüße

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MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Monday, 04.09.2023, 22:56 (vor 264 Tagen) @ Olaf

Hallo Olaf,

Denkst du es macht in diesem Fall dann sind die Beobachtungen nicht zu Mitteln?

Nein, dass würde ich nicht empfehlen.

Mir fällt sonst nicht ein wie man das Projekt noch retten könnte... 🙈

Ich sehe keine Veranlassung für diese harsche Kritik. Nur weil man etwas anders machen könnte, ist doch das bisherige Resultat nicht gleich unbrauchbar. Die Ausgleichungsergebnisse sind nicht einfach schwarz-weiß und ohne weiteren Kontext für Außenstehende nicht bewertbar. Eddi und ich wissen ja nicht einmal, wofür Du dieses Netz benötigst. Um einen Teilchenbeschleuniger auszurichten, wird es vielleicht nicht optimal sein aber um bspw. Passpunkte fürs Laserscanning zu haben, wird es sicher ausreichen.

Wenn ein Netz bereits mit wenigen Beobachtungen auskommt, dann ist dies eben so und muss kein Mangel darstellen. Wie gesagt, man wird damit leben müssen, dass dann die Aussagekraft von einigen Kenngrößen eingeschränkt ist. Wichtig ist doch hier nur, diese Limitierung zu erkennen.

Beste Grüße
Micha

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Olaf, Mainz, Tuesday, 05.09.2023, 09:05 (vor 263 Tagen) @ MichaeL

Hallo Olaf,

Denkst du es macht in diesem Fall dann sind die Beobachtungen nicht zu Mitteln?


Nein, dass würde ich nicht empfehlen.

Mir fällt sonst nicht ein wie man das Projekt noch retten könnte... 🙈


Ich sehe keine Veranlassung für diese harsche Kritik. Nur weil man etwas anders machen könnte, ist doch das bisherige Resultat nicht gleich unbrauchbar. Die Ausgleichungsergebnisse sind nicht einfach schwarz-weiß und ohne weiteren Kontext für Außenstehende nicht bewertbar. Eddi und ich wissen ja nicht einmal, wofür Du dieses Netz benötigst. Um einen Teilchenbeschleuniger auszurichten, wird es vielleicht nicht optimal sein aber um bspw. Passpunkte fürs Laserscanning zu haben, wird es sicher ausreichen.

Wenn ein Netz bereits mit wenigen Beobachtungen auskommt, dann ist dies eben so und muss kein Mangel darstellen. Wie gesagt, man wird damit leben müssen, dass dann die Aussagekraft von einigen Kenngrößen eingeschränkt ist. Wichtig ist doch hier nur, diese Limitierung zu erkennen.

Beste Grüße
Micha

Hallo Michael,

da hast du recht es geht in diesem Projekt um die Georeferenzierung eines Tachymetrischen Aufmaßes im Gebäude und dafür haben wir passpunkte benötigt.

Ich habe nun etwas an den a priori Werten herumgespsielt und die Koordinaten verändern sich unwesentlich.

Zuvor habe ich eine Netzplanung durchgeführt und hier werden mir bei allen beobachtungen komischerweise Redundanzanteile von 50% angezeigt. Aber wahrscheinlich lassen sich die redundanzen dann in der Simulation nicht schätzen?

Ich probiere nun nal das Projekt zu georefernizieren und dann sehe ich ja wie groß die Spannungen sind.

Danke und Gruß

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Netzberechnung Problem

MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Tuesday, 05.09.2023, 10:28 (vor 263 Tagen) @ Olaf

Hallo,

Zuvor habe ich eine Netzplanung durchgeführt und hier werden mir bei allen beobachtungen komischerweise Redundanzanteile von 50% angezeigt. Aber wahrscheinlich lassen sich die redundanzen dann in der Simulation nicht schätzen?

Wenn ich Dein Netz nehmen und einfach auf Simulation umstelle, dann erhalte ich bspw. für die Richtungen folgendes Ergebnis

[image]

Wie man gut erkennen kann, sind nicht alle Richtungen mit einem Redundanzanteil von 50 % gesegnet - einige sind sogar unkontrolliert und haben einen Redundanzanteil von Null. Wenn Deine a-priori Abschätzung näherungsweise dem entspricht, was Du auch tatsächlich realisiert hast, dann sollten auch unterschiedliche Redundanzen herauskommen. Zur Bestimmung von Redundanzanteilen sind keine realen Messwerte notwendig, weshalb diese Werte schon in der Planungsphase begutachtet werden können.

Viele Grüße
Micha

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Netzberechnung Problem

Olaf, Mainz, Tuesday, 05.09.2023, 20:28 (vor 263 Tagen) @ MichaeL

Hallo Michael,

danke für deinen Hinweis. Ich habe die Netzplanung vorab mit fiktiven Werten gemacht und daher kommen auch unterschiedliche redundanzanteile raus.

Viele Grüße
Olaf

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Netzberechnung Problem

MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Tuesday, 05.09.2023, 21:00 (vor 263 Tagen) @ Olaf

Hallo Olaf,

danke für deinen Hinweis. Ich habe die Netzplanung vorab mit fiktiven Werten gemacht und daher kommen auch unterschiedliche redundanzanteile raus.

Das kann nicht sein. Die Netzplanung arbeitet immer mit fiktiven Daten, sodass der numerische Wert der Beobachtungen gar nicht verwendet wird. Wie gesagt: Zur Bestimmung von Redundanzanteilen sind keine realen Messwerte notwendig, weshalb diese Werte schon in der Planungsphase begutachtet werden können.

/Micha

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Netzberechnung Problem

Olaf, Mainz, Wednesday, 06.09.2023, 11:21 (vor 262 Tagen) @ MichaeL

Hallo Olaf,

danke für deinen Hinweis. Ich habe die Netzplanung vorab mit fiktiven Werten gemacht und daher kommen auch unterschiedliche redundanzanteile raus.


Das kann nicht sein. Die Netzplanung arbeitet immer mit fiktiven Daten, sodass der numerische Wert der Beobachtungen gar nicht verwendet wird. Wie gesagt: Zur Bestimmung von Redundanzanteilen sind keine realen Messwerte notwendig, weshalb diese Werte schon in der Planungsphase begutachtet werden können.

/Micha

hmm das ist seltsam... ich habe in der Netzplanung für die Strecken Redundanzanteile von jeweils 50% und bei den Winkel jeweils 0%.

Netzplanung

Grüße

Netzberechnung Problem

Eddi, Wednesday, 06.09.2023, 13:29 (vor 262 Tagen) @ Olaf

Hallo,
da ist aber einiges schiefgelaufen...??
Erstens ist das Beispiel wohl nicht genau Dein gemessenenes Netz?
Und zweitens tauchen einige Standpunkte auf, auf denen nur eine Richtung gemessen wurde, was vermessungstechnisch sinnlos ist, es sei denn, es wären schon orientierte Richtungswinkel/Azimute aus z.B. astronomischen Anschlussmessungen oder Kreiselmessungen und dann müsstes Du bei Eigenschaften die Orientierungsunbekannte abwählen.

Eddi

Netzberechnung Problem

Olaf, Mainz, Thursday, 07.09.2023, 09:40 (vor 261 Tagen) @ Eddi

Hallo,
da ist aber einiges schiefgelaufen...??
Erstens ist das Beispiel wohl nicht genau Dein gemessenenes Netz?
Und zweitens tauchen einige Standpunkte auf, auf denen nur eine Richtung gemessen wurde, was vermessungstechnisch sinnlos ist, es sei denn, es wären schon orientierte Richtungswinkel/Azimute aus z.B. astronomischen Anschlussmessungen oder Kreiselmessungen und dann müsstes Du bei Eigenschaften die Orientierungsunbekannte abwählen.

Eddi

Hallo Eddi,

aber das ist bei meinem "realen Netz" ja auch so gelaufen bei Punkt p5 und p6.
von diesen Punkten wurde jeweils nur s3 gemessen. Somit wirkt dort nur die Streckenmessung.
Würdest du die Winkelmessung dann von diesen Standpunkten aus deaktivieren?

Grüße
Olaf

Netzberechnung Problem

Eddi, Thursday, 07.09.2023, 11:43 (vor 261 Tagen) @ Olaf

Oh, tut mir leid, das war mir in Deinem realen Netz nicht aufgefallen!
Ja, ich würde diese Richtungsmessungen streichen bzw. deaktivieren und nur die entsprechenden Strecken lassen, da wie gesagt eine einzelne Richtung von einem Standpunkt messtechnisch/ geometrisch völlig wirkungslos ist.

Ein schönes Wochenende wünscht

Eddi

Netzberechnung Problem

Eddi, Tuesday, 05.09.2023, 12:02 (vor 263 Tagen) @ Olaf

Hallo,

nur noch ein paar Bemerkungen zum Ergebnis meiner "Spielereien" an Deinem Netz, im Prinzip ist ja durch Micha alles gesagt:

Entsprechend den Möglichkeiten ist das Ergebnis doch in Ordnung, eine durchgreifende Kontrolle wäre wohl nur durch eine komplette Neubeobachtung und Vergleich der Ergebnisse möglich, und ob sich der Aufwand lohnt...???
Es gibt keinen Hinweis auf grobe Fehler und die schwachen Redundanzen sind wohl kaum zu verhindern, damit muss man auch in einem Polygonzug oder einem Nivellement leben!

Bei den Fehlermodellen halte ich beim Nivellement den Anteil Sigma b bei diesen kurzen Abständen nicht für sinnvoll, setze ich den auf Null, komme ich auf Sigma a = 0,22 mm für alle Höhenunterschiede.
Das gleiche gilt für den ppm- Wert bei den Strecken, dafür sind die Strecken viel zu kurz. diesen auch auf null gesetzt ergibt einen konstanten Streckenfehler von 0,28 mm.
Bei der Richtungsmessung bleibt es dabei, dass Sigma a aus der Varianzkomponentenschätzung nicht hinreichend bestimmbar ist und Du auch bei 0,3 mgon bleiben kannst. Sigma c kommt dann auf 0,25 mm!

Wie gesagt, alles Superergebnisse!

Eddi

Netzberechnung Problem

Olaf, Mainz, Tuesday, 05.09.2023, 20:51 (vor 263 Tagen) @ Eddi

Hallo Eddie,

das macht alles total Sinn, weil wie du sagst sowohl beim Nivellement als auch bei der Netzmessung sehr kurze Distanzen gemessen wurden.
Ich habe schon ein paar Netzmessungen gemacht und jedes mal lernt man doch wieder dazu :-D .

Danke auch fürs optimieren und die viele Ratschläge von euch zwei.

Viele Grüße
Olaf

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