Сравнение методов: Обратной засечки Sokkia и Уравнивания Credo. Эксперимент.

Теперь можно сказать определённо, что алгоритмы решения засечек у Лейки совершенствуются. Мой древний тахеометр такую засечку (от двух исходных с одним расстоянием, большим чем базис) считать не хочет, сообщая о невозможности решения.
Вчера ещё раз проверил в комнатной обстановке. Если измерено два расстояния, то пожалуйста - любая геометрия решается. А если с одним расстоянием, то решает только такую засечку, где измеряемое расстояние меньше базиса (единственное решение). То есть, "защита от дурака" была предусмотрена давно и можно спокойно работать, не боясь грубых ошибок.
А вот как дело обстоит с приборами других фирм?

 

Могу попробовать поэкспериментировать с SOKKIA CX и Лейкой 1205 в "тепличных" условиях...

--- Сообщения объединены, 25 янв 2018, Оригинальное время сообщения: 25 янв 2018 ---

А как Вы это условие задаете? Через вкладку "Дирекционные углы"?

 

А с какой целью создавался данный полигон?
Расстояния для "боевых условий" слишком коротки. Замкнуть приём или прогнать несколько или измерить во всех комбинациях не было желания/необходимости? Пришлось бы включать пятый знак в координатах
Какого типа марки использовали? Китайские или брендовые? Я использую дешевые (двугранные микропризмы расположены рядами). По моим наблюдениям при углах визирного луча ок. 45 градусов ошибки измерений достигают 1см и более (на расстояниях до 100 м). По идее, брендовые должны вести себя лучше (там микропризмы сориентированы по-разному и расположены в шахматном порядке). При работе китайскими нужно правильно их разворачивать.
Зачем в Вашем проекте включена поправка за редукцию на поверхность относимости? Хотя, её отключение результаты не меняет, очевидно тоже в силу коротких плеч.

 

Результаты должны быть интересны тем, кто работает с этими тахеометрами, хотя любой обладатель тахеометра может сам это проверить за 10-15 минут.

Да.

Эксперименты с разными целями:
- показать на примере с данными измерений, что обратная линейно-угловая засечка решаться гораздо точнее (доли мм), чем можно ожидать исходя из паспортной точности прибора;
- на примерах показать, что углы менее 30° и более 150° в такой засечке не имеют принципиального значения, пусть хоть0°, хоть 180°;
- можно вычислять те же станции, но от различных двух-трёх пунктов и сравнивать результаты;
- сравнить, снижение точности определения станции, измеряя при одном круге. Измерения выполнены при КЛ и КП, но любой из них можно отключить;
- показать возможную точность тригонометрического нивелирования на коротких плечах (в примере 0.1 мм).
и т.п.

Коротковаты, но во дворе больше не получалось. Иногда приходится вести "бои" на ограниченной территории.

В данном случае фирменные Leica. Но на практике использовал и марки из отражающей ленты разных фирм, что клеят на автомобили.

Что касается точности измерений от угла разворота, то какой либо разницы с фирменными не обнаружил. Разве что отражающая способность показалась чуть меньше. Может и показалось.

Если в безотражательном режиме, то ничуть не удивлюсь (несоосность луча).
А если в отражательном режиме, то непонятна причина такого явления. В отражательном режиме луч накрывает всю марку и осреднённый сигнал получается как бы от центра марки.
Если центр марки находится на пересечении осей вращения, то существенной разницы в измеренном расстоянии быть не должно. Я подобных ошибок никогда не наблюдал.
Но если марка не симметрична или часть её поверхности повреждена или загрязнена, что сказывается на уровне отражения, тогда ошибки возможны.

По привычке приводить измерения на определённую плоскость. Хотя данном случае поправки ничтожны, однако я помню:

Закон шуточный, но в каждой шутке...

 

Мне кажется, это Вам давно известно. Помню как Ваш 7-секундник оказался на 0,2" точнее моего 3".

Какие углы?
Если пункт-станция-пункт, то имеют значение. Лучшая засечка должна получатся на 180 градусов, чем острее угол - тем хуже. В Вашем проекте почему- то наоборот: засечка со станции st02 на пункты 7 и 3 (угол 174 градуса) дает СКО 0,7мм, а с той же станции на пункты 4 и 5 (угол 12 градусов) - 0,3мм. Может, это частный случай?
Для обоснования утверждения, которое я сделал выше, переходим в режим проектирования. Априорные настройки точности оставляем Ваши. Тут уже другая картина:
СКО st02 при засечке на пункты 7 и 3 - 1,5мм, при засечке на 4 и 5 - 2,2мм.
Продолжаем эксперимент: ставим ошибку центрирования цели 1,0мм. Не всегда ведь в "боевых условиях" есть марки, от грунтовых пунктов приходится работать не реже. Да и марки со временем могут "уйти". Тут картина ещё более выраженная:
СКО st02 при засечке на пункты 7 и 3 - 2,5мм, при засечке на 4 и 5 - 8,7мм.

Возможно. Мне обычно, если и приходится работать на таких коротких плечах, то требования к точности не высокие. А чтоб ловить доли мм!? Респект, конечно, но для чего? Разве что, при установке точного оборудования в цехах?
Кстати, в этой ветке выше преподаватель вуза обосновывал, что получить требуемую точность разбивки при установке анкеров (речь шла об 1мм при допуске 5мм) полярным способом обычным 5-секундником невозможно! Интересно было бы услышать его мнение теперь.

Я имел в виду те, что описаны в этой статье:
https://surveyingreview.wordpress.com/2016/01/19/направление-имеет-значение/
На практике с такими не встречался: лозунг "экономика должна быть экономной" сейчас пожалуй актуальней, чем во время его возникновения.

Информация полезная, учту. Но мы измеряли как раз в режиме "на марку". Однако, при больших расстояниях (до 100м) и значительных отклонениях от вертикали получали серьезные ошибки. Тем не менее, зерно сомнения закралось, надо проверить с поворотным пленочным отражателем.

 

слева соккиевсая марка, она действительно хороша для "боев" на ограниченной территории".При расстояниях более 10м разницы не заметил.

Совершенно верно. А теперь вспомним начерталку,


А так выглядит пленка под микроскопом


Эта адская смесь и дает ошибку.

 

Вот видите, сколько разных экспериментов можно выполнить на этом полигоне. Этим Вы сами ответили на свой вопрос:

Да, если рассматривать в общем виде и при равных расстояниях до исходных, то наилучшее положение станции в середине между исходными. Рисунок отсюда:

Но надо брать во внимание и расстояния до исходных. Будь станция по створу и вблизи одного из исходных, то за счёт короткого расстояния влияние угловой ошибки скажется в меньшей степени на положение станции поперёк створа. Вот предрасчёт:

Ну, а частный случай на то он и случай, тут всё зависит от того как сложатся естественные ошибки угловых и линейных измерений.
И ещё один момент, не учитываемый в расчётах - малые углы измеряются несколько точнее из-за меньшего влияния периодических ошибок делений лимба.

Да мало ли где может потребоваться повышенная точность? Для себя надо знать, чего можно достичь своим прибором.

И не он один тут утверждал. Но всё из расчёта точности в 5" и 2мм.

На деле можно измерять гораздо лучше, что полигон и подтверждает.

Я проверял и не раз на таких отражателях:

При разворотах до 30° СКО порядка 0.5 мм. При больших углах точность снижается, увеличивается разброс в отсчётах, возможно, из-за ослабевающего сигнала. Но систематической ошибки в расстояния я не выявил.

 

Не спорю - штука интересная и полезная . Если б ещё размер полигона побольше - было б ещё интереснее. Впрочем, у большинства из нас есть немало проектов уравнивания сетей ГРО с различным более или менее удачным расположением пунктов и их качеством. Можно практиковаться на них.
Но изначально вопрос в теме ставился иначе (см. название). Поэтому, все-таки надеюсь (как появится свободное время) прогнать несколько виртуальных засечек с положением станций за пределами Вашего полигона и с моделированием ошибок координат исходных пунктов.

Честно: не знал. Спасибо, учту в работе.
Но, как показывает моделирование в режиме проектирования, учитывать надо ещё и ошибки исходных. Они ведь практически неизбежны. Марки, например, закрепляются обычно на домах и сооружениях, а они не вполне стабильны в пространстве: воздействие ветра, температуры, односторонний нагрев от солнца делают своё дело.
Вот пример предрасчета без учета ошибок исходных:

Предрасчет с ошибкой центрирования целей 1мм:

Предрасчет с ошибкой центрирования целей 3мм:

Как видно, СКО станции №2 сильнее зависит от качества исходных.

Можно, но опять-таки до того момента, пока исходные пункты сохраняют стабильность. Вы делали все измерения в один день, верно? Интересно посмотреть какие результаты покажут измерения на Вашем полигоне после ветров и морозов, если координаты исходных не переопределять. Я не знаю, как и на чем Вы закрепляли марки, но есть мнение, что качество засечек должно ухудшиться.
Само собой, следить за качеством закрепления и стабильностью исходных пунктов - задача геодезиста. Но это не делается каждый день, поэтому не лишним будет знать, какая геометрия засечки менее чувствительна к возможным подвижкам тех же марок.

--- Сообщения объединены, 26 янв 2018, Оригинальное время сообщения: 26 янв 2018 ---

Отсутствие систематической это хорошо, но и нарастание случайных не есть гуд. Что у Вас получалось при угле в 45°? И при каких расстояниях?
Спрашиваю потому, что в работе стараюсь выполнить измерения каждой марки хотя бы с 2-3 станций и определиться для себя с допустимым углом было бы весьма полезно.

 

О качестве исходных я давно сказал:

А вот следить за разбивочной основой многие ленятся.

А вот это планируется отдельное исследование на мини-полигоне.
Из относительно устойчивых, две марки закреплены на кирпичной стене и одна на металлической трубе с якорем в земле (моя базовая станция для GPS).
Одна на заборе, две на стене здания (сайдинг) и ещё две на хозпостройках.
Думаю ближе к весне и летом после оттайки грунта надо будет провести циклы измерений, чтобы знать, насколько стабильны такие закрепления.
Самому интересно. Если забуду, пожалуйста, напомните.

Со случайными разбросами в отсчётах расстояния можно бороться путём многократных измерений - среднее будет ближе к истине.
При больших углах разворота и расстояниях 100-200 метров СКО около 1 мм, хотя иногда разброс между крайними отсчётами до 3 мм.
Интересно бы сравнить длинные расстояния, измеренные на призму и на марки. На коротких, до 50 метров, сравнивал и заметной разницы не почувствовал, всё в пределах точности дальномера.
Вообще-то для точных измерений предпочитаю пользоваться призменными отражателями.

 

Это правильно, но что "скажут" сами исходные? У меня качество пунктов ГРО (на реальных полигонах площадью 2-3га) получается поскромнее Вашего: обычно 1, иногда до 2мм. И это СКО, одна сигма, непосредственно после уравнивания.

Затем, во время засечек от грунтовых пунктов ГРО, мне приходится иметь в виду, что ошибки центрирования целей снова вносят свою лепту.
Недавно сделал для себя небольшое исследование по качеству центрирования целей в различных случаях (отражатели "круглый" GPR111 и "мини" GMP111):

Так что, не могу себе позволить роскошь пренебрегать качеством исходных + ошибками установки целей.

Напомните мне, чтоб я Вам напомнил! Шутка, постараюсь не забыть.

--- Сообщения объединены, 26 янв 2018, Оригинальное время сообщения: 26 янв 2018 ---

Не всегда причина - лень.
Прогнать измерения в сети, естественно, желательно до начала работ, когда территория максимально свободна и есть возможность сделать промеры по всем направлениям.
Но в процессе строительства условия для наблюдений за сетью резко ограничиваются по понятным причинам: растут корпуса строящихся зданий, мешает как назло не там оставленная техника, между пунктами так и норовят поставить бытовки, инструменталки (и ставят весь этот гармидер далеко не всегда по стройгенплану).

 

ЮС, проверил на Вашем примере колебание 2с в приёмах:

Довольно неплохо, хотя за пределы допуска (15") выходит.
У меня (на примере одного из рабочих проектов) ситуация похуже:

Надо будет сделать исследование.
Вообще, пока не пойму: почему при двухстороннем отсчете (влияние эксцентриситета исключается) получается такое колебание?

 

попробовал в SurvCE 5. Решать отказалась. И Fieldgenius 6 тоже.
И я считаю это правильно. Пойдёт место с нормальной геометрией искать или развитием ГРО займётся. Вивалейковский вариант тоже хороший но если за прибором дятел то может получится ещё хуже чем если просто за прибором дятел.

 

Сделал эксперимент. Подопытные тахеометры Sokkia CX-102L и Leica TCR1205.
Основа: наклеил 7 марок, с двух станций сделал измерения при двух кругах и уровнял в Кредо.
С помощью базовой линии вынес вершину "волшебного" треугольника.
Сам эксперимент: на вершину треугольника устанавливался штатив и на него по очереди оба тахеометра.
Шаг 1: тахеометром делается засечка по всем маркам, обратная линейно-угловая с измерением длин линий и направлений. Оба тахеометра показали один и тот же результат (координаты точки стояния совпали по данным обоих тахеометров).
Шаг 2: выполнялось обратная линейно-угловая засечка по двум пунктам (основание треугольника) оба тахеометра показали ухудшение точности. С нулей у лекйки и первых десятых долей у соккия до первых миллиметров у обоих.
Шаг 3: каждый тахеометр делал засечку по схеме из задачи (измерялось одно расстояние с направлением и второе направление).
Тахеометр Sokkia CX-102L отказался считать такую засечку (просто не показывает кнопку вычислить и ждет еще измерений).
Тахеометр Leica TCR1205 сказал, то есть два решения. Первое решение колеблется в пределах первых сантиметров от "истины" (от 1 до 3-4 см.) Второе решение улетает на величину от 20 до 40 см. (на схеме в приборе оба решения это треугольники близкие к прямоугольному).
Потом сделали засечку наоборот: измерили кроткую сторону и длинное направление. Первое решение было хуже: колебания ниже 2 см не опускались и второе решение
улетело на 4 и 6 метров по осям.
Вторая часть эксперимента. Координаты 4 исходных марок были изменены при помощи генератора случайных чисел, дающего случайные значения по нормальному закону распределения. Были сгенерированы поправки к координатам в диапазоне -25 мм + 25 мм. Координаторы исправлялись на эти величины и загружались в тахеометры. Потом выполнялась засечка по 3 маркам и по 4 делали контроль выносом. Таким образом моделировали ошибки исходных координат. Штатив оставался на одном и том же месте.
Тахеометр Sokkia CX-102L: при расчете засечки показал ухудшение качества до 6 и 2 мм по осям, дельты на исходные пункты колебались в районе от 2 до 3 см. Контрольный вынос дал абсолютную ошибку марки в районе 7-8 см. при плече выноса 7 м.
Тахеометр Leica TCR1205 при попытке вычислить засечку говорил, что точность измерений не достаточна, но засечку посчитал и дал оценку точности в районе первых мм. Проверка выносом показала абсолютные отклонения 5-6 см.
Можно сделать вывод: оба тахеомтера говорят о недопустимых ошибках в засечках с кривыми исходными и оба тахеометра решают эти задачи с ошибочными результатами. При этом оценку точности засечки Leica показывает лучше, чем Sokkia, но оба результата неверные и не вписываются в отображаемую на дисплеях оценку точности.
Выходит и тот и тот инструмент, если использовать без головы, поможет наделать делов, что полностью подтверждает все сказанное мной в этой теме выше. Все измерения выполнялись от 3 до 6 раз 3 разными наблюдателями с разным опытом и прилежанием.

 

shiz, кроме линейных Лейка (Соккия, думаю, тоже) дает ещё ошибку направления. Какая она была?
Вива, также, показывает точность координат измеренных после засечки точек. Ваша точка №4 что показала?
Неплохо бы для полноты картины смоделировать ту же засечку в Кредо, так же с последующим контролем выноса.

 

vovkaf, та соккия, которая участвовала в эксперименте, не показывает ошибку направления (один из самых больших недостатков этого прибора для меня лично, хотя уже не раз выручал и всегда отрабатывал на отлично и давал возможность получать результаты не хуже многих других приборов. Чем и кто только меня с этой соккией не проверял на мостовых металлоконструкциях). У лейки при нормальных засечках ошибки направления не превышали 4 секунд, а при "кривых" колебания достигали 30-40 секунд (у плохих наблюдателей). В рамках решения задачи с засечкой колебания были в районе 10 секунд у хороших наблюдателей. При моделировании ошибок исходных данных эти ошибки доходили до минуты и более (в зависимости от наблюдателя). Вообще во втором эксперименте при анализе логов решения засечки в самом тахеометре максимальная ошибка ориентирования на отдельные марки составила 9 минут. Запись измерений осталась, просто еще в Кредо не грузил, времени не хватает. Это я позже сделаю и напишу о результатах. Вообще как Кредо решает такие задачи я приводил вот в этом посте. Причем там, кроме штатных возможностей 4 версии ничего не использовал. Эту же задачу я решал еще без Кредо (тогда у меня его еще не было) и результат у меня получился такой же, но использовал я другую методику и подход. Если такие задачи решать в Кредо Дат в штатном режиме без примочек и наворотов, то получаются очень грубые измерения (результаты статистического тестирования при задании точности близкой к апостериорной проваливаются), на это же и ругается Лейка, участвовавшая в эксперименте. В ней же есть софт для решения этой задачи почти по тому же алгоритму, что я использовал без Кредо. Можно использовать подход, который на этом форуме уже демонстрировал ЮС в старых версиях Кредо, тогда привязка к возможностям этой программы в этом варианте решения отпадает.

--- Сообщения объединены, 28 янв 2018, Оригинальное время сообщения: 28 янв 2018 ---

Так отклонения, которые я описал при контроле - это и была 4 точка.

 

я имел в виду, что показал прибор?

Но, если:

и

то ошибка точки №4 при выносе на 7м могла быть (очень грубо, навскидку):
3мм + 7000*tg9'=21мм.
Это не дотягивает до:

но уже ближе.

Значит, можно сделать вывод, что без учета качества исходных, Кредо оценит качество засечки так же некорректно, как и полевое ПО таха?
Честно говоря, мне не всё понятно в схеме по ссылке. + хотелось бы иметь истинные координаты станции для объективной оценки. Поэтому прошу, когда у Вас будет возможность - скиньте схему засечки из второй части Вашего последнего эксперимента.

 

нет. это первая часть эксперимента, когда тахеометры решали задачу, которую давал ЮС выше в этом топике и в ней выносом я ничего не проверял, а сравнивал частное решение с решением от всех марок. На подробный протокол решения в этой задаче я не смотрел, но колебания ошибок на первом экране были не значительные. Было интересно принципиальное решение задачи. Если Вам это интересно, то я попрошу моих архаровцев и они в ближайшее время повторят этот эксперимент по уже разбитым точкам и наклеенным маркам и сделаю фото дисплея тахеометра с интересующий Вас информацией.

Да. Кредо решает задачи методом наименьших квадратов, поэтому при корректной постановке задачи мы получаем наилучшее решение по имеющемуся набору данных. Все. Некорректно поставлена задача (ошибки исходных данных - из этой же области) - получаем некорректное решение. Кредо - это инструмент, что заложили - то и получили. 4 версия умеет считать с учетом ошибок исходных данных, остается их определить и корректно настроить параметры расчета. Естественно, что условия для постановки задачи и возможности этой программы с каждой новой версией всё шире и шире, а значит требования к квалификации пользователя всё выше и выше... только пользователи об этом или не знают или забывают :-(

 

всё, я запутался окончательно

Меня больше интересовала вторая часть эксперимента, и все цифры которые я приводил, взяты из Вашего поста, после слов "Вторая часть эксперимента".
---
Первая часть не вызвала интерес по следующим причинам:
1) Выше уже были даны прогнозы по практической слабости решения.
2) Если вменяемый пользователь видит на экране таха сообщение о двух решениях с разницей в несколько см (или пусть даже несколько дециметров), то вряд ли он примет одно из них, а начнет искать другой выход из ситуации (измерение расстояния на 2-й пункт, лучшая геометрия и т. п.)
---
По второй части заинтересовало: при какой геометрии засечки на 3 пункта с низкой точностью координат можно получить слишком оптимистичное решение от полевого (тах) и камерального (к примеру, Кредо) ПО, если не учитывать качество исходных? У меня есть желание повторить Ваш эксперимент виртуально.

Узнаю риторику ЮС'а и даже вполне поддерживаю! Но, полевое ПО таха - тот же инструмент, пусть без возможности учета качества исходных. И он, как подтверждали многие, тоже считает МНК с вводом поправок в направления и расстояния.
Возможно, что иначе считает "Засечка Гельмерта" (есть такая в полевом ПО у Лейки) - тоже МНК, но по координатам. И есть подозрение (моё, пока чисто интуитивное), что в случае, когда качество координат пунктов значительно хуже, чем отклонения, которые можно получить из-за естественных ошибок прибора, то применение последней может дать лучшие результаты, чем просто "Засечка".

--- Сообщения объединены, 28 янв 2018, Оригинальное время сообщения: 28 янв 2018 ---

На всякий случай: я не сторонник работы от "плохих" пунктов. Интересно:
1) как от геометрии засечки зависит чувствительность к качеству исходных?
2) есть ли разница (при какой геометрии и насколько она ощутима) в решении засечки полевым и камеральным ПО без учета качества исходных. Поскольку, если известно, что качество скверное, то нужно переуравнивать без вариантов.

 

по это части я Вас понял. Исправлю ситуацию, только чуть позже, сейчас нет возможности расширенно ответить с картинками и проектами.

Знаю есть, давно облизываюсь по тестировать с толком и расстановкой всё никак руки не доходят. Гельмерта можно считать по разному (сам часто использую по своему) и я это проверял и не всегда Гельмерт+МНК дают адекватные результаты. Иногда такой алгоритм вносит искажение в обработку и хорошие результаты отбраковываются как грубые. На исходных данных @ЮС в других темах проверял и получил результаты не очень и он своими расчетами потом подтвердил наличие этой проблемы. Могу здесь привести эти данные здесь, если интересно и он сам не возражает. Если масштаб из Гельмерта убрать, то результаты получаются неплохие и дают такие же или сопоставимые результаты с решениями, основанными на строгих методах.

 

Вообще-то это не совсем 2с, вернее не только 2с. Кроме коллимационной ошибки присутствует влияние эксцентриситета горизонтального круга.
Но и это ещё не всё. Такие исследования (коллимация, эксцентриситет) лучше делать на коллиматоре с бесконечно удалённой целью или, как минимум при удалении цели не менее 100 м.
На близких расстояниях свою лепту может внести ошибка хода фокусирующей линзы, что смажет всю картину. И чем короче расстояния, тем больше приходится перефокусировать, тем больше могут быть угловые ошибки. А когда всё измерено как у меня на мини-полигоне, да ещё лишь одним приёмом, то отделить одни ошибки от других практически невозможно.
Проверить ход фокусирующей линзы можно, если выполнить измерения при двух кругах на разноудалённые цели по одному направлению (в створе). Коллимация - величина постоянная на момент измерения и влияние эксцентриситета будет постоянным на одной установке лимба. По разбросу в разностях КЛ,КП можно судить о влиянии перефокусировки на угловые измерения.
Коллимацию от эсцентриситета на приборах с односторонней системой считывания так просто не отделить. Но можно выполнить серию измерений при двух кругах с перестановкой лимба (поворотом всего тахеометра) на определённую величину. Потом можно обработать данные и построить график:

При отсутствии коллимации сумма отклонений (сред. L-R") должна стремиться к нулю. Отклонение от нуля и есть величина 2с (-2.0"). Все остальные отклонения (L-R испр.) от эксцентриситета, по ним строится график и аппроксимируется синусоидой. Отклонение синусоиды есть влияние эксцентриситета.
При односторонних измерениях (КЛ) ошибка может достигать 4".
При измерениях КЛ,КП ошибка за коллимацию и эксцентриситет компенсируются и в остатке случайные ошибки отклонения от синусоиды - СКО откл. =1.52".
В архиве сохранились исследования точности тахеометра при измерениях отдельного угла 12-ю приёмами (и файл gsi). Вот такая картинка:

Оценка для измерения полным приёмом по уклонениям от среднего даёт 1.7" (практически совпадает с предыдущей оценкой в 1.52").

Однако в Кредо опытный пользователь при обработке и уравнивании может задать свои установки, наиболее отвечающие качеству выполненных измерений, а в тахеометрах, увы, только то, что заложено производителем прибора.
Как, например, в ПО тахеометра задаются веса линейных и угловых измерений? А ведь это важно. По паспортной точности? Но, как я только что привёл пример с 7-секундником, вполне достижима СКО 2". Да и линейная СКО в разы меньше паспортной.