Netzplanung Tunnel

by Peter, Tuesday, May 09, 2023, 03:50 (442 days ago)

Hallo zusammen, ich möchte für eine Laserscanvermessung Passpunkte in einem Tunnel einmessen.

Der Tunnel ist in der Mitte getrennt (Orteinfahrt und Ortsausfahrt) und jeweils zweispurig.

Da der Laserscanner immer im Maßsstab 1 vermisst, müssen auch die Einstellungen für die Projektion und Reduktion berücksichtigt werden. Ich würde ein lokal kartesisches System wählen ohne Abbildungsreduktionen. Ist das korrekt?

Am Anfang und am ende des Tunnels möchte ich 3 Passpunkte mit GNSS (werden mit NTV2 in GK transformiert) einmessen welche als Datumsgebende Neupunkte eingeführt werden.
Weil ich wenig Zeit habe und jede Tunnelseite an einem Tag erledigt sein muss (Netzmessung+Scan), würde ich mich im Tunnel jeweils frei aufstellen und die Laserscanpasspunkte von mehreren Standpunkten Mehrfach bestimmen.

Nun habe ich gemerkt das auf der linken Seite des Tunnels die Fehlerellipsen länglich sind und auf der rechten Seite schön rund. An was kann das liegen?

Kann man an meinem Ansatz noch was verbessern?

Danke und Grüße
Peter

Hier noch das Projekt um sich das besser vorstellen zu können: Projekt

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Netzplanung Tunnel

by Peter, Tuesday, May 09, 2023, 05:09 (442 days ago) @ Peter

ich habe gerade selber gemerkt das ich bei den horizontalstrecken zu pessimistisch war. In den letzten Ausgleichungen war das immer a posteriorii bei ca. 0.5mm. Nun passt es ganz gut. Ich würde dennoch gerne Anregungen haben, was ich optimieren kann. Im Studium hieß es immer das man nicht überkreuz messen soll, aber dann schränkt man sich doch von der Redundanz nur unnötig ein?

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Netzplanung Tunnel

by Eddi, Wednesday, May 10, 2023, 09:22 (441 days ago) @ Peter

Hallo Peter,

zumindest von der Vermeidung sich kreuzender Beobachtungen in Netzen habe ich noch nichts gehört!
Und Du liegst völlig richtig, dass man sich dadurch viele Möglichkeiten der Netzstabilisierung nehmen würde (z.B. Diagonalvierecke).
Und falls Du Zugriff haben solltest, durchforste mal die einschlägige Fachliteratur zu Tunnelnetzen z.B.

Geodätische Netze in Landes- und Ingenieurvermessung II / H. Pelzer (Herausgabe).- Stuttgart: Konrad
Wittwer. 1985

Viel Erfolg!

Eddi

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Netzplanung Tunnel

by Peter, Wednesday, May 10, 2023, 10:15 (441 days ago) @ Eddi

Hallo Peter,

zumindest von der Vermeidung sich kreuzender Beobachtungen in Netzen habe ich noch nichts gehört!
Und Du liegst völlig richtig, dass man sich dadurch viele Möglichkeiten der Netzstabilisierung nehmen würde (z.B. Diagonalvierecke).
Und falls Du Zugriff haben solltest, durchforste mal die einschlägige Fachliteratur zu Tunnelnetzen z.B.

Geodätische Netze in Landes- und Ingenieurvermessung II / H. Pelzer (Herausgabe).- Stuttgart: Konrad
Wittwer. 1985

Viel Erfolg!

Eddi

Hi Eddi,

Danke! leider gibts das Buch nirgends mehr zu kaufen :(.
Würde eigentlich nur gerne wissen was ich an meinem netzdesign verbessern kann und auch die wirtschaftlichkeit optimieren.
Im Internet gibt es leider kaum Literator für geodätische Netze bei engen platzverhältnissen.

VG
Peter

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Netzplanung Tunnel

by Micha ⌂, Bad Vilbel, Wednesday, May 10, 2023, 12:01 (441 days ago) @ Peter

Hallo Peter,

Danke! leider gibts das Buch nirgends mehr zu kaufen :(.

Wenn Du in der Nähe von Frankfurt wohnst, dann kannst Du gern bei mir vorbeischauen. Ich habe beide Bände vorliegen.

Ansonsten habe ich gerade ein wenig gesucht und bin auf den Artikel Geodetic Network Design in Tunnel Surveys gestoßen. Dieser enthält einige Genauigkeitsuntersuchungen und betrachten auch unterschiedliche Konfigurationen.

Würde eigentlich nur gerne wissen was ich an meinem netzdesign verbessern kann und auch die wirtschaftlichkeit optimieren.

Diese beiden Aspekte sind negativ korreliert: Wenn Du die Wirtschaftlichkeit steigern willst, wird dies i.A. mit einem unzuverlässigeren Netzdesign einhergehen. Soll hingegen die Zuverlässigkeit gesteigert werden, wird man wohl auch mehr Zeit investieren müssen, sodass die Wirtschaftlichkeit leidet.

Viele Grüße
Micha

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Netzplanung Tunnel

by Peter, Wednesday, May 10, 2023, 12:18 (441 days ago) @ Micha

Hallo Peter,

Danke! leider gibts das Buch nirgends mehr zu kaufen :(.


Wenn Du in der Nähe von Frankfurt wohnst, dann kannst Du gern bei mir vorbeischauen. Ich habe beide Bände vorliegen.

Ansonsten habe ich gerade ein wenig gesucht und bin auf den Artikel Geodetic Network Design in Tunnel Surveys gestoßen. Dieser enthält einige Genauigkeitsuntersuchungen und betrachten auch unterschiedliche Konfigurationen.

Würde eigentlich nur gerne wissen was ich an meinem netzdesign verbessern kann und auch die wirtschaftlichkeit optimieren.


Diese beiden Aspekte sind negativ korreliert: Wenn Du die Wirtschaftlichkeit steigern willst, wird dies i.A. mit einem unzuverlässigeren Netzdesign einhergehen. Soll hingegen die Zuverlässigkeit gesteigert werden, wird man wohl auch mehr Zeit investieren müssen, sodass die Wirtschaftlichkeit leidet.

Viele Grüße
Micha

Danke dir, leider kostet das was. Kommt man auch kostenlos an den artiekel ran?

Grüße

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Netzplanung Tunnel

by Micha ⌂, Bad Vilbel, Wednesday, May 10, 2023, 01:51 (441 days ago) @ Peter

Hallo Peter,

Danke dir, leider kostet das was.

Bei der Buchempfehlung von Eddi wären - wenn Du es in einem Antiquariat gefunden hättest - doch auch Kosten angefallen.

Kommt man auch kostenlos an den artiekel ran?

Einige Hochschulbibliotheken stellen einen kostenlosen Zugang für Angehörige, d.h. Studenten, Mitarbeiter oder Professoren, zur Verfügung.

Viele Grüße
Micha

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Netzplanung Tunnel

by Peter, Monday, May 15, 2023, 01:24 (436 days ago) @ Micha

sorry das ich nochmal auf mein Projekt zurückkomme aber hab schlaflose nächte deshalb:crying:

Hintergrund des Projekts ist folgender:

der Tunnel wird zu 3 Epochen per Laserscanning aufgenommen:

Epoche 0: Urmessung vor der Sanierung

Epoche 1 (nach 3 Jahren): die Decke und Wände (Schalung) wurde um 2-3cm abgefräst und die Fahrbahn wird neu gemacht.die Massen des Schalungsabtrags sollen berechnet werden.

Epoche 2: die neue Schalung wurde aufgetragen und nun soll wiederum eine Massenberechnung erfolgen.

Problematik:

Ortseinfahrt und Ortsausfahrt müssen aus verkehrsgründen jeweils an einem Tag gemessen werden

Die Laserscanpasspunkte im Tunnel werden durch die Sanierungsarbeiten zerstört und müssen bei den Folgeepochen neu gesetzt und bestimmt werden.

Das heißt im Klartext das die Festpunkte vor und hinter dem Tunnel bei den Folge-Epochen als Ausgangspunkte genutzt werden und dann wiederum eine Netzmessung erfolgt.

Nun habe ich zwei Lösungsansätze:

1: Bestimmung von jeweils 4 Festpunkten vor und hinter dem Tunnel durch Schaffung eines Grundlagennetzes "überhalb" des Tunnels vor der Verkehrssperrung. Am Tag der Verkehrssperrung wird dann jeweils frei mit den Festpunkten Stationiert und durchpolygoniert (beidseitig angeschlossener Polygonzug). Auf den Polygonpunkten werden dann die Passpunkte im Tunnel bestimmt.
Nachteil: Ungenauigkeiten in der Mitte des Tunnels.

Schaubild V1


2: Bestimmung der Festpunkte vor und hinter dem Tunnel, sowie Einmessung der Passpunkte im Tunnel durch Netzmessung am Tage der Verkehrssperrung.
Nachteil: Zeitliches Problem (Scannen + Netzmessung an einem Tag). Ungenauigkeiten durch Polygonzug (schlechte Schnittbedingungen).

Die Passpunkte im Tunnel werden von maximal 2 Standpunkten aus bestimmt.

Schaubild V2

Die Ausgleichung soll auch als 3D Netz erfolgen. Hierfür würde ich bei 2 Standpunkten vor und hinter dem Tunnel jeweils die Instrumentenhöhe per Maßband messen und die Punkte zuvor nivellieren.

Ich hoffe nochmal auf eure Hilfe.

Viele Grüße
Peter

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Netzplanung Tunnel

by Micha ⌂, Bad Vilbel, Monday, May 15, 2023, 06:33 (436 days ago) @ Peter

Hallo Peter,

ich bin mir nicht sicher, ob Deine Frage hier im Forum richtig adressiert ist. Die Entscheidung für die Variante 1 oder 2 wirst Du sicher allein treffen müssen. Idealerweise kannst Du hierzu jemanden mit einbeziehen, der auch im Projekt involviert ist und auch die Rahmenbedingungen besser kennt. Ich kann mir im Moment nicht vorstellen, dass man allein mit den beiden Plots und Deiner Beschreibung als Externer eine fundierte Antwort geben kann.

Wenn Du die Zuverlässigkeit steigern willst, solltest Du auf die Verstrebungen sicher nicht verzichten. Ein reiner Polygonzug erscheint mir nicht sonderlich sicher. Ich würde auch erwarten, dass man mehr eine Art von Profilen misst bspw. zwei Profile nach vorne und eins zurück; anschließend geht man mit dem Standpunkt eine Profilweite weiter. Die Anzahl der Punkte pro Profil richtet sich nach dem Querschnitt. In dieser Konfiguration sind alle Punkte mind. dreimal beobachtet. Und ja, dies kostet mehr Zeit als ein reiner Zug - und genau dieser Aufwand ist für mich nicht greifbar. Hier musst Du abschätzen, ob Du Dir das leisten kannst und willst.

Viele Grüße
Micha

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Netzplanung Tunnel

by Peter, Monday, May 15, 2023, 08:48 (435 days ago) @ Micha

Hallo Peter,

ich bin mir nicht sicher, ob Deine Frage hier im Forum richtig adressiert ist. Die Entscheidung für die Variante 1 oder 2 wirst Du sicher allein treffen müssen. Idealerweise kannst Du hierzu jemanden mit einbeziehen, der auch im Projekt involviert ist und auch die Rahmenbedingungen besser kennt. Ich kann mir im Moment nicht vorstellen, dass man allein mit den beiden Plots und Deiner Beschreibung als Externer eine fundierte Antwort geben kann.

Wenn Du die Zuverlässigkeit steigern willst, solltest Du auf die Verstrebungen sicher nicht verzichten. Ein reiner Polygonzug erscheint mir nicht sonderlich sicher. Ich würde auch erwarten, dass man mehr eine Art von Profilen misst bspw. zwei Profile nach vorne und eins zurück; anschließend geht man mit dem Standpunkt eine Profilweite weiter. Die Anzahl der Punkte pro Profil richtet sich nach dem Querschnitt. In dieser Konfiguration sind alle Punkte mind. dreimal beobachtet. Und ja, dies kostet mehr Zeit als ein reiner Zug - und genau dieser Aufwand ist für mich nicht greifbar. Hier musst Du abschätzen, ob Du Dir das leisten kannst und willst.

Viele Grüße
Micha

Hey Micha,

Danke für deine fundierte Antwort.
Ich habe mein bestes gegeben dass irgendwie dazustellen aber ist nicht so einfach.
Bei den Verstrebungen denke ich dass dies die beste Variante ist, weil ich im Vorfeld genügend Zeit habe das Netz fertig zu messen.
So habe ich dann auf beiden Seiten schon fertig ausgeglichene festpunkte und kann von diesen aus einem beidseitig angeschlossenen PolygonZug messen und dann müsste das mit der Genauigkeit hinhauen.
Ich werde dann mal mein Ergebnis posten und berichten wie es gelaufen ist :-).

Eine kleine Frage habe ich noch:

Ich habe vor ein paar Jahren mal eine kleine deformationsmessung von dir bekommen/gefunden worin du zwei Epochen gemessen hast welche du miteinander verglichen hast durch Kongruenzanalyse.
Mir ist dabei aufgefallen dass du für die horizontalstrecken und für die horizontalwinkel den streckenabhängigen Teil auf Null gesetzt hast. Darf ich fragen wann es Sinn macht diesen auf Null zu setzen und wann nicht?

Viele Grüße Peter

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Netzplanung Tunnel

by Micha ⌂, Bad Vilbel, Tuesday, May 16, 2023, 07:01 (435 days ago) @ Peter

Hallo Peter,

Ich habe mein bestes gegeben dass irgendwie dazustellen aber ist nicht so einfach.

Dies war auch nicht als Kritik an Dir zu verstehen sondern nur der Hinweis, dass es für einen Außenstehenden sehr schwer ist, alle Restriktionen nachzuvollziehen und zu berücksichtigen.

Mir ist dabei aufgefallen dass du für die horizontalstrecken und für die horizontalwinkel den streckenabhängigen Teil auf Null gesetzt hast. Darf ich fragen wann es Sinn macht diesen auf Null zu setzen und wann nicht?

Ich verwende für Demonstrationen i.A. Beispiele aus der Literatur, da ich dies für objektiver und transparenter halte. Die Hintergrundinformationen zu diesen Beispielen sind zwar sehr heterogen aber häufig findet man neben den Beobachtungen auch entsprechende Unsicherheiten, die anzuhalten sind (wenn man Vergleichbarkeit zur Referenzlösung oder anderen Applikationen anstrebt). Sollte das stochastische Modell also keine streckenabhängigen Anteile aufweisen, ergab sich dies aus dem Beispiel.

In einem realen Messprojekt würde ich auf einen streckenabhängigen Anteil i.A. nicht verzichten, siehe unsere Auswertung in Wettzell.

Viele Grüße
Micha

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Netzplanung Tunnel

by Matthias M., Tuesday, May 16, 2023, 07:51 (434 days ago) @ Peter

Hallo Peter.

Ohne jetzt zu sehr ins Detail zu gehen: Wenn du in Start und Zielschacht Festpunkte hast die gut zueinander passen, brauchst du doch keine weiteren Netzmessungen für Punkte im Tunnel selbst zu machen. Mit vernünftigen Überlappungsbereichen der Scans, cloud2cloud und je nach vorhandener Software auch plane2plane machst du dir doch mit dem Scanner deinen „polygonzug“ mit fixen Start und Endkoordinaten.

Die erste Netzmessung zur Verknüpfung der Schächte muss natürlich ordentlich gemacht werden und am Ende hängt auch ganz viel davon ab welches Scanner-Setup dir zur Verfügung steht. Nach aktuellem Stand der Technik sollte es aber nicht notwendig sein dass du vor jedem Scan eine neue netzmessung durch den Tunnel machen musst.

Viele Grüße
Matthias

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Netzplanung Tunnel

by Matthias M., Thursday, May 11, 2023, 08:44 (440 days ago) @ Peter

Hallo Peter.

Fuer einfache Tunnelnetze, gerade in so kurzen Tunneln kann ich dir folgende Dissertation empfehlen: https://leopard.tu-braunschweig.de/receive/dbbs_mods_00066103

Kapitel 3.5 bzw. 3.8 erklaeren eigentlich ganz gut moegliche Netzkonfigurationen. Dadurch dass der Tunnel aber recht kurz/breit ist und du Festpunkte am Start und Zielschacht hast wuerde ich mir um das Grundlagennetz gar nicht so grosse Sorgen machen.

Ich persoenlich wuerde, von meinen Erfahrungen her und mit Ruecksicht auf den Zeitfaktor, schauen dass du ein lokales Netz vom Start- zum Zielschacht misst. Evtl mit Scanmarken als Zwischenzielen.
In der Punktwolkenregestrierung dann spaeter, so wie ich es kenne, die Start- und Zielpunkte als Fix.

Haengt natuerlich alles vom Auftrag ab, im welchem Netz du deine Ergebnisse uebergeben musst etc.

Viele Gruesse
Matthias

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Netzplanung Tunnel

by Peter, Thursday, May 11, 2023, 03:28 (440 days ago) @ Matthias M.

Hallo Peter.

Fuer einfache Tunnelnetze, gerade in so kurzen Tunneln kann ich dir folgende Dissertation empfehlen: https://leopard.tu-braunschweig.de/receive/dbbs_mods_00066103

Kapitel 3.5 bzw. 3.8 erklaeren eigentlich ganz gut moegliche Netzkonfigurationen. Dadurch dass der Tunnel aber recht kurz/breit ist und du Festpunkte am Start und Zielschacht hast wuerde ich mir um das Grundlagennetz gar nicht so grosse Sorgen machen.

Ich persoenlich wuerde, von meinen Erfahrungen her und mit Ruecksicht auf den Zeitfaktor, schauen dass du ein lokales Netz vom Start- zum Zielschacht misst. Evtl mit Scanmarken als Zwischenzielen.
In der Punktwolkenregestrierung dann spaeter, so wie ich es kenne, die Start- und Zielpunkte als Fix.

Haengt natuerlich alles vom Auftrag ab, im welchem Netz du deine Ergebnisse uebergeben musst etc.

Viele Gruesse
Matthias

Hallo Matthias,

der Link ist suuuuper jetzt kann ich mir endlich mehr darunter vorstellen.
Also der Tunnel hat zwei Röhren mit jewiels 10m Breite. ich habe nun überlegt ob ich einfach ein Ringpolygon messe damit die tunnel miteinander verknüpft sind.schau mal meine grafik:[image]

Die vier punkte vor und hinter dem Tunnel werden mit GPS bestimmt und als Datumsgebende Neupunkte (Raumpunkte) eingeführt um das 3D-Netz frei auszugleichen.

Die Neupunkte welche im Tunnel bestimmt werden habe ich nun übersichtshalber nicht in die Grafik integriert.

Wie findest du meine vorgehensweise?

Viele Grüße
Peter

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Netzplanung Tunnel

by Peter, Wednesday, May 31, 2023, 07:20 (420 days ago) @ Peter

Hallo Zusammen,

ich habe nun eine Seite des Tunnels durchpolygoniert und die Passpunkte bestimmt.

Ich habe Pro Standpunkt in 3 Sätzen und jeweils 2 Lagen gemessen und dann die Beobachtungen jedes Standpunktes gemittelt.

Nun habe ich festgestellt, dass ich bei den a posteriori Werten für die Richtungen nicht auf Sigma 1 komme. Bei den Strecken, welche ich a priori mit "0.6mm" angegeben habe komme ich auf Sigma 1.
Egal was ich an den a Priori Werten für die Richtungen ändere, ich komme nicht auf Sigma 1.
Mache ich einen Denkfehler?

Ich habe das Projekt mal als Zip-Datei in den Anhang gepackt.

Gruß Peter

Polygonzug

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Netzplanung Tunnel

by Micha ⌂, Bad Vilbel, Wednesday, May 31, 2023, 07:43 (420 days ago) @ Peter

Hallo Peter,

Egal was ich an den a Priori Werten für die Richtungen ändere, ich komme nicht auf Sigma 1.
Mache ich einen Denkfehler?

Das kann ich nicht bestätigen. Sobald ich bei σc den Wert auf 0,1 mm setze, schießt auch der geschätzte Varianzfaktor der Richtungskomponente in die Höhe. Eine Anpassung von σa ist in jedem Fall nicht zu empfehlen, da hier die Redundanz (ohne Änderung) gerade mal bei etwas über 5 liegt.

Viele Grüße
Micha

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Tags:
JAG3D, Varianzkomponentenschätzung, Beobachtungen, Netzplanung, Tunnel

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Netzplanung Tunnel

by Peter, Wednesday, May 31, 2023, 08:53 (420 days ago) @ Micha

Hallo Peter,

Egal was ich an den a Priori Werten für die Richtungen ändere, ich komme nicht auf Sigma 1.
Mache ich einen Denkfehler?


Das kann ich nicht bestätigen. Sobald ich bei σc den Wert auf 0,1 mm setze, schießt auch der geschätzte Varianzfaktor der Richtungskomponente in die Höhe. Eine Anpassung von σa ist in jedem Fall nicht zu empfehlen, da hier die Redundanz (ohne Änderung) gerade mal bei etwas über 5 liegt.

ich muss ehrlich zugeben das ich bei den Richtungen den σc-Wert nicht ganz verstehe.

Bei den Horizontalstrecken ist σc klar definiert mit den PPM-Werten aus den Herstellerangaben. Bei den Horizontalrichtungen ist σa definiert aus den Herstellerangaben/Erfahrungswerte für die Winkelgenauigkeit (Hier 0.3mgon). Jedoch verstehe ich überhaupt nicht was σc bei den Richtungen überhaupt ist.
kannst du mir eine Erklärung geben?

Viele Grüße
Micha

Gruß Peter

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Netzplanung Tunnel

by Micha ⌂, Bad Vilbel, Wednesday, May 31, 2023, 11:21 (420 days ago) @ Peter

Hallo Peter,

kannst du mir eine Erklärung geben?

Es ist die Anziel- bzw. Zentriergenauigkeit des Prismas (als Unsicherheit in der Querabweichung zu interpretieren).

Viele Grüße
Micha

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