SIKLAŞTIRMA TEMEL GPS AĞLARINDA GÜVENİRLİK VE ALGILAYABİLİRLİK OPTİMİZASYONU

Transkript

1 SIKLAŞIRMA EMEL GPS AĞLARIDA GÜVEİRLİK VE ALGILAYABİLİRLİK OPİMİZASYOU H KOAK, P KÜREÇ EHBİ, C D İCE Kocael Ünverstes, Mühensl Faültes, Harta Mühenslğ Bölümü, Kocael, ona_halu@yahoocom, purec8@yahoocom, canut@yahoocom Özet Sabt ya a emel sılaştırma GPS/GSS ağları, enlernen belenen uyarlı ve güvenrl stelernn yanı sıra olası yer abuğu hareetlern e yeterl oğruluta belrleyeblmelr Jeoez gözlemlere, hpotez testler le belrlenemeyen aba hataların, oornat blnmeyenlerne ets ış güvenrl olara tanımlanır Farlı peryotlara zlenen eoez ağlara uyarlı ve güvenrl eğerlernn her peryotta benzer ağılıma sahp olması belenr Belrl aralılarla zlenen eoez ağların eğerlenrlmes sürecne ele elen engel oornat farları çersne belrlenemeyen aba hatanın en üçü eğer, eoez ağlar çn algılayablrl üzey olara alanırılmataır Br notaa gözlemlern toplam ağırlıları arttıça, o notaa algılayablrl apastes artar, buna arşın gözlemlern güvenrller zayıflar Farlı peryotlara eğerlenrlen GPS/GSS ağlarına br ura notasına gözlemlern toplam ağırlıları her peryotta eş üzeye ele elemez Bu neenle güvenrl ve algılayablrl eğerlernn aynı üzeye ele elmes her zaman olanalı eğlr Güvenrl ve algılayablrl ölçütler brbrn tamamlayan temel ölçüttür Anca farlı ölçme epolarına, farlı oğruluta ele elen GPS gözlemler neenyle bu ölçütler brbrn zıt yöne ve olumsuz orana etlerler Bu çelş, eoez ağlar çn öneml br tasarım sorunuur ve bu sorunun çözümü çalışmamızın ana frn oluşturmataır Bu sorunun çözümü çn, çalışmamıza br Dış Güvenrl ve Algılayablrl Optmzasyon Strates önerlmeter Altı aıman oluşan bu strate blmsel br araştırma proes apsamına zlenen İZDOGAP Sılaştırma GPS Ağı na başarıyla uygulanmıştır Anahtar elmeler: Dış güvenrl, Algılayablrl, emel GPS Ağları, Optmzasyon Abstract A RELIABILIY an SESIIVIY OPIMIZAIO for the DESIFICAIO HKMO-Mühensl Ölçmeler SB Komsyonu 8 Ulusal Mühensl Ölçmeler Sempozyumu 9- Em 6, Yılız en Ünverstes, İstanbul FUDAMEAL GPS EWORKS he Permanent or the Funamental Densfcaton GPS/GSS etwors esgne n accorance wth the purpose must prove the precson an relablty requrements At the same tme, these networs shoul be able to etect the possble earth crust movements wth suffcent accuracy External relablty can be escrbe as effects on the coornate unnowns of the unetectable gross errors by usng hypothess testng he senstvty an relablty values are expecte to have smlar strbutons n the geoetc networs montore fferent peros he mnmum value of unetectable gross errors n the auste coornate fferences obtane by evaluaton process of the geoetc networs wth regular epochs s name senstvty level for the geoetc networ If the total weghts of observatons at a pont rases, the senstvty capacty of the pont ncreases wth the same rate However, relabltes of these observatons get qute wea In the GPS/GSS networ evaluate at fferent peros, total weghts of observatons at a staton pont can not be obtane wth the equal level n each pero herefore, obtanng the same level

2 SKL EMEL GPS AĞL GÜVEİRLİK VE ALGILAYABİLİRLİK OPİMİZASYOU of relablty an senstvty values s not always possble Crtera of the relablty an the senstvty are two basc crteras whch complment each other However, ue to the GPS observatons obtane wth fferent accuracy n the fferent epochs, these crteras affect each other n a negatve rato an through the opposte recton hs paraox s an mportant esgn matter for the geoetc networs an the soluton of the matter s a man ea of our stuy herfore, "An External Relablty an Senstvty Optmzaton Strategy" s recommene hs strategy consstng of sx steps s apple to "İZDOGAP Densfcaton GPS etwor" montore for a scentfc research proect Keywors: Relablty, Senstvty, Funamental GPS etwors, Optmzaton YÖEM Jeoez gözlemlere, hpotez testleryle belrlenemeyen aba hataların, oornat blnmeyenlerne ets ış güvenrl olara alanırılır Br ölçünün enetleneblrlğ, bu ölçünün gözlem planına yerne ve ağırlığına oğruan bağlıır Bu neenle br gözlemn, omşu gözlemlerle brbrlern eş üzeye enetlemeler gerer (Kona v, 5) Anca sılaştırma GPS ağlarına, br ura notasına gözlemlern toplam ağırlıları, her br epota her zaman eş üzeye ele elemez Herhang br stasyonun algılayablrl üzey, o stasyona gözlemlern toplam ağırlığı ne aar yüsese o aar y olur Bu uruma sözü elen gözlem grubunun, omşu gözlemler tarafınan enetleneblrl ve ış güven eğerler e zayıflar Başa br eyşle, algılayablrl eğerlernn y olması, her zaman uygun br güvenrl ağılımını garant eemez Dış güvenrl ve algılayablrl ölçütler, aslına brbrlern tamamlayan temel ölçüttür Anca farlı ölçme epolarına, farlı oğruluta ele elen GPS gözlemler neenyle, bu ölçütler brbrlern zıt yöne ve olumsuz br orana etlerler Bu çelş, eoez ağlar çn öneml br tasarım sorunuur ve bu sorunun çözümü çalışmamızın ana frn oluşturmataır Çalışmamıza, bu sorunun çözümü çn altı aıman oluşan br optmzasyon strates gelştrlmştr Bu strate, blmsel br proe apsamına tasarlanan ve t =9 le t = epolarına ölçülen İZDOGAP Sılaştırma GPS Ağı na uygulanmıştır asarım Matrsnn Oluşturulması: Kararlı br geometr şel ve ölçme planı tasarlanır Bunun çn elaunay üçgenlemes, uzman görüşü, benzetm yöntemler ve ya nc ereceen optmzasyon şlemlernen yararlanılablr (İZDOGAP, ) Geometr Şeln Analz: Geometr şel analz çn, tasarlanan ölçme planına gözlem ağırlıları eşt (P=E) alınır Bu oşullar altına eğerlenrlen ağın ış güvenrl eğerler ncelenere ağın güçlü ve zayıf yanları gözen geçrlr Gerel görülürse Aıma ger önülere farlı ağ tasarımları ya a optmzasyon yöntemler enenr v Ax l ; P E Matemat Moel () HKMO-Mühensl Ölçmeler SB Komsyonu 8 Ulusal Mühensl Ölçmeler Sempozyumu 9- Em 6, Yılız en Ünverstes, İstanbul

3 3 SKL EMEL GPS AĞL GÜVEİRLİK VE ALGILAYABİLİRLİK OPİMİZASYOU e PQ ~ ~ l l Pe δ δ Dış Güven Ölçütü () e PQ Pe δ vv F (,, h, ) : Dış Merezl Parametresnn Sınır Değer (Küreç ve Kona, 4) A: asarım Matrs 3Öncül Algılayablrl Analz: Jeoez ağ, tasarlanan ölçme planına göre, t ve t epolarına ayrı ayrı ölçülür ve eğerlenrlr Bu eğerlenrme şlemler sonucuna, eoez ağın her epoğu çn, Δt brm yılı temsl een öncül algılayablrl eğerler ele elr Bvaryat yapıa br eoez ağın, herhang br zaman aralığına eğerlenrlmes sonucuna ele elen esn eğerlern büyülüğü ( x ˆ, xˆ ), ölçüler vetörüne ortaya çıan olası hatalara l ( l, l ) bağlıır x x A Pl Yer Değştrme Vetörü (3) n n ( A ( A ( A n n n nn Pl ) n Pl Pl ) ) A Pl (5) P Q Yer Değştrme Vetörünün Ağırlı Matrs (6) Br otaa Algılayablrl Düzey (7) mn max Olablğnce y ve homoen ağılımlı algılayablrl eğerlern sağlayan epo, ğer epo çn amaç Ω mn z ( Q ) ; z ( Q ) olara belrlenr (Hsu ve Hsao, ; Küreç ve Kona, 4) fonsyonu 4Dış Güvenrl Dağılımın İyleştrlmes: Her epo çn ele elen ış güvenrl ağılımları gözen geçrlr Zayıf enetleneblr gözlemlern etsn azaltma çn En Küçü Kareler estrmne ayanan ver ayılama (EKK Data Snoopng) ya a robust ağırlılanırma (EKK Robust) yöntemler ullanılır EKK Data Snoopng (EKK-DS) yöntem eneysel güvenrl ağılımları brbrlerne oluça yaın olan ağ seçenelerne başarılı olablr EKK-DS yöntem, ış güvenrl ağılımı y olmayan ağlara uygulanması urumuna ış güvenrl ağılımlarına bozulmalar gözleneblmeter Bu neenle bu tp ağlara EKK Robust (EKK-R) ağırlılanırma yöntemn önermeteyz Uygun br robust ağırlılanırma şlem uygulanara, ış güven eş eğern aşan gözlemlern ağırlıları aşamalı olara azaltılır ve böylece enetml br ış güvenrl ağılımı ele elr Her ağırlılanırma yöntemnen ele elen sonuçlar arşılaştırılara; t ve t epolarınan en y algılayablrl ağılımına sahp olan (4) HKMO-Mühensl Ölçmeler SB Komsyonu 8 Ulusal Mühensl Ölçmeler Sempozyumu 9- Em 6, Yılız en Ünverstes, İstanbul

4 SKL EMEL GPS AĞL GÜVEİRLİK VE ALGILAYABİLİRLİK OPİMİZASYOU ölçme planı, algılayablrl yleştrme şlemler ve soncul algılayablrl relemeler çn amaç fonsyonu olara esnleştrlr 5Algılayablrl Dağılımının İyleştrlmes: Dış güvenrl ağılımları yleştrlen epoların yen ağırlıları ullanılara; görece zayıf algılayablrl ağılımına sahp epoğun algılayablrl eğerler, amaç fonsyonu ( Q mn z ( Q ) ; z ( Q ) ) olara seçlen epoğa göre yleştrlr Bu şlem çn nc erece optmzasyon şlemlerne lşn global uyum ölçütünü aresel anlama mnmum mn yapan ölçelenrme atsayısı Λ ) üzernen hesaplanır Q z z Q Λ, Q Q (, her br ura notasına ters ağırlı matrsler Ölçe Katsayısı (8) İyleştrme şlemler sırasına ağın yapısını temsl een br sınır eğer ( Λ ) s aşan gözlemlern ters ağırlıları hesaplanan ( Λ ) belrlenr Bu sınır eğer atsayısına göre ölçelenrlr Bu yleştrme sürecne; belrlenen amaç fonsyonunu sağlayan ağ seçeneğ, homoen ve zotrop yapıa uyarlı stelern yerne getrmelr Böylece l epota gerçeleştrlen eğerlenrme şlemler sonucuna bu steler güvence altına alınmış olur 6Soncul Algılayablrl Analz: İyleştrlen l peryot, multvaryat ağ yapısına brleştrlr ve soncul algılayablrl eğerler çn uygun br ağılıma ulaşılır (Şel ) v Q ( A Pl ) ( A Pl ) (9) v v Δt ( ( Δt ) ) () P Q v () v v Ulaşılan sonuçların başarı oranı gözen geçrlr ve özgün eneysel ağ eğerlenrme sonuçları arşılaştırılır Önermete oluğumuz yleştrme strates sonucuna; amaç fonsyonu olara esnleştrlen ağ seçeneğnn algılayablrl eğerler, zleyen epolar çn sağlanması gereen ölçüt eğerler olara ullanılır Sonuç ve Önerler Farlı peryotlara zlenmete olan GPS/GSS ağlarının, ış güvenrl ve algılayablrl yönünen olablğnce brbrlerne eşt ve benzer br ağılıma sahp olması belenr Bu amaçla söz onusu ağlar, HKMO-Mühensl Ölçmeler SB Komsyonu 8 Ulusal Mühensl Ölçmeler Sempozyumu 9- Em 6, Yılız en Ünverstes, İstanbul

5 5 SKL EMEL GPS AĞL GÜVEİRLİK VE ALGILAYABİLİRLİK OPİMİZASYOU her br peryotta ış güvenrl eğerler ve algılayablrl yönünen brer ez gözen geçrlmelr Dış güven ağılımınan öneml sapmalar gösteren baz bleşenler yleştrlmelr Ayrıca bu peryotlara, algılayablrl ağılımını bozan ağ notalarına gözlemlern toplam uyarlıları a ğer ağ notalarına benzer br ağılıma getrlmelr Blmsel br proe apsamına ölçme planı ve güvenrl yönünen yleştrlen İZDOGAP GPS Ağına ele ettğmz sonuçlara göre; Kaynalar Önermete oluğumuz yleştrme strates ullanılara; sorunlu gözlemlern ve notaların yerler, her peryotta estrleblmete ve algılayablrl eğerler yleştrleblmetr Her peryotta planlanan ölçme önem tamamlanmaan, sorunlu bazlar ve notalar çn uygun ölçme zamanları ve e ölçme oturumları planlama olanağı sağlanmataır En önemls, homoen ağılımlı soncul algılayablrl eğerler, güvence altına alınablmeter Deneysel Sonuçlar Optmal Sonuçlar Şel Soncul Algılayablrl Hartaları Hsu, R ve Hsao, K, (), Pre-Computng he Senstvty of a GPS Staton for Crustal Deformaton Montorng, Journal of the Chnese Insttute of Engneers, -5 İZDOGAP, (), İzgaz Doğal Gaz Alt Yapısının Ulusal Jeoez Ağlar ve Araz Blg Sstemler le İzlenmes (IZDOGAP), en Rapor, E Halu Kona, Blmsel Araştırma Proes, Kocael Ünverstes Kona, H, Dlaver, A, ve Öztür, E, (5), Effects of Observaton Plan an Precson on the Duraton of Outlers Detecton an Fuzzy Logc: A Real etwor Applcaton, Survey Revew, UK, October, 98, Küreç, P ve Kona, H, (4), A pror senstvty analyss for ensfcaton GPS networs an ther capactes of crustal eformaton montorng: a real GPS networ applcaton, at Hazars Earth Syst Sc, 4, HKMO-Mühensl Ölçmeler SB Komsyonu 8 Ulusal Mühensl Ölçmeler Sempozyumu 9- Em 6, Yılız en Ünverstes, İstanbul