NIVNETplus
Nivnet-Prospekt als PDF-Datei (114 KB)
| Nivellementnetze |
- planen, |
|
- analysieren und |
|
|
- ausgleichen |
Programmbeschreibung
Das Programmsystem NIVNETplus bietet eine umfassende Auswertung eines Nivellementnetzes an. Das Nivellementnetz kann eindeutig bestimmt oder insbesondere überbestimmt sein sowie im Sonderfall auch aus einer ein- oder beidseitig angeschlossenen Linie oder einer Schleife bestehen.
NIVNETplus bietet eine Vielzahl bewährter und neuer Auswertetools an, um auch bei umfangreichem Beobachtungsmaterial sichere Höhen komfortabel und bequem zu ermitteln. Nivnetplus besteht aus den Programmpaketen Nivnet und Nivnet-x:
erlaubt die vermittelnde Ausgleichung der Beobachtungen nach der Methode der kleinsten Quadrate – auch L2-Norm-Methode (Summe PVV = MIN) – unter Berücksichtigung schwach besetzter Normalgleichungen (Sparse-Technik). Mit dem implementierten Data-snooping werden grobe Beobachtungsfehler aufgedeckt. Etwa durch falsche Punktnummernvergabe hervorgerufene Netzdefekte (unzusammenhängende Netzteile) bewirken einen Konfigurationsdefekt einschließlich einer nicht lösbaren Normalgleichung. Im Zuge der Auswertung werden solche Defekte präzise lokalisiert und dokumentiert.
NIVNET gestattet folgende Berechnungen:
Netzplanung
macht im Zuge einer Projektplanung Aussagen darüber, ob mit dem häuslichen Netzentwurf oder dem vor Ort erkundeten Netz die gesuchten Höhen mit der vorgegebenen Genauigkeit bestimmbar sind, ob die geplanten Beobachtungen im gewünschten Umfang kontrolliert sind und ob ggf. auf Beobachtungen verzichtet werden kann.
Freie Ausgleichung
Im Zuge einer freien Ausgleichung werden alle (!) NivP als Neupunkte angesehen. Eine Nebenbedingung sorgt für die Lösbarkeit des Systems. Diese Art der Ausgleichung liefert einen objektiven Überblick über die Beobachtungsgenauigkeit des Netzes, da kein Zwang von außen zugeführt wird.
Gezwängte Ausgleichung
Das Nivellementnetz kann an einen oder mehrere Festpunkte angeschlossen werden. Hierzu zählt auch die Auswertung einer einzelnen Nivellementlinie im Anschluss an 1 oder 2 Festpunkte. In der Auswertung (Ausgleichung) erhalten die Festpunkte keine Änderungen, die Neupunkte erhalten ausgeglichene Höhen nebst deren Standardabweichungen. Die ausgeglichenen Beobachtungen und die Verbesserungen werden bestimmt.
Freie Ausgleichung mit Auffelderung
Das Netz wird auf einen, mehrere oder alle NivP aufgefeldert, ohne dass dem Netz Zwang von außen angetan wird. Dies entspricht einer 1-Parameter-Transformation. Vorausgesetzt wird, dass Höhen dieser NivP vorhanden sind und der Auswertung zugeführt werden. Die vorgegebenen und die aufgefelderten Höhen werden einschließlich ihrer Abweichungen (Höhenrestklaffungen) gegenübergestellt und können so zur Interpretation von NivP-Hebungen und -Senkungen herangezogen werden, so dass NIVNET auch für die Deformationsanalyse eingesetzt werden kann.
NIVNET-xmit den Programmmodulen NIVVOR - NIVLOP - NIV_L1
erlaubt die Kontrolle und Mittelung von Mehrfachbeobachtungen. Bei Hin- und Rückmessungen erfolgt automatisch der Vergleich mit den zulässigen Abweichungen bei frei definierbaren Abweichungsparametern. Liegen für eine Niv-Strecke Mehrfachbeobachtungen mit z.T. unterschiedlichem Wegeverlauf vor, erfolgt ein auf dem Data-snooping basierender Ausreißertest mit vorgebbarem Signifikanzniveau. Weiterhin ist die Kontrolle von Nivellements zwischen Anschlusspunkten (Überschlagsnivellements) möglich. Schließlich kann das Netz auf die Knotenpunkte reduziert werden.
bildet unter Anwendung der Graphentheorie Minimalschleifen ohne Kenntnis der Lagekoordinaten der NivP und ohne Vorgabe der Punktnummernfolgen in den Schleifen. Automatisch erfolgt ein Vergleich der Schleifenwidersprüche mit den zulässigen Abweichungen. So lassen sich die Schleifenwidersprüche auch zur Aufdeckung etwaiger Ausreißer heranziehen.
kann zur robusten Ausreißersuche eingesetzt werden. Im Anschluss an eine Ausgleichung nach der L1-Norm-Methode (Summe | SQR(P) V| = MIN) wird ein Ausreißertest durchgeführt. Die Standardabweichungen der Beobachtungen a priori können dabei als individuell (abhängig von Instrumentarium und Weglänge) oder konstant angenommen werden. Eine freie oder gezwängte Auswertung ist möglich.
Leistungsmerkmale
* Punktkennzeichen: Alphanumerisch, 14-stellig
* Höhenunterschied: [m] auf 5 Nachkommastellen [1/100mm]
* Nivellementstrecke: [km] auf 2 Nachkommastellen [1/100km]
Automatischer Datenfluss durch Einbindung in das Programm NIGRA (Trukk-Soft, Sankt Augustin) - Plausibilitätsprüfung der Eingabedaten - Automatische Aufdeckung und Lokalisierung von Netzdefekten - Netzkontrolle anhand von Mehrfachbeobachtungen, Überschlagsnivellements und Schleifen - Individuelle Gewichtung zur Berücksichtigung unterschiedlicher Geräteausrüstungen - Günstige Rechenzeit durch Sparse-Technik - Grob-Fehler-Suche mittels Data-snooping und robuster Ausgleichung mit Ausreißertest.
Hardwarevoraussetzungen
PC, Betriebssysteme Windows 95/98/NT/2000/XP.
NIVNET200 : NIVNET (200 Punkte, 1000 Beobachtungen)
NIVNET1000 : NIVNET (1000 Punkte, 3000 Beobachtungen)
NIVNET-X : NIVVOR, NIVLOP, NIV_L1
(1000 Punkte, 3000 Beobachtungen)
NIVNET-X ist nur in Verbindung mit NIVNET200 bzw. NIVNET1000 einsetzbar.
Das ist die Ausgangsdatei für die Netzausgleichung:
Beispiel aus dem Nivnet-Handbuch
Anfangsnummer Endnummer Höhendif. S[km] sniv KB
8 1 -7.08932 0.40 1.0 1
7 1 -7.06443 0.40 1.0 1
8 7 -0.02525 0.10 1.0 1
7 5 -0.04863 0.20 1.0 1
4 17 -1.26327 0.35 1.0 1
5 6 -1.15124 0.10 1.0 1
8 6 -1.22447 0.20 1.0 1
5 2 -0.25988 0.20 1.0 1
2 3 -3.31341 0.20 1.0 1
3 4 -0.38181 0.10 1.0 1
3 4 -0.38189 0.10 1.0 1
2 4 -3.69501 0.20 1.0 1
6 4 -2.80302 0.30 1.0 1
6 10 -1.04073 0.20 1.0 1
8 10 -2.26522 0.40 1.0 1
00000000000000 00000000000000
1 104.40012 1
2 111.15623 0
3 107.84334 1
4 107.46145 0
5 111.41656 0
6 110.26476 1
7 111.46418 0
8 111.48923 0
10 109.22434 0
00000000000000
| Erläuterungen: |
| sniv = Standardabweichung der Beobachtung |
| KB = 1: Beobachtung nimmt an der Auswertung teil |
| KB = 0: Beobachtung nimmt nicht an der Auswertung teil |
| Im unteren Abschnitt bei den Punkthöhen: |
| 1 = Höhe nimmt an der Auswertung teil |
| 0 = Höhe nimmt nicht an der Auswertung teil |
Berechnungsausgabe:
NIVNET Seite: 1
Nivellementnetz -Planung, -Analyse, -Ausgleichung
L2-Norm
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Version 7.1
__________________________________________________
Projekt: Beispiel.NIV
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Beispiel aus dem Nivnet-Handbuch
Gewaehlte Steuerparameter:
--------------------------
Art der Berechnung : Netz-Auswertung
Art der Ausgleichung : Zwang (angeschlossen)
Art der Gewichtung : individuelle Gewichte
Pi= so**2/(S*sniv**2)
Standardabweichung der Gewichts-
einheit : so (a priori)= 1.000
Signifikanzniveau fuer Ausreisser-
tests und Modelltest : 95.0 %
NIVNET Seite: 2
Eingabe: NivP-Hoehen
KH=1: Anschlusspunkt
LFD Punktnummer Hoehe KH
[m]
-----------------------------------------
1 1 104.40012 1
2 3 107.84334 1
3 6 110.26476 1
Anschlusspunkte (KH=1) eingelesen : 3
davon ohne Verbindung zum Netz : 0
Anschlusspunkte verwendet : 3
NIVNET Seite: 3
Eingabe: Beobachtungen
KB=1: Beobachtung wird verwendet
KB=0: Beobachtung wird verworfen (<)
LFD Anfangsnummer Endnummer Beob. S sniv KB
[m] [km] [mm]
---------------------------------------------------------------------
1 1 8 7.08932 0.40 1.0 1
2 1 7 7.06443 0.40 1.0 1
3 7 8 0.02525 0.10 1.0 1
4 5 7 0.04863 0.20 1.0 1
5 4 17 -1.26327 0.35 1.0 1
6 5 6 -1.15124 0.10 1.0 1
7 6 8 1.22447 0.20 1.0 1
8 2 5 0.25988 0.20 1.0 1
9 2 3 -3.31341 0.20 1.0 1
10 3 4 -0.38181 0.10 1.0 1
11 3 4 -0.38189 0.10 1.0 1
12 2 4 -3.69501 0.20 1.0 1
13 4 6 2.80302 0.30 1.0 1
14 6 10 -1.04073 0.20 1.0 1
15 8 10 -2.26522 0.40 1.0 1
Gesamtdatei Beobachtungen
-----------------------------
Beobachtungen eingelesen : 15
Beobachtungen verworfen (<) : 0
Beobachtungen verwendet : 15
Verwendete Beobachtungen verbinden Netzpunkte: 10
NIVNET Seite: 4
Ergebnis: Ausgeglichene Beobachtungen
Schwellenwert fuer Testgroesse NV : 1.96
Anfangsnummer Endnummer Beob. V/GF(**) EV NV EP
Ausgegl.
[m] [mm] [%] [mm]
--------------------------------------------------------------------------
1 7 7.06428 -0.15 77 0.28 0.05
1 8 7.08936 0.04 81 0.06 -0.01
2 3 -3.31314 0.27 61 0.79 -0.18
2 4 -3.69496 0.05 56 0.15 -0.04
2 5 0.25956 -0.32 52 1.01 0.30
3 4 -0.38182 -0.01 62 0.06 0.01
3 4 -0.38182 0.07 62 0.26 -0.04
4 6 2.80324 0.22 87 0.44 -0.03
4 17 -1.26327 0.00 NK
5 6 -1.15127 -0.03 38 0.16 0.05
5 7 0.04837 -0.26 48 0.85 0.28
6 8 1.22472 0.25 61 0.70 -0.15
6 10 -1.04065 0.08 29 0.31 -0.18
7 8 0.02508 -0.17 27 1.04 0.46
8 10 -2.26537 -0.15 58 0.31 0.11
NIVNET Seite: 5
Ergebnis: Ausgeglichene Hoehen
Netz-Auswertung / Zwang (angeschlossen)
LFD Punktnummer Hoehe Hoehe DH sH
Bekannt Ausgegl.
[m] [m] [mm] [mm]
----------------------------------------------------------------
1 1 104.40012
2 2 111.15648 0.15
3 3 107.84334
4 4 107.46152 0.10
5 5 111.41603 0.13
6 6 110.26476
7 7 111.46440 0.16
8 8 111.48948 0.15
9 10 109.22411 0.20
10 17 106.19825 0.33
NIVNET Seite: 6
Ergebnis: Alles auf einen Blick
Projekt: Beispiel.NIV Beobachtungen N= 15
Unbekannte U= 7
Rangdefekt D= 0
Art der Berechnung: Netz-Auswertung F=N-U+D F= 8
Art der Ausgleichung: Zwang (angeschlossen) Gesamtredundanz 8.000
Art der Gewichtung: individuelle Gewichte
so (a priori)= 1.0000000 mm [PVV]= 2.2287087
s0 (a posteriori)= 0.52781492 mm [PLL*U]= 2.2287087
Modelltest: (s0/so)**2 < CHI**2(F;1-a)/F Positiv -
(95.0 %) 0.2786 < 1.936 Vermutlich Modell i.O.
Max. Betrag von PNR nach PNR
---------------------------------------------
Verbesserung 0.32 mm 2 5
Normierte Verb. 1.04 7 8
Standardabw. Hoehe 0.33 mm 17
Ausreissertests: Vermutlich grobe Fehler: 0
(95.0 %)
Dieses Dialogfeld zeigt Nivnet am Ende der Berechnung an:
