Aanstaande zondag wordt hij weer verlopen: de marathon van Rotterdam. In één opzicht is de Rotterdamse marathon uniek: afgezien van de Willemsbrug is er geen heuveltje te bekennen.
Delen
Ir. G.J. Husti van de faculteit Geodesie onderzocht met een geavanceerde meetmethode met behulp van satellieten hoe vlak het parcours precies is. ,,In New York deden ze het zo, dus wilden ze dat hier ook.”
Figuur 1 Een GPS-ontvanger op zakformaat
Het parcours van de marathon van Rotterdam heeft de naam het vlakste te zijn ter wereld. Hoe vlakker, hoe sneller, al spelen er natuurlijk veel meer factoren een rol. Maar het is een feit dat er in Rotterdam vaak snelle tijden worden gelopen. Om de hoogteverschillen op een traject te meten, zijn in het verleden verschillende methoden gebruikt. Maar de hulp van satellieten werd nog nooit ingeroepen, en dat leek ze in Rotterdam zo leuk.
Origineel is het idee niet. New York heeft het reliëf in het parcours al eerder op deze wijze in kaart gebracht. Een Rotterdamse zakenman en marathonloper was onder de indruk en stapte naar InnovatieCentrum Rijnpoort in Rotterdam. Het centrum benaderde de sectie Mathematische Geodesie en Puntsbepaling van de faculteit Geodesie en kwam bij Husti terecht. ,,Het leek ze interessant om het met de satelliet te meten. Ik heb gezegd dat ik niets kon garanderen omdat we in een stedelijk gebied moesten werken.”
Het meten met behulp van satellieten staat bekend onder de naam GPS (Global Positioning System) Op een hoogte van twintigduizend kilometer bewegen zich permanent 24 satellieten in zes verschillende banen om de aarde. De banen van de satellieten zijn zodanig, dat op iedere plaats op aarde ieder moment ten minste vier satellieten te ‘zien’ zijn, maar op bepaalde tijden kunnen dat er ook zeven of acht zijn.
Husti en enkele collega’s reden met een busje met daarin een GPS-ontvanger het traject van de marathon af. De satellieten zenden signalen uit die de GPS-ontvanger om de twee seconden binnenkreeg. Aan de hand van de looptijd die een signaal erover doet om de ontvanger te bereiken kan de afstand van satelliet tot ontvanger bepaald worden. Met behulp van drie satellieten kunnen in zo’n geval de drie ruimtelijke coördinaten van de ontvanger berekend worden, zodat de hoogte boven NAP bekend is.
Er is echter een complicatie. De satellieten werken met (zeer dure) atoomklokken die volstrekt nauwkeurig zijn. De ontvanger is echter voorzien van een minder nauwkeurige quartz-klok. Om de klokfout te elimineren is een extra satelliet nodig. Met behulp van de signalen van vier satellieten kan dus vrij goed de positie van de ontvanger bepaald worden.
Lopik
Deze methode heeft normaal gesproken een nauwkeurigheid van ongeveer honderd meter. Voor navigatie van schepen en vliegtuigen ruim voldoende, maar niet voor hoogtemetingen op een bijna horizontaal parcours. Voor een nog scherpere positiebepaling maakte men daarom gebruik van zogenaamde differentiële GPS. Door gebruik te maken van zogenaamde RDS-signalen (Radio Data System) die met radio 2 worden meegezonden en een referentie-ontvanger in Lopik, kunnen systematische fouten gecorrigeerd worden. ,,Met behulp van door de faculteit ontwikkelde software en een klein radiootje bereikt het systeem zo een nauwkeurigheid van een meter. Met een heel goed programma halen we zelfs een nauwkeurigheid van een centimeter.”
Hoewel alle ingrediënten dus aanwezig waren om onomstotelijk aan te tonen dat het parcours van Rotterdam vlakker is dan dat van de concurrenten, is Husti niet tevreden over de resultaten van de metingen. Hoge gebouwen en bomen schermden af en toe de satellietsignalen af. ,,Het duurt dan even voor de antenne de satelliet weer gevonden heeft. Bij de Kralingse Plas zijn er wat hiaten en ook op de Coolsingel.”
Na de eerste meting op 31 maart beweerde de firma Geometius, die de apparatuur geleverd had, dat het met andere apparatuur en software wel moest lukken, omdat deze minder last van de bomen zou hebben. ,,Als dat zo is, stel dat dan maar beschikbaar”, reageerde Husti. Met een medewerker van de firma aan boord om de apparatuur te bedienen en een marathonloper om de weg aan te geven, werd vorige week vrijdag een tweede poging gewaagd. ,,Achteraf gezien niet beter”, reageert Husti. Nog steeds ‘hiaten’ en hier en daar vreemde resultaten.
Hoewel Husti aanvankelijk twijfelde of ze in Rotterdam iets met de gegevens konden doen, blijkt de opdrachtgever toch erg tevreden met het resultaat. Als er betere apparatuur beschikbaar is, waagt Husti het er misschien over een paar weken nog een keer op. ,,Ik zelf bekijk zo’n proef op een heel andere manier: het is interessant om te weten wanneer de methode misgaat. Als ik het apparaat hier op het dak zet, werkt deze voor honderd procent goed en zelfs tot op de centimeter nauwkeurig.”
Een afstudeerder, Hanno van Dijk, doet onderzoek naar het gebruik van GPS-metingen in combinatie met RDS-signalen, met name in stedelijke gebieden. Hij kan de gegevens van de twee metingen dus goed gebruiken. Husti: ,,Sinds enkele jaren zijn er aanzienlijke verbeteringen. De nauwkeurigheid van nu, daar konden we enkele jaren geleden niet van dromen. Maar er is ergens een grens.”
Aanstaande zondag wordt hij weer verlopen: de marathon van Rotterdam. In één opzicht is de Rotterdamse marathon uniek: afgezien van de Willemsbrug is er geen heuveltje te bekennen. Ir. G.J. Husti van de faculteit Geodesie onderzocht met een geavanceerde meetmethode met behulp van satellieten hoe vlak het parcours precies is. ,,In New York deden ze het zo, dus wilden ze dat hier ook.”
Figuur 1 Een GPS-ontvanger op zakformaat
Het parcours van de marathon van Rotterdam heeft de naam het vlakste te zijn ter wereld. Hoe vlakker, hoe sneller, al spelen er natuurlijk veel meer factoren een rol. Maar het is een feit dat er in Rotterdam vaak snelle tijden worden gelopen. Om de hoogteverschillen op een traject te meten, zijn in het verleden verschillende methoden gebruikt. Maar de hulp van satellieten werd nog nooit ingeroepen, en dat leek ze in Rotterdam zo leuk.
Origineel is het idee niet. New York heeft het reliëf in het parcours al eerder op deze wijze in kaart gebracht. Een Rotterdamse zakenman en marathonloper was onder de indruk en stapte naar InnovatieCentrum Rijnpoort in Rotterdam. Het centrum benaderde de sectie Mathematische Geodesie en Puntsbepaling van de faculteit Geodesie en kwam bij Husti terecht. ,,Het leek ze interessant om het met de satelliet te meten. Ik heb gezegd dat ik niets kon garanderen omdat we in een stedelijk gebied moesten werken.”
Het meten met behulp van satellieten staat bekend onder de naam GPS (Global Positioning System) Op een hoogte van twintigduizend kilometer bewegen zich permanent 24 satellieten in zes verschillende banen om de aarde. De banen van de satellieten zijn zodanig, dat op iedere plaats op aarde ieder moment ten minste vier satellieten te ‘zien’ zijn, maar op bepaalde tijden kunnen dat er ook zeven of acht zijn.
Husti en enkele collega’s reden met een busje met daarin een GPS-ontvanger het traject van de marathon af. De satellieten zenden signalen uit die de GPS-ontvanger om de twee seconden binnenkreeg. Aan de hand van de looptijd die een signaal erover doet om de ontvanger te bereiken kan de afstand van satelliet tot ontvanger bepaald worden. Met behulp van drie satellieten kunnen in zo’n geval de drie ruimtelijke coördinaten van de ontvanger berekend worden, zodat de hoogte boven NAP bekend is.
Er is echter een complicatie. De satellieten werken met (zeer dure) atoomklokken die volstrekt nauwkeurig zijn. De ontvanger is echter voorzien van een minder nauwkeurige quartz-klok. Om de klokfout te elimineren is een extra satelliet nodig. Met behulp van de signalen van vier satellieten kan dus vrij goed de positie van de ontvanger bepaald worden.
Lopik
Deze methode heeft normaal gesproken een nauwkeurigheid van ongeveer honderd meter. Voor navigatie van schepen en vliegtuigen ruim voldoende, maar niet voor hoogtemetingen op een bijna horizontaal parcours. Voor een nog scherpere positiebepaling maakte men daarom gebruik van zogenaamde differentiële GPS. Door gebruik te maken van zogenaamde RDS-signalen (Radio Data System) die met radio 2 worden meegezonden en een referentie-ontvanger in Lopik, kunnen systematische fouten gecorrigeerd worden. ,,Met behulp van door de faculteit ontwikkelde software en een klein radiootje bereikt het systeem zo een nauwkeurigheid van een meter. Met een heel goed programma halen we zelfs een nauwkeurigheid van een centimeter.”
Hoewel alle ingrediënten dus aanwezig waren om onomstotelijk aan te tonen dat het parcours van Rotterdam vlakker is dan dat van de concurrenten, is Husti niet tevreden over de resultaten van de metingen. Hoge gebouwen en bomen schermden af en toe de satellietsignalen af. ,,Het duurt dan even voor de antenne de satelliet weer gevonden heeft. Bij de Kralingse Plas zijn er wat hiaten en ook op de Coolsingel.”
Na de eerste meting op 31 maart beweerde de firma Geometius, die de apparatuur geleverd had, dat het met andere apparatuur en software wel moest lukken, omdat deze minder last van de bomen zou hebben. ,,Als dat zo is, stel dat dan maar beschikbaar”, reageerde Husti. Met een medewerker van de firma aan boord om de apparatuur te bedienen en een marathonloper om de weg aan te geven, werd vorige week vrijdag een tweede poging gewaagd. ,,Achteraf gezien niet beter”, reageert Husti. Nog steeds ‘hiaten’ en hier en daar vreemde resultaten.
Hoewel Husti aanvankelijk twijfelde of ze in Rotterdam iets met de gegevens konden doen, blijkt de opdrachtgever toch erg tevreden met het resultaat. Als er betere apparatuur beschikbaar is, waagt Husti het er misschien over een paar weken nog een keer op. ,,Ik zelf bekijk zo’n proef op een heel andere manier: het is interessant om te weten wanneer de methode misgaat. Als ik het apparaat hier op het dak zet, werkt deze voor honderd procent goed en zelfs tot op de centimeter nauwkeurig.”
Een afstudeerder, Hanno van Dijk, doet onderzoek naar het gebruik van GPS-metingen in combinatie met RDS-signalen, met name in stedelijke gebieden. Hij kan de gegevens van de twee metingen dus goed gebruiken. Husti: ,,Sinds enkele jaren zijn er aanzienlijke verbeteringen. De nauwkeurigheid van nu, daar konden we enkele jaren geleden niet van dromen. Maar er is ergens een grens.”
Comments are closed.