Współczesne problemy sieci geodezyjnych Problem aktualności współrzędnych katalogowych ASG-EUPOS

Transkrypt

1 Współczesne problemy sieci geodezyjnych G r y b ó w, p a ź d z i e r n i k a r. Problem aktualności współrzędnych katalogowych ASG-EUPOS Karolina Szafranek, Mariusz Figurski

2 Plan prezentacji 1. Wstęp (przesłanki do podjęcia tematu). 2. Podstawy prawne. 3. Działalność EUREF (Grupa Robocza ds. modeli deformacyjnych). 4. Opracowanie i monitorowanie sieci ASG-EUPOS (CGS WAT). 5. Aktualność współrzędnych ASG-EUPOS. 6. Wnioski

4 Wstęp Nowe akty prawne dotyczące układów odniesienia i osnów w Polsce; Działalność EUREF związana z analizą aktualności współrzędnych ETRS89 i wykorzystaniem prędkości do narodowych realizacji tego systemu; Wiarygodne wyznaczenie prędkości stacji GNSS; Specyfika pomiarów GNSS i ich opracowania; Monitorowanie stacji permanentnych GNSS;

6 Wprowadzać będzie geodezyjne układy odniesienia: PL-ETRF2000, PL-ETRF89 stanowiące realizację systemu ETRS89. Układ PL-ETRF2000 stanowić będzie sieć stacji europejskich EPN, a przenoszenie na teren Polski i konserwacja układu odbywa się poprzez sieć stacji permanentnych ASG-EUPOS. Rozporządzenia ROZPORZĄDZENIE w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych (projekt) Konserwacja układu odniesienia ciągła lub okresowa kontrola stałości wyznaczanych współrzędnych wektorów położenia i prędkości punktów podstawowej osnowy geodezyjnej realizujących układ odniesienia.

7 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ADMINISTRACJI I CYFRYZACJI z dnia 14 lutego 2012 r. w sprawie osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych Podstawową fundamentalną osnowę poziomą tworzą stacje referencyjne systemu ASG-EUPOS, które należą do sieci stacji permanentnych EPN, przy czym: 1. do podstawowej poziomej osnowy fundamentalnej może być włączony punkt spełniający kryteria ustalone przez podkomisję EUREF; 2. średni błąd położenia punktu podstawowej poziomej osnowy fundamentalnej nie powinien przekraczać 0.01 m w przypadku położenia poziomego oraz 0.02 m w przypadku wysokości geodezyjnej. Rozporządzenia

8 ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ADMINISTRACJI I CYFRYZACJI z dnia 14 lutego 2012 r. w sprawie osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych Podstawową bazową osnowę poziomą tworzą: punkty sieci EUREF-POL, punkty sieci POLREF, punkty główne oraz punkty rozwinięcia krajowej sieci EUVN, stacje referencyjne systemu ASG-EUPOS oraz punkty sieci astronomiczno-geodezyjnej SAG i sieci wypełniającej SW. Nowe punkty bazowej osnowy poziomej zakłada się przy wykorzystaniu techniki GNSS (średni błąd położenia punktu w odniesieniu do punktów fundamentalnej osnowy nie powinien przekraczać 0,01 m w przypadku położenia poziomego i 0,02 m w przypadku wysokości geodezyjnej). Rozporządzenia

10 Działalność EUREF Grecja: układ HTRS07 Potrzeba osnowy kinematycznej Względne przesunięcia stacji GNSS z okresu do (M. Gianniou et al., Realization of ETRS89 in Greece by the HEPOS network )

11 Działalność EUREF 3 cm Składowa pozioma Caporali A., Lidberg M., Stangl G.: 2011, Lifetime of ETRS89 coordinates. Presented at the EUREF 2011 Symposium, May 25-27, 2011, Chisinau, Moldova.

12 Działalność EUREF 3 cm Składowa pionowa Caporali A., Lidberg M., Stangl G.: 2011, Lifetime of ETRS89 coordinates. Presented at the EUREF 2011 Symposium, May 25-27, 2011, Chisinau, Moldova.

13 Działalność EUREF W chwili obecnej organizowana jest praca Grupy Roboczej EUREF zajmującej się modelami deformacyjnymi (The EUREF WG on deformation models). Jej główne cele to: Poprawa dokładności wyznaczanych prędkości i zagęszczenie wyznaczonego pola prędkości (problem wyznaczenia prędkości pomiędzy stacjami); Stworzenie modeli geokinematycznych (najistotniejsze jest to dla obszaru M. Śródziemnego, Fennoskandii i Grenlandii); Uwzględnienie modeli kinematycznych w utrzymaniu i korzystaniu z narodowych realizacji ETRS89. Lidberg M.: 2012, The EUREF working group on deformation models. Presented at the EUREF 2012 Symposium, June 6-8, 2012, Paris, France.

15 Opracowanie ASG- EUPOS Na podstawie umowy o współpracy pomiędzy WAT a GUGiK, CGS WAT wykonuje okresowe kontrolne opracowania sieci ASG-EUPOS.

16 Opracowanie ASG- EUPOS Guidelines for EUREF Densifications C. Bruyninx, Z. Altamimi, A. Caporali, A. Kenyeres, M. Lidberg, G. Stangl, J.A. Torres 1. Stacje nawiązania tylko stacje EPN klasy A (minimum 5). 2. Nawiązanie metodą minimum constraints (minimalne ograniczenia, narzucanie warunków na parametry transformacji Helmerta stacji nawiązania). 3. Strategia obliczeń zgodna z zaleceniami IGS i EUREF. 4. Wyznaczenie prędkości poszczególnych stacji (jeśli potrzebne). 5. Transformacja z układu ITRF YY do ETRF YY ( Memo Altamimi&Boucher).

17 Opracowanie ASG- EUPOS ASG_G1683ITRF.SSC Współrzędne i prędkości ASG_G1683ETRF.SSC Współrzędne i prędkości

18 Opracowanie ASG- EUPOS Oficjalna dystrybucja rozwiązań EPN (A. Kenyeres, FÖMI) Tygodniowe rozwiązania EPN (w postaci plików SINEX) są okresowo kumulowane (łączone) w celu uzyskania katalogowych, oficjalnych współrzędnych i prędkości wszystkich stacji. Łączenie rozwiązań wykonywane jest za pomocą programu CATREF (Combination and Analysis of Terrestrial Reference Frames). Nowe rozwiązanie (EPN_ETRF2000_C1680) uwzględnia obserwacje z tygodni GPS Współrzędne i prędkości są wyrażone w układzie ETRF2000 na epokę Klasyfikacja stacji EPN

19 Opracowanie ASG- EUPOS Porównanie współrzędnych polskich stacji EPN (rozwiązanie ASG-EUPOS i EPN) 10 [mm] 0 BOGI BOGO BOR1 BPDL BYDG GWWL JOZ2 JOZE KATO KRAW LAMA LODZ REDZ SWKI USDL WROC ZYWI -10 dx dy dz

20 Monitorowanie rozwiązań MONITOROWANIE STACJI REFERENCYJNYCH GNSS Długookresowe konserwacja układu odniesienia, kontrola czy współrzędne stacji nie zmieniły się na skutek fizycznego przemieszczenia stacji (m.in. okresowa korekta współrzędnych referencyjnych z uwagi na prędkości stacji). Chwilowe zmiany współrzędnych (zaburzenia) związane z warunkami meteorologicznymi (np. pokrywa śnieżna) czy nieprawidłowym działaniem sprzętu.

21 Monitorowanie rozwiązań W ramach projektu ASG+ funkcjonuje serwis monitorujący współrzędne stacji ASG-EUPOS w czasie quasi-rzeczywistym. W chwili obecnej dostępne są wyniki oparte na dwóch rodzajach orbit IGS: FINAL oraz RAPID (odpowiednio rozwiązania ASGF i ASGR).

22 Monitorowanie rozwiązań Rozwiązania RAPID (ASGR): Zmiany współrzędnych geocentrycznych (X, Y, Z) w układzie ETRF2000 na bieżącą epokę. Jako współrzędne odniesienia przyjęto rozwiązania skumulowane ASGC wyrażone w ETRF2000 na epokę Kryterium graniczne to 1 cm. WAT1 W ramach projektu ASG+ funkcjonuje serwis monitorujący współrzędne stacji ASG-EUPOS w czasie quasi-rzeczywistym. W chwili obecnej dostępne są wyniki oparte na dwóch rodzajach orbit IGS: FINAL oraz RAPID (odpowiednio rozwiązania ASGF i ASGR).

23 Monitorowanie rozwiązań Rozwiązania RAPID (ASGR): Zmiany współrzędnych geocentrycznych (X, Y, Z) w układzie ETRF2000 na bieżącą epokę. Jako współrzędne odniesienia przyjęto rozwiązania skumulowane ASGC wyrażone w ETRF2000 na epokę Kryterium graniczne to 1 cm. VLNS W ramach projektu ASG+ funkcjonuje serwis monitorujący współrzędne stacji ASG-EUPOS w czasie quasi-rzeczywistym. W chwili obecnej dostępne są wyniki oparte na dwóch rodzajach orbit IGS: FINAL oraz RAPID (odpowiednio rozwiązania ASGF i ASGR).

24 Monitorowanie rozwiązań

25 Monitorowanie rozwiązań Jeśli zmiana anteny powoduje zmianę współrzędnych konieczna jest korekta wartości referencyjnych.

26 Monitorowanie rozwiązań Jeśli zmiana anteny powoduje zmianę współrzędnych konieczna jest korekta wartości referencyjnych. LIE1

28 A k t u a l n o ś ć w s p ó ł r z ę d n y c h A S G - E U P O S Epoka współrzędnych , kryterium 1 cm dla składowej poziomej, 2 cm dla wysokości; vn [mm/r] ve [mm/r] vu [mm/r] A poz. A pion. BOGI Borowa Góra -0,2-0,5-2, BOR1 Borowiec -0,3-0,4-1, BPDL Biała Podlaska 0,0-0,5-2, BYDG Bydgoszcz -0,1-0,4-1, GWWL Gorzów W. -0,7-0,6-4, JOZ2 Józefosław 0,0-0,2-0, KATO Katowice -3,0 0,1-2, KRA1 Kraków -0,6-0,2 1, LAMA Lamkówko 0,2-0,5-0, LODZ Łódź -0,2 0,1-1, REDZ Redzikowo -0,3-0,3-1, USDL Ustrzyki Dolne 0,1-0,4-1, SWKI Suwałki WROC Wrocław -0,1-0,6-0, ZYWI Żywiec 0,8-0,2-1,

29 Aktualność współrzędnych ASG-EUPOS

30 A k t u a l n o ś ć w s p ó ł r z ę d n y c h A S G - E U P O S Składowa POZIOMA Epoka współrzędnych: Kryterium: 1 cm dla składowej poziomej, 2 cm dla wysokości; Kryterium przekroczone przed 2021 Kryterium przekroczone przed 2026 Kryterium przekroczone po 2026

33 A k t u a l n o ś ć w s p ó ł r z ę d n y c h A S G - E U P O S UWAGA!

34 A k t u a l n o ś ć w s p ó ł r z ę d n y c h A S G - E U P O S Składowa PIONOWA Epoka współrzędnych: Kryterium: 1 cm dla składowej poziomej, 2 cm dla wysokości; Kryterium przekroczone przed 2021 Kryterium przekroczone przed 2026 Kryterium przekroczone po 2026

38 Wnioski Przedstawione wyniki opracowania 4-o letnich obserwacji otrzymany zostały zgodnie z zaleceniami EUREF, uzyskane prędkości poziome można traktować jako wiarygodne; Współrzędne skumulowane służą jako wartości referencyjne w module monitorowania współrzędnych stworzonego w ramach projektu ASG+; Monitorowanie współrzędnych stanowi bieżącą kontrolę pracy stacji systemu i konserwację systemu ETRS89 na terenie Polski (zwiększenie niezawodności i wiarygodności systemu); Analiza bieżących i archiwalnych rozwiązań pozwala ocenić wpływ czynników zmniejszających ich dokładność (np. pokrywa śnieżna, ewentualna awaria sprzętu, oscylacja roczna);

39 Wnioski EUREF TWG: wykorzystanie modeli geokinematycznych do konserwacji układu ETRF2000 (?); Większa liczba stacji GNSS może umożliwić lepsze i bardziej wiarygodne wyznaczenie pola prędkości lokalnych na terenie Polski. Przeważająca większość stacji ASG-EUPOS ma nieznaczne prędkości śródpłytowe problem dotyczy pojedynczych stacji; Korekty do współrzędnych katalogowych (tylko osnowy podstawowej) w przypadku przekroczenia kryterium (w ramach okresowej modernizacji) oraz modyfikacja współrzędnych w przypadku zmiany anten etc. Ponowne opracowania z wyznaczeniem wartości skumulowanych i prędkości na wzór EPN (wykorzystanie najnowszych obserwacji).

40 Wnioski Dziękuję za uwagę Niniejsza praca jest finansowana z projektu badawczego Narodowego Centrum Badań i Rozwoju nr NR /2010