Podstawowa osnowa trójwymiarowa jako realizacja ETRS-89

Transkrypt

1 Podstawowa osnowa trójwymiarowa jako realizacja ETRS-89 Tomasz Liwosz 1, Marcin Ryczywolski 1,2 1 Politechnika Warszawska 2 Główny Urząd Geodezji i Kartografii Seminarium Współczesne problemy podstawowych sieci geodezyjnych, a problemy definiowania krajowych układów odniesienia Grybów, października 2012 r. Tomasz Liwosz 1, Marcin Ryczywolski 1,2

2 ITRS/ITRF International Terrestrial Reference System Teoretyczny globalny system odniesienia obracający się razem z Ziemią wraz z jej ruchem dobowym International Terrestrial Reference Frame Układ odniesienia ITRF jest praktyczną realizacją systemu wyrażoną poprzez współrzędne punktów oraz ich zmienność w czasie Realizacja ITRF powstaje poprzez integrację wyników, uzyskanych z kosmicznych technik geodezyjnych takich jak: GPS, VLBI, SLR, LLR oraz DORIS Dla zastosowań gospodarczych na terenie Polski, wystepująca w układzie ITRF zmienność współrzędnych, spowodowana ruchem płyty euroazjatyckiej, jest niepraktyczna ( 2 cm/rok w Europie)

3 ETRS89 European Terrestrial Reference System 1989 Europejski system odniesienia dostosowany do potrzeb gospodarczych Europy Współrzędne wyrażone w systemie ETRS89 powinny być w jak najmniejszym stopniu zależne od czasu ETRS89 jest systemem, który pokrywa się z systemem ITRS w epoce 89.0 oraz jest związany ze stabilną częścią płyty euroazjatyckiej. System ETRS89 został przyjęty przez podkomisję IAG, EUREF, na sympozjum we Florencji w 1990 roku (rezolucja nr 1).

4 Dostęp do ETRS89 realizacja ETRFyy tworzona na podstawie ITRFyy katalog współrzędnych i zmian współrzędnych w czasie stacje IGS (BOGI, BOR1, JOZE, JOZ2, LAMA, WROC) zagęszczenie ITRFyy sieć stacji permanentnych GNSS rozwiązanie kumulowane EPN stacje IGS oraz pozostale stacje EPN na podstawie pomiarów GPS w odniesieniu do współrzędnych stacji ITRFyy stacje permanentne kampanie pomiarowe

5 Realizacja ETRS89 w Polsce Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 8 sierpnia 2000 r. w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych. Państwowy system odniesień przestrzennych tworzą: Geodezyjny układ odniesienia EUREF-89, jest rozszerzeniem europejskiego układu odniesienia ETRF na obszar Polski, w wyniku kampanii pomiarowej EUREF-POL 92, której rezultaty zostały zatwierdzone przez Podkomisję dla Europejskiego Układu Odniesienia (EUREF) Międzynarodowej Asocjacji Geodezji w 1994 r. układ wysokości normalnych odniesionych do średniego poziomu Morza Bałtyckiego, wyznaczonego dla mareografu w Kronsztadzie k. Sankt Petersburga; układy współrzędnych płaskich prostokątnych oznaczone symbolami 2000 i 1992

6 Realizacje EUREF89 Kampania EUREF-POL lipca 1992 r. Rozszerzenie sieci EUREF na obszar Polski 11 punktów tworzących zerowy rząd osnowy państwowej Współrzędne w układzie ITRF91 oraz ETRS89, epoka Kampania POLREF lipca maja 1995 r. Pomiar 359 pkt. wraz z punktami kierunkowymi Nawiązanie sieci do punktów EUREF-POL 3 części kampanii pomiarowej: POLREF-SE opracowna w ITRF92 ep POLREF-NE opracowna w ITRF92 ep POLREF-W opracowna w ITRF93 ep

7 Realizacja EUREF89 Kampania POLREF 1995 POLREF-SE pomiary w okresie lipca 1994 r. POLREF-NE pomiary w okresie października 1994 r. POLREF-W pomiary w okresie 24 kwietnia - 25 maja 1995 r.

8 Realizacja EUREF89 Ze wszystkich trzech kampanii POLREF dla pkt. EUREF-POL osiągnięta została zgodność w wartościach współrzędnych na poziomie 1-2 cm. Ostateczne wyniki wyrównania sieci POLREF zostały opracowane w układzie EUREF-89 (ETRS89) na epokę Otrzymane współrzędne zostały włączone do Centralnego Banku Osnów. Realizacja państwowej sieci stacji referencyjnych ASG-EUPOS wymusza wprowadzenie zmian w dotychczasowym ustawodawstie oraz sposobie realizacji państowego układu odniesienia. W latach odbyła się integracji podstawowej osnowy geodezyjnej na obszarze kraju ze stacjami referencyjnymi systemu ASG-EUPOS.

9 Integracja sieci ASG-EUPOS Dwie kampanie: ( /2008) 292 punkty (w tym 150 pkt. POLREF i 11 pkt. EUREF-POL) / ( /2010, /2010, /2010) 494 punkty 54 punkty kierunkowe 2011( /2011) 213 punktów 43 punkty kierunkowe Opracowanie objęło prawie 800 punktów. Poza punktami sieci ASG-EUPOS, EUREF-POL i POLREF, EUVN dla każdej stacji zostały założone punkty ekscentryczne.

10 Zalecenia EPN Nawiązanie pomiarów do rozwiązania kumulowanego EPN. Dostępne rozwiązanie dla 1600 GPS Week. Realizowanym układem odniesienia jest ITRF2005. uwzględniane aktualne nieciągłości na stacjach EPN podział na stacje klasy A i B A: minimalny czas obserwacji 2 lata, błędy współrzędnych w każdej epoce < 1 cm oraz wektorów prędkości 1 mm/rok B: błędy współrzędnych < 1 cm w epoce minimalnej wariancji przyjęcie jako nawiazanie wyłącznie punktów klasy A Opracowanie wyników w obowiązującym układzie ITRFyy na średnią epokę obserwacji. Następnie transformacja do układu ETRF2000. Bruyninx C. et al. Guidelines for EUREF Densifications

11 Zalecenia EPN ETRF2000 układ konwencjonalny Realizacja ITRS ITRF97 Realizacja ETRS89 ETRF97 14 par. ITRF2000 ITRF2005 ITRF par. 14 par. ETRF2000 ETRF2005 ETRF2008 Transformacja do układu ETRF2000 (

12 Opracowanie wyników kampanii pomiarowej Prace związane z opracownaiem danych pomiarowych zostały wykonane przez następujące instytucje: Centrum Badań Kosminczych PAN w zakresie wyrównania obserwacji stacji referencyjncyh oraz punktów osnowy Politechnika Warszawska w zakresie wyrównania kontrolnego obserwacji stacji referencyjncyh oraz punktów osnowy Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu w zakresie analizy przeprowadzoncyh wyrównań CBK, PW Centrum Geomatyki Stosowanej WAT w zakresie wyrównania obserwacji stacji referencyjnych Główny Urząd Geodezji i Kartografii w zakresie wyrównania obserwacji stacji referencyjnych

13 Opracowanie wyników kampanii pomiarowej Parametry wyrównania obserwacji GNSS wykonanego przez Politechnikę Warszawską Parametr Zastosowane wartości wsp. oribt sat. i par. ruchu obr. Ziemi IGS (GPS)/CODE (GNSS) min. wysokość satelitów nad horyzontem 5 /10 system satelitarny GPS, GPS+GLONASS tworzone wektory maksimum obserwacji (100 km) metoda rozw. nieoznaczoności SIGMA L1&L2 (L 20 km) (tylko dla satelitów GPS) SIGMA L5/L3 (20 < L 200 km) QIF (L > 200 km) model a priori troposfery Saastamoinen + NMF, część sucha funkcja odwzorowawcza dla poprawki trop. NMF, część mokra interwał wyzn. opóźnienia trop. 1 godzina troposf. gradienty horyzontalne tak (5 ), nie (10 ) model jonosfery globalny CODE parametry centrów fazowych anten absolutne (IGS05) + wyzn. indywidualne (EPN/ASG) współrzędne stacji referencyjnych EPN, rozw. kumulowane (C1600) oprogramowanie Bernese GPS Software w wersji 5.0

14 Powtarzalność współrzędnych wyrównania PW Rok Wariant Powtarzalność (mm) RMS N (%) Liczba N E U (mm) obserwacji 2008 GPS GPS GPS GPS GNSS GPS GPS GNSS Rozwiązanie Powtarzalność (mm) RMS Liczba obserwacji łączne N E U (mm) 2008/10/11 dla /10/11 dla

15 Różnice pomiędzy EUREF89 (1994) - ETRF2000 (2011)

16 Różnice pomiędzy EUREF89 (1994) - ETRF2000 (2011)

17 Państwowy Układ Odniesienia Analiza wyrównań CBK i PW wykazała spójność rozwiązań na poziomie układu ITRF2005 epoka ; Rozwiązaniem przyjętym jako ostateczne zostało rozwiązanie przeprowadzone przez Politechnikę Warszawską; Zgodnie z zaleceniami podkomisji EUREF opracowanie w systmie ETRS89 zostało wykonane w układzie ETRF2000 na epokę Relacja pomiędzy układami EUREF-89 oraz ETRF2000 może być wyrażona poprzez parametry transformacji wyznaczone w oparciu o punkty POLREF (degradacja punktów EUREF-POL);

18 Państwowy Układ Odniesienia Rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych utrzymanie dwóch układów odniesienia PL-ETRF89 oraz PL-ETRF2000 będących realizacją systemu ETRS89 układy wysokościowe PL-KRON86-NH oraz PL-EVRF2007-NH jako realizacja EVRS układy współrzędnych płaskich prostokątnych PL-LAEA, PL-LCC, PL-UTM, PL-1992, PL-2000

19 Państwowy Układ Odniesienia Fizyczną realizacją geodezyjnego układu odniesienia PL-ETRF2000 jest sieć europejskich stacji permanentnych EPN o dokładnie wyznaczonych współrzędnych oraz zmian tych współrzędnych w czasie; Przenoszenie na obszar Polski i konserwacja geodezyjnego układu odniesienia PL-ETRF2000 odbywają się przez sieć stacji permanentnych ASG-EUPOS; Przenoszenie na obszar Polski i konserwacja geodezyjnego układu odniesienia PL-ETRF89 odbywają się przez sieć punktów podstawowej osnowy geodezyjnej za pośrednictwem obserwacji satelitarnych GNSS

20 Państwowy Układ Odniesienia Rozporzadzenie Ministra Administracji i Cyfryzacji w sprawie osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych z dnia 14 lutego 2012 r. Osnowy geodezyjną, grawimetryczną i magnetyczną, dzieli się wg. kryterium dokładnośi i sposobu ich zakladania na: 1 klasę - podstawową fundamentalną 2 klasę - podstawową bazową 3 klasę - szczegółową

21 Państwowy Układ Odniesienia Współczesne problemy podstawowych sieci geodezyjnych, a problemy definiowania krajowych układów odniesienia Obecnie brakuje precyzyjnych wyznaczeń prędkości stacji referencyjnych Rozbieżność PL-ETRF89 i PL-ETRF2000 dla niektórych prac geodezyjnych i obszarów jest zaniedbywalna - jak będzie wyglądać przyszłość obywdu układów? Jakie powinny być procedury utrzymania układu opartego o sieci stacji referencyjnych: włączenie nowych stacji referencyjnych zmiany sprzetu pomiarowego naruszenie konstrukcji masztu

22 Monitoring stacji referencyjnych CZ ASG-EUPOS

23 Fin