Istniejące modele geoidy/quasigeoidy na terenie Polski

Transkrypt

1 Istniejące modele geoidy/quasigeoidy na terenie Polski Jan Kryński Instytut Geodezji i Kartografii

2 Treść prezentacji 1. Wprowadzenie 2. Modele z przez 1989 r. 3. Modele z lat Modele z lat Modele po 2005 r. 6. Podsumowanie

3 Wprowadzenie (1) Rodzaje modeli geoidy astronomiczno-geodezyjny ξ, η astronomiczno-geodezyjne astronomiczno-grawimetryczny ξ, η astronomiczno-grawimetryczne Δg wolnopowietrzne grawimetryczny Δg wolnopowietrzne/faye a H mapa/dtm satelitarno-niwelacyjny h GNSS H niwelacja geometryczna grawimetryczny dopasowany Δg h/h GNSS/niwelacja geometryczna kompleksowy Δg, ξ, η, h, H

4 Wprowadzenie (2) Metody wyznaczenia modeli geoidy w zależności od danych ξ, η niwelacja astronomiczna astronomiczno-geodezyjny (dyskretny) astronomiczno-grawimetryczny (dyskretny) Δg wzór całkowy Stokesa (całkowanie num./kolokacja) grawimetryczny (ciągły) h, H anomalie wysokości satelitarno-niwelacyjny (dyskretny) Δg, ξ, η, h, H kolokacja kompleksowy (ciągły) Dodatkowe dane wykorzystywane do modelowania geoidy: - globalne modele geopotencjału (GGM) - numeryczne modele terenu (DTM)

5 Wprowadzenie (3) Wymagane pokrycie danymi Δg obszar całej Ziemi Δg + GGM poszerzony obszar lokalnego modelu DTM poszerzony obszar lokalnego modelu ξ, η obszar lokalnego modelu h, H obszar lokalnego modelu Model geoidy vs. model quasigeoidy N ζ poprzez anomalie Bouguera Ocena jakości modeli - użycie danych kontrolnych: GGM, Δg, (ζ = h - H ) - ograniczona dokładność danych kontrolnych: GGM, Δg, (ζ = h - H )

6 Modele z przed 1989 r. (1) 1949 Tanni - grawimetryczny model geoidy dla Europy (w tym Polski) - średnie Δg izostatyczne 5º 5º i 1º 1º dokładność modelu 6 12 m 1960 Bokun - astronomiczno-grawimetryczny model geoidy ξ, η - Δg z map grawimetrycznych dokładność modelu 60 cm udoskonalany w 1970 i 1975 r Bokun - astronomiczno-grawimetryczny model geoidy - nowe ξ, η - Δg z bardziej szczegółowych map graw. dokładność modelu 30 cm W Polsce klauzula tajności

7 Modele z przed 1989 r. (2) Początek lat 1980 gwałtowny wzrost zainteresowania modelowaniem geoidy rozwój globalnych metod pozycjonowania postęp w technologii obliczeniowej globalne modele geopotencjału GGM o rozdz. 1º 1º (180, 180) metoda remove-compute-restore W Polsce: 1985 Kryński modyfikacja programu obliczeniowego Lachapelle a z użyciem techniki remove-compute-restore oraz GGM (kombinacja metody kolokacji z klasyczną metodą całkową); przetestowany na danych z poligonu wojskowego White Sands, Nowy Meksyk, USA 1986 Kryński badanie wpływu wysokorozdzielczych GGMs w tworzeniu lokalnych modeli pola grawitacyjnego Ziemi dla obszaru Polski Rok 1989 odtajnienie danych grawimetrycznych

8 Modele z lat (1) W latach PBG dla IGiK sukcesywnie opracowywało dla obszaru Polski zbiór średnich anomalii wolnopowietrznych w siatce 1' 1' 1991 r. zbiór średnich anomalii wolnopowietrznych dla obszaru Polski w siatce 5' 5' opracowany przez PBG dla CBK PAN 1992 geoid92 Łyszkowicz - grawimetryczny model geoidy - średnie Δg wolnopowietrzne 5' 5' - GGM OSU86 (360, 360) - program JK dokładność modelu 10 cm 1994 geoid94 Łyszkowicz - grawimetryczny model geoidy - średnie Δg wolnopowietrzne 5' 5' - GGM OSU91A (360, 360) - program GRAVSOFT FFT dokładność modelu 10 cm Zbiór średnich anomalii wolnopowietrznych dla obszaru Polski w siatce 5' 5' wykorzystano do opracowania EGM96 (360, 360)

9 Modele z lat (2) 1995 quasi95 Łyszkowicz grawimetryczny model quasigeoidy - średnie Δg wolnopowietrzne 1' 1' - GGM OSU91A (360, 360) - program GRAVSOFT FFT dokładność modelu 5 cm 1997 geoid97b Łyszkowicz - grawimetryczny model quasigeoidy - średnie Δg wolnopowietrzne 1' 1' - GGM EGM96 (360, 360) - program GRAVSOFT FFT dokładność modelu 5 cm 2000 geoida niwelacyjna 2000 Osada - satelitarno-niwelacyjny model quasigeoidy - EUREF-POL, POLREF, EUVN, WSSG, Tatry; zaimplementowany w siatce 0.01º 0.01º - program TRANSPOL 1.0 (Kadaj) 2001 geoida niwelacyjna 2001 (GUGiK2001) Pażus i in. - wpasowany grawimetryczny model quasigeoidy geoid97b - w 752 punkty EUREF-POL, POLREF, EUVN, WSSG, Tatry dostępny w siatce 1' 1'

10 Modele z lat (3) 2001 GEOIDPOL 2001 (GUGiK2001) Kadaj - wpasowany grawimetryczny model quasigeoidy geoid97b - w punkty EUREF-POL, POLREF, EUVN, WSSG, Tatry po przetransformowaniu z EUREF89 do EUVN97 dostępny w siatce 0.01º 0.01º, stosowany w programach obliczeniowych sieci GNSS, np. w serwisie POZGEO systemu ASG-EUPOS

11 Modele z lat (1) W latach na zamówienie MNiSW realizowano projekt pt. Utworzenie modelu centymetrowej geoidy na obszarze Polski w oparciu o dane geodezyjne, grawimetryczne, astronomiczne, geologiczne i satelitarne analiza istniejących danych ujednolicenie danych ocena przydatności modeli geopotencjału obliczenie poprawek terenowych obliczenie zbiorów anomalii średnich założenie trawersu kontrolnego metodyka opracowania modeli geoidy ocena jakości modeli geoidy

12 Modele z lat (2) Modele geoidy: - astronomiczno-geodezyjny 13.3 cm - astronomiczno-grawimetryczny - satelitarno-niwelacyjne 3.0 cm - grawimetryczne quasi04a EGM96 (360, 360) 3.1 cm quasi05b EGM96 (360, 360) 2.1 cm quasi05c GGM02S/EGM96 (360, 360) 2.3 cm quasi06a GGM02S/EGM96 (360, 360) 2.4 cm - grawimetryczny dopasowany quasi05c_corr 2.2 cm - kompleksowy cm

13 Modele po 2005 r. (1) Nowe GGMs opracowane z wykorzystaniem danych z grawimetrycznych misji kosmicznych CHAMP, GRACE i GOCE Zbiór wygenerowanych w ramach projektu zamawianego średnich anomalii wolnopowietrznych dla obszaru Polski w siatce 5' 5' wykorzystano do opracowania EGM2008 (2160, 2160) dokładność EGM2008 na obszarze Polski 2.1 cm 2009 GDQ08 Kloch, Krynski, Łyszkowicz - grawimetryczny model quasigeoidy - nowe średnie Δg wolnopowietrzne 1' 1' + ξ, η - GGM EGM2008 (2160, 2160) - program GRAVSOFT kolokacja dokładność modelu 1.7 cm 2009 quasi09a Łyszkowicz - grawimetryczny model quasigeoidy - średnie Δg wolnopowietrzne 1' 1' + ξ, η - GGM EGM2008 (2160, 2160) - program GRAVSOFT FFT dokładność modelu 2.7 cm

14 Modele po 2005 r. (2) 2009 quasi09c Łyszkowicz grawimetryczny model quasigeoidy - średnie Δg wolnopowietrzne 1' 1' + ξ, η - GGM EGM2008 (2160, 2160) - program GRAVSOFT kolokacja dokładność modelu 1.8 cm GEOIDPOL-2008 /2008A/ 2008C / 2008CN Kadaj wpasowane modele quasigeoidy model EGM2008 wpasowany lokalnie w punkty satelitarno-niwelacyjne w kilku wariantach; modele opublikowane na stronie ; dokładności modeli 1.7 cm (wewnętrzna) 2011 PL-geoid 2011 Kadaj - wpasowany model quasigeoidy model quasigeoidy EGM2008 wpasowano lokalnie w 570 punktów ASG-EUPOS, EUREF-POL, POLREF, EUVN Do obligatoryjnego stosowania (GUGiK) Model jest zastosowany m.in. w nowym programie TRANSPOL 2.06; dokładność modelu 1.7 cm (wewnętrzna)

15 Modele po 2005 r. (3) 2013 GDQM-PL13 Szelachowska, Kryński - grawimetryczny model quasigeoidy - Δg nowe poprawki terenowe + nowe dane 1' 1 + ξ, η - GGM EGM2008 (2160, 2160) - program GRAVSOFT kolokacja dokładność modelu 1.7 cm

16 Podsumowanie Dokładność grawimetrycznego modelu quasigeoidy znacząco przewyższa dokładność wyznaczeń satelitarno-niwelacyjnych grawimetryczny model quasigeoidy GDQM-PL13 - <1 cm Zmienność w czasie geoidy (dane z GRACE) i konsekwencje tego Na obszarze Polski sezonowe zmiany wysokości geoidy mogą przekraczać 1 cm!