Integracja stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS z podstawową osnową geodezyjną kraju

Transkrypt

1 Integracja stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS z podstawową osnową geodezyjną kraju Leszek Jaworski, Anna Świątek, Ryszard Zdunek, Janusz B. Zieliński Centrum Badań Kosmicznych PAN, Warszawa Stanisław Oszczak Uniwersytet Warmińsko-Mazurski, Olsztyn

2 PROGRAM PREZENTACJI Wstęp Kampanie pomiarowe GNSS (2008 i 2010) Opracowanie obserwacji (2008 i 2010) Analiza wyników Porównanie z wyznaczeniem sieci POLREF i EUVN Wnioski

3 WSTĘP Głównym Celem realizacji kampanii pomiarowych w 2008 i 2010/2011 roku była Integracja sieci ASG-EUPOS z istniejącą osnową podstawową kraju. Dodatkowe cele jakie zostały zrealizowane to: testowanie działania systemu (w 2008 roku) założenie naziemnych ekscentrów stacji ASG-EUPOS ponowny pomiar sieci EUREF-POL, POLREF i EUVN oraz wznowienie zniszczonych punktów POLREF pomiar wybranych punktów podstawowej osnowy poziomej analiza stabilności położenia sieci podstawowych

4 KAMPANIE POMIAROWE GNSS Kampania 2008 r. Umowa Testowanie działania stacji referencyjnych i testowanie operacyjnego systemu ASG-EUPOS lider konsorcjum UWM Olsztyn Kampania 2010/2011 r. Umowa Zintegrowanie podstawowej osnowy geodezyjnej na obszarze Polski ze stacjami referencyjnymi systemu ASG-EUPOS lider konsorcjum OPGK Lublin

5 KAMPANIE POMIAROWE GNSS ZAKRES PRAC KAMPANIA 2008 R. Pomiar na 151 punktach głównych 8 punktach EUREF-POL 102 punktach sieci POLREF 41 punktach EUVN KAMPANIA 2010/2011 R. STABILIZACJA 113 nowych ekscentrów A stacji permanentnych ASG-EUPOS wznowienie 12 punktów oraz stabilizacja 4 nowych ekscentrów punktów POLREF 81 nowych ekscentrów B stacji permanentnych ASG-EUPOS 16 nowych kierunków punktów POLREF

6 KAMPANIE POMIAROWE GNSS ZAKRES PRAC cd. Pomiar na 391 punktach głównych (planowano 388) 242 punktach sieci POLREF (planowano 239) 4 punktach EUVN (planowano 5) 31 punktach podstawowej osnowy poziomej I-klasy 114 ekscentrach A stacji ASG-EUPOS (planowano 113) na 93 punktach kierunkowych (planowano 94) 77 ekscentrach B stacji ASG-EUPOS 16 punktach kierunkowych punktów POLREF (planowano 17) Niwelacja Precyzyjna niwelacja geometryczna 114 ekscentrów A stacji ASG- EUPOS

7 KAMPANIE POMIAROWE GNSS CD. WARUNKI POMIARU PUNKTÓW POLOWYCH: jednorodny sprzęt pomiarowy kampania odbiorników GPS Trimble R8 kampania 2010/11-50 odbiorników Trimble R8 GNSS interwał obserwacji 5 sekund maska obserwacji satelitów 0 stopni ciągłe obserwacje dla sesji 24-godzinnych (przerwa dłuższa niż 60 minut wymagała powtórzenia pomiarów na punkcie)

8 KAMPANIE POMIAROWE GNSS CD. SESJE OBSERWACYJNE: obserwacje permanentne dla stacji ASG-EUPOS przez okres kampanii pomiarowych (24 godziny od 0:00 GMT do 24:00 GMT) 7 dni permanentnych obserwacji (24 godziny od 0:00 GMT do 24:00 GMT) na punktach EUREF-POL (2008 r.) dwie sesje 24-godzinne (od 12:00 GMT do 12:00 GMT) na punktach POLREF, EUVN, I-klasy osnowy poziomej i ekscentrach A stacji ASG- EUPOS dwie sesje 2-godzinne na punktach kierunkowych POLREF i ekscentrach B stacji ASG-EUPOS (2010/2011)

9 KAMPANIA 2008 MIERZONE PUNKTY

10 PODZIAŁ PRAC POMIAROWYCH (2008)

11 KAMPANIA 2010/2011 MIERZONE PUNKTY

12 PODZIAŁ PRAC POMIAROWYCH (2010/2011)

13 OPRACOWANIE OBSERWACJI LICZBA PUNKTÓW Kampania GPS punktów 135 stacji EPN/IGS, ASG-EUPOS, SAPOS, LITPOS, SKPOS i CZEPOS 151 punktów głównych (POLREF, EUVN, EUREF-POL) Kampania GNSS 2010/ punktów 147 stacji EPN/IGS, ASG-EUPOS, SAPOS, LITPOS, SKPOS i CZEPOS 391 punktów głównych (POLREF, EUVN, I-klasy i EXC.A stacji ASG-EUPOS) Opracowanie łączne 692 punkty

14 OPRACOWANIE OBSERWACJI Bernese GPS Software ver. 5.0 PARAMETRY OBLICZEŃ Zgodnie ze standardami stosowanymi w opracowaniu sieci EPN. ITRF 2005 na epokę obserwacji orbita Final IGS parametry ruchu obrotowego IGS wyznaczenie nieoznaczoności metodą QiF odcięcie horyzontu: - 5 stopni - 10 stopni - 15 stopni (tylko dla kampanii 2008) interwał obserwacji 30 sekund poprawki troposferyczne NMF model zmian centrum fazowego anten EPN_05.ATX

15 OPRACOWANIE OBSERWACJI WARIANTY OPRACOWANIA KAMPANIA 2008 opracowanie obserwacji GPS w sesjach dobowych dla maski 5, 10, 15 stopni opracowanie obserwacji GPS w sesjach 24 godzinnych (od 12:00 GMT do 12:00 GMT) dla maski 10 stopni KAMPANIA 2010/11 I OPRACOWANIE ŁĄCZNE opracowanie obserwacji GPS z kampanii 2010/2011 w sesjach 24 godzinnych (od 12:00 GMT do 12:00 GMT) dla maski 5 i 10 stopni opracowanie obserwacji GPS i GLONASS z kampanii 2010/2011 w sesjach 24 godzinnych (od 12:00 GMT do 12:00 GMT) dla maski 5 i 10 stopni opracowanie łączne obserwacji GPS z kampanii 2008 i 2010/2011 w sesjach 24 godzinnych (od 12:00 GMT do 12:00 GMT) dla maski 5 i 10 stopni

16 WEKTORY OPRACOWANE W KAMPANII 2008

17 WEKTORY OPRACOWANE W KAMPANII 2010/2011

18 DOBOWA POWTARZALNOŚĆ WSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTÓW (2008) [mm] 8,0 7,0 Dzienna powtarzalność współrzędnych dla różnych typów opracowania otrzymane dla Kampanii ASG N E U 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 5 stopni 10 stopni 15 stopni 24 godzin

19 DOBOWA POWTARZALNOŚĆ WSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTÓW (2010/2011)

20

21 PORÓWNANIE ROZWIĄZAŃ DLA 5 I 10 STOPNI (2008) Punkty ASG-EUPOS stopni ASG-EUPOS stopni N E U N E U EUPOS IGS/EPN ASG-EUPOS EUREF-POL POLREF EUVN Łącznie

22

23 PORÓWNANIE ROZWIĄZAŃ DLA 5 I 10 STOPNI (2010/2011) Punkty ASG-EUPOS stopni ASG-EUPOS stopni N E U N E U EUPOS IGS/EPN ASG-EUPOS POLREF I-klasa EUVN EXC-A EXC-A Łącznie

24

25 HORYZONT DLA PUNKTU OSNOWY PODSTAWOWEJ

26 PORÓWNANIE OPRACOWANIA KAMPANII Z 2008 I 2010 ROKU Z OPRACOWANIEM EPN (EPN_A_ITRF2005_C1600.SSC) Punkt dn de du Uwagi BOGI 12207M BOGO 12207M BOR M JOZE 12204M JOZ M KRAW 12218M LAMA 12209M WROC 12217M GWWL 12225M KATO 12219S LODZ 12226M REDZ 12227M SWKI 12228M USDL 12229M ZYWI 12220S

27 PORÓWNANIE OPRACOWANIA KAMPANII Z 2008 I 2010 ROKU Problemy ze stacjami niemieckimi w 2008 r. (prawdopodobnie niepoprawna definicja anten) NUM NAME FLG RESIDUALS IN MILLIMETERS A A A A A A

28 PORÓWNANIE OPRACOWANIA KAMPANII Z 2008 I 2010 ROKU Różnice na powtórzonych punktach terenowych NUM NAME FLG RESIDUALS IN MILLIMETERS BOROWIEC A A A A A A A A A A GROJ A A RMS / COMPONENT

29 PORÓWNANIE OPRACOWANIA GPS I GPS/GLONASS Z 2010 ROKU NUM NAME FLG RESIDUALS IN MILLIMETERS Punkty o największych różnicach między opracowaniem GPS i GPS/GLONASS oraz średnia dla ze wszystkich punktów E A A I334 A A I340 A A RMS / COMPONENT

30 OPRACOWANIE ŁĄCZNE KAMPANII Z 2008 I 2010 ROKU W łącznym opracowaniu uwzględniono 692 punkty. Dla składowych NEU średnia dobowa powtarzalność wynosi odpowiednio: 1.39mm, 1.31mm i 3.43mm

31 ZMIANA ODBIORNIKA W CZASIE KAMPANII 2010/2011 [mm] 10,0 KATO - wymiana sprzętu ( ) Trimble NETRS z anteną TRM TZGD na Trimble NETR5 z anteną TRM TZGD N E U 5,0 0,0-5,0-10,

32 ZMIANA ODBIORNIKA W CZASIE KAMPANII 2010/2011 [mm] 20,0 15,0 WODZ - wymiana sprzętu ( ) Ashtech UZ-12 z anteną ASH701945C_M SNOW na Trimble NETR5 z anteną TRM TZGD N E U 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0-15,0-20,

33 WYZNACZENIE WYSOKOŚCI NORMALNYCH STACJI ASG-EUPOS H ASG-EUPOS H EXC-A = h ASG-EUPOS h EXC-A (N ASC-EUPOS N EXC-A ) H ASG-EUPOS = H EXC-A + Δh ΔN Punkt ASG-EUPOS H niwelacja H GPS Δ H Uwagi KATO 12219S wyznaczenie GPS KLOB KLOBUCK LELO LELOW TARG TARNOWSKIEG WLAD WLADYSLAWOW WODZ WODZISLAW S WOD M ZYWI 12220S Wysokości normalne punktów ASG EUPOS wyznaczono precyzyjną niwelacją trygonometryczną w 2003 r. Wysokość normalna punktu WLAD pochodzi z wyznaczenia precyzyjną niwelacją geometryczną w 2003 r.

34 METODA PORÓWNANIA Ze względu na różnice w układach współrzędnych porównywanych wyznaczeń oraz epok pomiaru zastosowano 7-parametrową transformację konforemną (Helmerta). Współrzędne katalogowe punktów sieci EUREF-POL, EUVN, POLREF (kampanie pomiarowe z roku 1994 i 1995) i osnowy poziomej I-klasy podane są w układzie EUREF89 na epokę Wyznaczenie współrzędnych punktów sieci POLREF w kampaniach w 2008 i 2010 roku wykonano w układzie ITRF = A A A X Y X Z Y Z Z Y X Z Y X 0 R R R 0 R R R 0 Z Y X D T T T Z Y X Z Y X,

35 WYNIKI PORÓWNANIA OPRACOWANIA ŁĄCZNEGO SIECI ASG-EUPOS Z SIECIĄ POLREF (102 punkty) RMS (224 punkty) RMS i 2010 RMS (323 punkty)

36 RÓŻNICE W SKŁADOWYCH POZIOMYCH

37 RÓŻNICE W SKŁADOWEJ PIONOWEJ

38 SIEĆ EUVN Punkty o największych różnicach w składowych geodezyjnych (nie uwidocznione na mapkach): NAME RESIDUALS IN MM GROJ M GRUE M JARO M SEP M SEPO M WRO M RMS / COMPONENT

39 SIEĆ EUVN SKŁADOWE POZIOME

40 SIEĆ EUVN SKŁADOWA PIONOWA

41 PODSTAWOWA OSNOWA POZIOMA I-KLASY Punkty o największych różnicach w składowych poziomych : NUM NAME RESIDUALS IN MM I I I I I I I I RMS / COMPONENT

42 PODSTAWOWA OSNOWA POZIOMA I-KLASY

43 WNIOSKI Stabilność wyznaczenia współrzędnych z opracowania łącznego kampanii z 2008 i 2010 roku wynosi średnio poniżej 1.5 mm dla składowych poziomych oraz około 3.5 mm dla wysokości. Wyniki porównań dla różnych wariantów rozwiązań nie wykazują znaczących różnic wynikających z różnicy epok pomiaru, minimalnej maski opracowania oraz rodzaju obserwacji (GPS lub GPS/GLONASS). Wyniki wskazują na dobrą zgodność współrzędnych katalogowych punktów EUREF-POL, POLREF i EUVN z nowym wyznaczeniem.

44 WNIOSKI Ponowny pomiar punktów POLREF i EUVN pozwolił zaktualizować współrzędne i sprawdzić ich poprawność oraz stabilność w czasie Pomierzone punkty osnowy poziomej I-klasy wykazują dużą niejednorodność w dokładności wyznaczenia oraz poziom błędów kilkukrotnie większy niż dla nowych sieci wyznaczonych techniką GPS

45 PUBLIKACJE Jaworski L., A. Swiatek, R. Zdunek, J.B. Zielinski (2008). Data processing of the ASG-EUPOS network test campaign, Reports on Geodesy, No 2(85), pp Jaworski L., A. Swiatek, R. Zdunek, J. B. Zielinski (2011). Preliminary results of the GNSS Campaign for integration of the ASG-EUPOS permanent stations with first order national geodetic networks, EUREF 2011 Proceedings Jaworski L., A. Swiatek, R. Zdunek, J. B. Zielinski (2011). Integration of the ASG-EUPOS permanent stations with first order national geodetic networks measurements and results, Artificial Satellites, Vol. 46, No 4, pp Jaworski L., A. Swiatek (in press), Comparison of coordinates of POLREF the first order national network - obtained from campaigns in 1994/95 and 2008/2010, Artificial Satellites