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
PROGRAM PREZENTACJI Wstęp Kampanie pomiarowe GNSS (2008 i 2010) Opracowanie obserwacji (2008 i 2010) Analiza wyników Porównanie z wyznaczeniem sieci POLREF i EUVN Wnioski
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
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
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
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
KAMPANIE POMIAROWE GNSS CD. WARUNKI POMIARU PUNKTÓW POLOWYCH: jednorodny sprzęt pomiarowy kampania 2008-60 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)
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)
KAMPANIA 2008 MIERZONE PUNKTY
PODZIAŁ PRAC POMIAROWYCH (2008)
KAMPANIA 2010/2011 MIERZONE PUNKTY
PODZIAŁ PRAC POMIAROWYCH (2010/2011)
OPRACOWANIE OBSERWACJI LICZBA PUNKTÓW Kampania GPS 2008 286 punktów 135 stacji EPN/IGS, ASG-EUPOS, SAPOS, LITPOS, SKPOS i CZEPOS 151 punktów głównych (POLREF, EUVN, EUREF-POL) Kampania GNSS 2010/2011 538 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
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
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
WEKTORY OPRACOWANE W KAMPANII 2008
WEKTORY OPRACOWANE W KAMPANII 2010/2011
DOBOWA POWTARZALNOŚĆ WSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTÓW (2008) [mm] 8,0 7,0 Dzienna powtarzalność współrzędnych dla różnych typów opracowania otrzymane dla Kampanii ASG 2008. 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
DOBOWA POWTARZALNOŚĆ WSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTÓW (2010/2011)
PORÓWNANIE ROZWIĄZAŃ DLA 5 I 10 STOPNI (2008) Punkty ASG-EUPOS 2008-5 stopni ASG-EUPOS 2008-10 stopni N E U N E U EUPOS 0.80 0.63 2.65 0.83 0.60 2.50 IGS/EPN 0.85 0.65 2.45 0.86 0.69 2.40 ASG-EUPOS 0.68 0.55 2.41 0.69 0.54 2.41 EUREF-POL 0.77 0.81 3.16 0.80 0.84 2.83 POLREF 1.75 1.97 3.82 1.79 2.03 4.33 EUVN 1.74 1.90 3.38 1.78 2.03 3.40 Łącznie 0.96 0.92 2.83 0.99 0.94 2.87
PORÓWNANIE ROZWIĄZAŃ DLA 5 I 10 STOPNI (2010/2011) Punkty ASG-EUPOS 2010-5 stopni ASG-EUPOS 2010-10 stopni N E U N E U EUPOS 1.37 1.25 3.51 1.49 1.26 3.74 IGS/EPN 1.33 1.37 3.68 1.41 1.36 3.79 ASG-EUPOS 0.84 0.70 2.84 0.92 0.74 3.04 POLREF 2.02 2.17 4.55 2.05 2.17 5.05 I-klasa 2.21 2.81 5.76 2.49 2.91 6.40 EUVN 1.89 2.85 3.93 2.12 2.80 4.37 EXC-A 2010 2.32 2.18 4.86 2.37 2.17 5.09 EXC-A 2011 2.25 2.18 3.75 2.16 2.20 4.56 Łącznie 1.36 1.33 3.61 1.43 1.36 3.91
HORYZONT DLA PUNKTU OSNOWY PODSTAWOWEJ 324101400
PORÓWNANIE OPRACOWANIA KAMPANII Z 2008 I 2010 ROKU Z OPRACOWANIEM EPN (EPN_A_ITRF2005_C1600.SSC) Punkt dn de du Uwagi BOGI 12207M003 0.3 0.3 2.9 BOGO 12207M002 0.2 0.6 0.3 BOR1 12205M002-0.5 0.5-0.7 JOZE 12204M001 1.6-0.3 0.9 JOZ2 12204M002 0.8 0.4 3.3 KRAW 12218M001 1.7 1.4 1.3 LAMA 12209M001-0.2 0.3 3.1 WROC 12217M001 0.8-0.6 3.7 GWWL 12225M001-0.9-0.3-0.2 KATO 12219S001 0.7 1.8-0.3 LODZ 12226M001 0.5 1.6-1.2 REDZ 12227M001 0.3 0.6 1.9 SWKI 12228M001 0.6-1.0 2.7 USDL 12229M001 0.3 0.8-1.3 ZYWI 12220S001-1.1 0.5-2.7
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 --------------------------------------------------------------------- 170 0014 A A 4.4-0.6 23.4 171 0017 A A 6.5-4.2 16.0 172 0022 A A 4.8-1.7 20.8
PORÓWNANIE OPRACOWANIA KAMPANII Z 2008 I 2010 ROKU Różnice na powtórzonych punktach terenowych --------------------------------------------------------------------- NUM NAME FLG RESIDUALS IN MILLIMETERS --------------------------------------------------------------------- 196 0216 BOROWIEC A A 2.3-1.2-1.6 239 1202 A A 5.6-2.9-13.7 243 1206 A A 0.5-1.9-4.6 300 2101 A A 0.5-6.1 3.3 536 5403 A A -2.9 4.6-5.7 615 GROJ A A -0.6 6.3 4.5 --------------------------------------------------------------------- RMS / COMPONENT 2.6 2.5 4.6 ---------------------------------------------------------------------
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 562 220E A A 0.0-0.6-12.5 585 I334 A A -2.4-11.6 14.5 586 I340 A A 2.7 3.1 10.8 --------------------------------------------------------------------- RMS / COMPONENT 0.8 0.8 1.9 ---------------------------------------------------------------------
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
ZMIANA ODBIORNIKA W CZASIE KAMPANII 2010/2011 [mm] 10,0 KATO - wymiana sprzętu (17-12-2010) Trimble NETRS z anteną TRM41249.00 TZGD na Trimble NETR5 z anteną TRM57971.00 TZGD N E U 5,0 0,0-5,0-10,0 2010-285 2010-287 2010-289 2010-291 2010-293 2010-295 2010-297 2010-299 2010-301 2010-303 2010-305 2010-307 2010-309 2010-311 2010-313 2010-315 2010-317 2010-342 2010-344 2010-346 2010-348 2011-080 2011-082 2011-084 2011-086 2011-088 2011-090
ZMIANA ODBIORNIKA W CZASIE KAMPANII 2010/2011 [mm] 20,0 15,0 WODZ - wymiana sprzętu (09-02-2011) Ashtech UZ-12 z anteną ASH701945C_M SNOW na Trimble NETR5 z anteną TRM57971.00 TZGD N E U 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0-15,0-20,0 2010-285 2010-287 2010-289 2010-291 2010-293 2010-295 2010-297 2010-299 2010-301 2010-303 2010-305 2010-307 2010-309 2010-311 2010-313 2010-315 2010-317 2010-342 2010-344 2010-346 2010-348 2011-080 2011-082 2011-084 2011-086 2011-088 2011-090
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 12219S001 291.8591 291.877 0.018 wyznaczenie GPS KLOB KLOBUCK 263.0390 263.054 0.015 LELO LELOW 267.9048 267.914 0.009 TARG TARNOWSKIEG 317.6509 317.686 0.036 WLAD WLADYSLAWOW 5.5990 5.612 0.013 WODZ WODZISLAW S 256.7439 256.757 0.013 WOD2 18998M001 256.7439 256.747 0.003 ZYWI 12220S001 370.8311 370.841 0.010 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.
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 1989.0. Wyznaczenie współrzędnych punktów sieci POLREF w kampaniach w 2008 i 2010 roku wykonano w układzie ITRF2005. + + + = A A A X Y X Z Y Z 1 1 1 2 1 Z Y X 1 1 1 2 2 2 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,
WYNIKI PORÓWNANIA OPRACOWANIA ŁĄCZNEGO SIECI ASG-EUPOS Z SIECIĄ POLREF ---------------------------------------------------------- 2008 (102 punkty) RMS 6.5 6.8 14.4 ---------------------------------------------------------- 2010 (224 punkty) RMS 6.9 8.4 14.4 ---------------------------------------------------------- 2008 i 2010 RMS 7.3 8.2 14.8 (323 punkty) ----------------------------------------------------------
RÓŻNICE W SKŁADOWYCH POZIOMYCH
RÓŻNICE W SKŁADOWEJ PIONOWEJ
SIEĆ EUVN Punkty o największych różnicach w składowych geodezyjnych (nie uwidocznione na mapkach): ------------------------------------------------ NAME RESIDUALS IN MM ------------------------------------------------ GROJ 12.3 110.0 3.6 M GRUE -42.7 31.3 6.9 M JARO -8.3-123.0 12.6 M SEP0-1.3 40.8-25.9 M SEPO -80.1-47.1 18.0 M WRO0 4.2 127.9-165.7 M ------------------------------------------------ RMS / COMPONENT 9.5 9.6 8.5 ------------------------------------------------
SIEĆ EUVN SKŁADOWE POZIOME
SIEĆ EUVN SKŁADOWA PIONOWA
PODSTAWOWA OSNOWA POZIOMA I-KLASY Punkty o największych różnicach w składowych poziomych : --------------------------------------------------- NUM NAME RESIDUALS IN MM --------------------------------------------------- 565 I115-2.6-61.5 566 I122 37.3-30.5 576 I225-18.4 53.4 578 I244-31.9-35.1 581 I272 29.8 33.7 582 I324-44.9-69.3 586 I340 20.4 35.8 595 I521 26.6 60.5 --------------------------------------------------- RMS / COMPONENT 19.1 29.2 ---------------------------------------------------
PODSTAWOWA OSNOWA POZIOMA I-KLASY
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.
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
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. 113-124 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. 165-174 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