Integracja stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS z ...Integracja stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS z podstawową osnową geodezyjną kraju. Leszek Jaworski, Anna . Ś. wi.

Integracja stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS z podstawową osnową

geodezyjną kraju

Leszek Jaworski, Anna Świątek, Ryszard Zdunek, Janusz B. ZielińskiCentrum Badań Kosmicznych PAN, Warszawa

Stanisław OszczakUniwersytet 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)

NiwelacjaPrecyzyjna niwelacja geometryczna 114 ekscentrów A stacji ASG-EUPOS

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 minutwymagała 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)

KAMPANIE POMIAROWE GNSS CD .

KAMPANIA 2008 – MIERZONE PUNKTY

PODZIAŁ PRAC POMIAROWYCH (2008)

KAMPANIA 2010/2011 – MIERZONE PUNKTY

PODZIAŁ PRAC POMIAROWYCH (2010/2011)

OPRACOWANIE OBSERWACJILICZBA 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 OBSERWACJIPARAMETRY OBLICZEŃ

Bernese GPS Software ver. 5.0

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

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

OPRACOWANIE OBSERWACJIWARIANTY OPRACOWANIA

WEKTORY OPRACOWANE W KAMPANII 2008

WEKTORY OPRACOWANE W KAMPANII 2010/2011

DOBOWA POWTARZALNOŚĆWSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTÓW (2008)

Dzienna powtarzalność współrzędnych dla różnych typów opracowania otrzymane dla Kampanii ASG 2008.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

5 st

opni

10 s

topn

i

15 s

topn

i

24 g

odzi

n

[mm]

N E U

DOBOWA POWTARZALNOŚĆWSPÓŁRZĘDNYCH PUNKTÓW (2010/2011)

Punkty ASG-EUPOS 2008 - 5 stopni ASG-EUPOS 2008 - 10 stopniN E U N E U

EUPOS 0.80 0.63 2.65 0.83 0.60 2.50IGS/EPN 0.85 0.65 2.45 0.86 0.69 2.40ASG-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 2.83POLREF 1.75 1.97 3.82 1.79 2.03 4.33EUVN 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 DLA5 I 10 STOPNI (2008)

Punkty ASG-EUPOS 2010 - 5 stopni ASG-EUPOS 2010 - 10 stopniN E U N E U

EUPOS 1.37 1.25 3.51 1.49 1.26 3.74IGS/EPN 1.33 1.37 3.68 1.41 1.36 3.79ASG-EUPOS 0.84 0.70 2.84 0.92 0.74 3.04

POLREF 2.02 2.17 4.55 2.05 2.17 5.05I-klasa 2.21 2.81 5.76 2.49 2.91 6.40EUVN 1.89 2.85 3.93 2.12 2.80 4.37EXC-A 2010 2.32 2.18 4.86 2.37 2.17 5.09EXC-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

PORÓWNANIE ROZWIĄZAŃ DLA5 I 10 STOPNI (2010/2011)

HORYZONT DLA PUNKTU OSNOWYPODSTAWOWEJ 324101400

PORÓWNANIE OPRACOWANIA KAMPANII Z 2008 I 2010 ROKU ZOPRACOWANIEM EPN (EPN_A_ITRF2005_C1600.SSC)

Punkt dN dE dU UwagiBOGI 12207M003 0.3 0.3 2.9BOGO 12207M002 0.2 0.6 0.3BOR1 12205M002 -0.5 0.5 -0.7JOZE 12204M001 1.6 -0.3 0.9JOZ2 12204M002 0.8 0.4 3.3KRAW 12218M001 1.7 1.4 1.3LAMA 12209M001 -0.2 0.3 3.1WROC 12217M001 0.8 -0.6 3.7GWWL 12225M001 -0.9 -0.3 -0.2KATO 12219S001 0.7 1.8 -0.3LODZ 12226M001 0.5 1.6 -1.2REDZ 12227M001 0.3 0.6 1.9SWKI 12228M001 0.6 -1.0 2.7USDL 12229M001 0.3 0.8 -1.3ZYWI 12220S001 -1.1 0.5 -2.7

PORÓWNANIE OPRACOWANIAKAMPANII Z 2008 I 2010 ROKU

---------------------------------------------------------------------| 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 | |

…

Problemy ze stacjami niemieckimi w 2008 r.(prawdopodobnie niepoprawna definicja anten)

PORÓWNANIE OPRACOWANIAKAMPANII Z 2008 I 2010 ROKU

---------------------------------------------------------------------| 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 | |---------------------------------------------------------------------

Różnice na powtórzonych punktach terenowych

PORÓWNANIE OPRACOWANIA GPS IGPS/GLONASS Z 2010 ROKU

---------------------------------------------------------------------| NUM | NAME | FLG | RESIDUALS IN MILLIMETERS | |---------------------------------------------------------------------

…

| | | | | || 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 | |---------------------------------------------------------------------

Punkty o największych różnicach między opracowaniem GPS i GPS/GLONASS

oraz średnia dla ze wszystkich punktów

OPRACOWANIE ŁĄCZNE KAMPANII Z2008 I 2010 ROKU

W łącznym opracowaniu uwzględniono 692 punkty.

Dla składowych NEU średnia dobowa powtarzalność wynosi odpowiednio:

1.39mm, 1.31mm i 3.43mm

KATO - wymiana sprzętu (17-12-2010) Trimble NETRS z anteną TRM41249.00 TZGD na Trimble NETR5 z anteną TRM57971.00 TZGD

-10,0

-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

[mm]

N E U

ZMIANA ODBIORNIKA W CZASIEKAMPANII 2010/2011

ZMIANA ODBIORNIKA W CZASIEKAMPANII 2010/2011

WODZ - wymiana sprzętu (09-02-2011) Ashtech UZ-12 z anteną ASH701945C_M SNOW na Trimble NETR5 z anteną TRM57971.00 TZGD

-20,0

-15,0

-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

[mm]

N E U

WYZNACZENIE WYSOKOŚCI NORMALNYCHSTACJI ASG-EUPOS

HASG-EUPOS – HEXC-A = hASG-EUPOS – hEXC-A – (N ASC-EUPOS – N EXC-A)

HASG-EUPOS = HEXC-A + Δh – ΔN

Punkt ASG-EUPOS Hniwelacja HGPS ΔH UwagiKATO 12219S001 291.8591 291.877 0.018 wyznaczenie GPSKLOB KLOBUCK 263.0390 263.054 0.015LELO LELOW 267.9048 267.914 0.009TARG TARNOWSKIEG 317.6509 317.686 0.036WLAD WLADYSLAWOW 5.5990 5.612 0.013WODZ WODZISLAW S 256.7439 256.757 0.013WOD2 18998M001 256.7439 256.747 0.003ZYWI 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

XY

XZ

YZ

1

1

1

21

Z

Y

X

1

1

1

2

2

2

ZYX

0RRR0R

RR0

ZYX

DTTT

ZYX

ZYX

,

WYNIKI PORÓWNANIA OPRACOWANIA ŁĄCZNEGOSIECI 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