vzd ělávací seminá ř VUGTK · -vztah mezi ETRS89 a Bpv(výška) definován pomocí modelu...

Problematikavýsledků

získaných pomocí GNSS

Ing. Pavel Taraba

vzdělávací seminář VUGTK(Praha, 25. května 2014)

ČESKÝ ÚŘADZEMĚMĚŘICKÝ A KATASTRÁLNÍ

Metody využití GNSS pro měření s přesností v cm - mm

- statická metoda - rychlá statická metoda (fast static, rapid static)- kinematická metoda Stop and Go se statickou inicializací- kinematická metoda Stop and Go s inicializací za pohybu (On the Fly)- RTK - měření v reálném čase- permanentní stanice a uskupení jednotlivých permanentních stanic- síť permanentních stanic s produktem „síťové řešení“

- metoda PrecisePointPosition (single point + precise orbits data)dostatečně dlouhé autonomní měření na určovaném bodě je zpracováno „ad post“ spolu se zahrnutím přesných drah družic

observační dobadlouhá - umožňuje data přijatá během jediné observace zpracovat i statistickými

nástroji a tak identifikovat a vyloučit odlehlé hodnotykrátká - data přijatá během jediné observace není možné statisticky vyhodnotit,

výsledek může být snadno zatížen systematickým vlivem


Systematická chyba - její vznik a působení v observaci GNSS














KONTROLOVAT VÝSLEDKY

a) vhodným měřickým postupemb) jinou měřickou metodouc) opakovaným měřením za nezávislých podmínek (počasí, konfigurace družic, centrace,

urovnání, výška antény…)

PŘEDCHÁZET všem možným překážkám a vlivům, které by mohly měření

a) poškoditb) zatížit systematickou chybou

ad a) zákryty a překážky způsobující roztříštění nebo úplnou ztrátu signálunegativní vliv počasí - kumulace el. potenciálu v atmosféře před bouřkou

- hustá sněhová oblaka, sněženíad b) zákryty a překážky způsobující odraz a vícecestné šíření signálu

při polární metod ě určení polohy bodu (a ť při RTK nebo p ři postprocessingu)je nejvhodn ější kontrolou opakované !! nezávislé !! m ěření za jiných obs. podmínek a jiné výšce antény.


PŘÍNOS SÍTÍ PERMANENTNÍCH STANIC

- pro dosažení výsledku měřických prací postačí pouze jedna aparatura

- při provádění měřických prací odpadá nutnost zřízení vlastní stanice a organizační problémy spojené s jejím provozem, přesuny a zabezpečením dozoru.

- při využití produktů a služeb tzv. síťového řešení:- měřič není omezen svojí polohou v rámci území, které síť pokrývá- přesnost výsledků není závislá na vzdálenosti od nejbližší stanice

ÚSKALÍ

- žádná síť permanentních stanic nedokáže zcela eliminovat obecně platné negativní vlivy na měření GNSS, které vyplývají z konfigurace systému a obecně platných jevů fyzikální povahy působících na elektromagnetické vlnění

- žádná síť permanentních stanic nedokáže řešit problémy způsobené kvalitou příjmových podmínek na určovaném bodě


Permanentní stanice GPS/GNSS na území České republiky (k 31.5.2010)


nekonzistentní data v souboru dat z VRS (Virtuální Referenční Stanice)

měřeno 10.10.2007 využito produktu VRS sítě CZEPOS

elevační maska 15°

příjem L1 a L2 na určovaném bodě

generované L1 a L2 pro VRS rozsah L1 a L2 zahrnuté do výpočtu


Souřadnice v hlavičkách souborů ve formátu Rinex

vždy je t řeba se p řesvědčit zda:- jsou uvedeny epochové (naviga ční) sou řadnice, které je nutno p ři výpo čtech v ETRS89

nahradit p řesnými sou řadnicemi- jsou uvedeny p řesné sou řadnice, které souhlasí s výsledky nezávislého monit oringu


Geocentrický souřadnicový systém

počátek v těžišti Země

osa X průsečnice roviny rovníku a nultého poledníku

osa Y průsečnice roviny rovníku a poledníku 90° v.d.

osa Z směřuje do severního pólu


WGS84

geocentrický souřadnicový systém realizovaný pomocí technologií GPS,satelitů na oběžné dráze a sledovacích stanic rozmístěných po celé zem ěkouli .

Vlivem driftu kontinentálních desek se sou řadnice v systému WGS84 v čase mění pro všechny body,

i když se nezm ěnila jejich poloha v ůči kontinentální desce, na které se nacházejí.

Pro Evropu je hodnota tohoto posunu přibližně 2,5 cm / rok severovýchodním směrem.

ETRS89

geocentrický souřadnicový systém totožn ě definovaný a se stejnými parametry jako WGS84 ,

ale rámec ETRS89 je realizovaný pomocí souřadnic bodů = stanicrozmístěných pouze na evropské části euroasijské kontinentální desky .


Hlavní charakteristiky souřadnicových systémů

WGS84 ETRS89 S-JTSK

systém geocentrický geocentrický rovinný + oddělená výška

elipsoid WGS-84 GRS 80 Besselův

velká poloosa 6 378 137 m 6 378 137 m 6 377 397,15508 m

zploštění 1:298,257223563 1:298,257222101 1:299,152812829


Volba transformačního postupu

- podle požadované výsledné přesnosti- podle možnosti určení vztahů na identických bodech

k transformaci do S-JTSK pro účely katastru nemovitostí lze využít pouze programy k tomuto účelu schválené.

Schvalovací proces sestává z nezávislého testování výsledků transformačního programu, které nezávisle a jednotným postupem provádí VÚGTK.

Úspěšné testování poskytuje záruku, že testovaný program poskytuje takové výsledky, které jsou dostatečně shodné s výsledky již schválených programů

(mxy = 0,02 m a mH = 0,04 m).

schválené programy jsou uveřejněny na: http://www.cuzk.cz

dle konkrétního zadání pak můžeme použít programy:

a) pro zpřesněnou globální transformaci mezi konkrétní realizací ETRS89 a S-JTSK bez volby identických bodů (využívají obecných zobrazovacích rovnic a tabelovaných oprav)

b) programy schválené pro transformaci z WGS84 nebo ETRS89 do S-JTSK pomocí výpočtu místních transformačních parametrů na základě volby identických bodů a) sedmiprvková transformace b) vyrovnání na elipsoidu + převod do roviny + dovyrovnání výšek


schvá

lené

pro

gra

my

na

htt

p:/

/w

ww

.cu

zk.c

z


Prvotní realizace systému ETRS89 v České republice

souřadnicový systém ETRS89 byl v ČR realizován v letech 1991 – 2006 v několika etapách:

- 1991 kampaň EUREF-CS/H-91- 1992 kampaň NULRAD- 1993 kampaň CS-BRD-93 („jen“ propojení s „NULRAD“ v SRN)- 1993-1994 kampaň DOPNUL- 1996-2006 program výběrová údržba trigonometrických bodůcelkem bylo zaměřeno 3096 TB na celém území ČR

dosažená konfigurace byla zhuštěna:- 2008 projekt Zhuštění ETRS89 na území ČRpreferována metoda RTK s využitím VRS sítě CZEPOScelkem změřeno dalších 789 bodů (66 TB + 723 ZhB) =

= navýšení na 125,5% odstraněna potřeba doměřování identických bodů v terénu = snížení objemu polních prací = snížení zátěže podnikatelských subjektů i resortních organizací

pro potřeby výzk. úkolu VÚGTK:- 2009 projekt Zhuštění ETRS89 na území Hl. m. Prahapreferována metoda RTK s využitím VRS sítě CZEPOScelkem změřeno dalších 37 bodů (TB)

Na území ČR celkem 3922 bodů se souř. v ETRS89 (včetně zničených)souřadnice jsou veřejně dostupné zdarma na http://www.cuzk.cz



kampaň EUREF-CS/H-91

3 body v ČR ( 6 bodů v ČSFR)



kampaň CS-NULRAD-92

10 bodů v ČR ( 18 bodů v ČSFR)



kampaň CS-DOPNUL – měřické práce v 9 kampaních v r. 1993 a 1994

176 bodů na celé území ČR



údržba vybraných TB – měřické práce v průběhu 11-ti let (1996 až 2006)

3096 bodů na celém území ČR



údržba vybraných TB – konfigurace bodů v ETRS89 k 31.12.2006




Zhuštění ETRS89 na území ČR – konfigurace bodů v ETRS89 k 31.12.2008



Nová realizace systému ETRS89 v České republice

- zavedena k 2.1.2011 (0:00:00,00 GMT), GPS week 1617

- akceptuje doporučení IAG nahradit v souřadnicovém systému ETRS89 starší rámec (frame) ETRF89 novějším rámcem ETRF2000

- nové navázání na rámec ETRF2000 pomocí dat z permanentních stanic

- nové souborné zpracování všech měření GNSS provedených na TB a ZhBv letech 1997-2009

- změny souřadnic v ETRS89 všech stanic sítě CZEPOS- nové hodnoty souřadnic v ETRS89 všech bodů, kterým byly určeny a byly uvedeny

v DBP (databázi bodových polí) - množina takových bodů rozšířena na 10-ti násobek (na cca 40 000 bodů),- je k dispozici zpřesněná globální transformace použitelná i pro body PPBP

(pro transformaci mezi novou realizací ETRS89 a S-JTSK nelze použít programy pro zpřesněnou globální transformaci ETRFJT01, ETRFJT07 a všechny, které z nich vycházejí, neboť tyto jsou platné pro vztahy mezi prvotní realizací ETRS89, s rámcem ETRF89, a S-JTSK)


Zpřesněná globální transformace mezi ETRS89 (s ETRF2000) a S-JTSK

- nově vyrovnaná veškerá měření provedená v základním polohovém bodovém poli a souboru Zhušťovacích bodů na území ČR v návaznosti na opěrné stanice EPN (EUREF Permanent Network)

- nový „rovinný“ souřadnicový systém (pracovní název „S-JTSK05“) vztah mezi ETRS89 a „S-JTSK05“ je definován pomocí standardního matematického postupu (vzorci, rovnicemi a konstantami)

- vztah mezi „S-JTSK05“ a S-JTSK (poloha) definován pomocí převodních tabulek oprav oprav s velikostí ok mřížky 2 x 2 km; dosažená přesnost: mxy = 0,025 m

- vztah mezi ETRS89 a Bpv (výška) definován pomocí modelu kvazigeoidu CR2005; dosažená přesnost: mH = 0,030 m

- návaznost na ustanovení bodu 9 přílohy k vyhl. č. 31/1995 Sb. je do doby její novely zdůrazněna textem na www-Úřadu:


Kvazigeoid CR2005

zobrazeny vztažné body = nivelačně připojené TB výběrové údržby



TL, ve kterých při práci v PPBP nebylo možné použít zpřesněnou globální transformacipři aplikaci verze 1005 převodních tabulek

od GPS week 1617



dnešní stav možného použití zpřesněné globální transformace i v PPBP po aplikaci zpřesněných převodních tabulek verze 1202 - uvolněno do praxe od 1.7.2012

od GPS week 1695


místa rozdílů mezi verzemi 1005 a 1202 převodních tabulek




místo s nalezenou hrubou chybou ve verzi 1202 převodních tabulek


Potřeba kontroly připojení měření GNSS do ETRS89

Axiomsprávného provedení

transformace:

souřadnice bodůurčovaných (nově zaměřených)

ipro transf. identickýchmusí být ve stejném

souřadnicovém systémua jeho realizaci

vizučebnice

podchyceno v:písm. bd) bod 9 přílohy

apísm. a) bod 9 přílohyvyhl. č. 31/1995 Sb.




transformace:




vizučebnice






transformace:




vizučebnice






transformace:




vizučebnice






transformace:




vizučebnice




Úskalí při využití dat a služeb z neověřené permanentní stanice

- různý rozsah a kvalita poskytovaných, dat, jejich produktů a služeb

- absence nebo nejednotnost sledování stability stanice

!

- různým způsobem určeny souřadnice stanic- v národní realizaci ETRS89 připojením na více nejbližších bodů sítě DOPNUL- v národní realizaci ETRS89 připojením na jeden TB z výběrové údržby- v ETRS89 připojením pouze na GOPE a zahraniční stanice EPN- metodou PrecisePointPosition (single point + precise orbits data)- neurčeny (data obsahují epochové souřadnice ve WGS84)

!!!


Český úřad zeměměřický a katastrální v r. 2008 pověřil VÚGTK, v.v.i. vypracováním jednotné metodiky pro--- ověřování permanentních stanic GNSS a sledování jejich stability ---

Nezávislý monitoring permanentních stanic GNSS - výstupy

- jednotným způsobem určené souřadnice stanic v národní realizaci ETRS89- jednotný způsob připojení ke geodetickým základům ČR- jednotný technologický postup pro zaměření stanice a následné početní

zpracování- jednotným způsobem zpracovávané časové řady denních souřadnic stanice

(sledování stability stanice)

přínos

- je možné aplikovat nástroj, který bez nutnosti provádění kontrolních měřenív terénu zajistí, že připojení měření GNSS do systému ETRS89 je korektní,což představuje výrazné snížení zátěže při provádění měřických prací

stav

- 2008 (léto) stanoven záměr, konzultace s provozovateli stanic (armáda, Geodis,Geotronics, ÚSMH AV ČR)

- 2009 vytvoření metodiky a odzkoušení na vzorku stanic CZEPOS (VÚGTK)- 2010 (1.9.) vyhlášení zahájení monitoringu (výsledky na www-Úřadu)


Nezávislý monitoring permanentních stanic GNSS

1) stanice využitelné dle bodu 9.10 písm. c) přílohy k vyhl.č. 31/1995 Sb.stanice aktivně zapojené do nezávislého monitoringu

vypočteny souřadnice + denní sledování

- CZEPOS (včetně externích stanic) síť 28 stanic se síťovým řešením- Trimble VRS Now Czech síť 24 stanic se síťovým řešením- VÚGTK uskupení 2 stanic (Kunžak, Lysá Hora)

2) stanice nevyužitelné dle bodu 9.10 písm. c) přílohy k vyhl.č. 31/1995 Sb.a) stanice pasivně zapojené do nezávislého monitoringu

pouze vypočteny souřadnice a dále monitoringem nesledovány- TopNet síť 32 stanic se síťovým řešením

b) stanice do monitoringu zcela nezapojené- všechny ostatní, výše nejmenované, stanice

pozn.: nezapojení stanice do nezávislého monitoringu nemá degradující vliv na její kvalitu ani nijak nedegraduje kvalitu dat, která stanice poskytuje,při jejím využití je však vždy nutné kvalitu připojení do ETRS89 ověřit měřicky pomocí kontrolního měření na bodě o známých souřadnicích.


Nezávislý monitoring permanentních stanic GNSS

Připojení do ETRS89 využitím virtuální referenční stanice (VRS)- její souřadnice volí uživatel (počtář) a data na tyto souřadnice „vyrábí“ software- v případě měření v RTK je modelace VRS záležitostí konkrétního software řešení a zvolené metody modelace dat

- pro kontrolu připojení do ETRS kontrola hodnot souřadnic VRS nic nepřináší a pro tento účel nemá smysl ji provádět

(u postprocessingu však lze ze souřadnic VRS zkontrolovat, zda nebylazvolena příliš daleko; to se projeví i nevhodnou délkou vypočtených vektorů)

pro kontrolu připojení do ETRS je nutné provést výkony v souladu s bodem 9.10 přílohy k vyhl. č. 31/1995

- nejlépe pomocí kontrolního měření na bodě o známých souřadnicích,- použitím nezávisle monitorované stanice nebo VRS ze sítě takových stanic

- konkrétní stanice je ověřena v případě, že její status = „Ověřeno“- VRS je ověřena jestliže je ověřeno alespoň 60% stanic

té sítě, která použitou VRS vytvořila

viz text na www-Úřadu:

http://www.cuzk.cz/Dokument.aspx?PRARESKOD=998&MENUID=0&AKCE=DOC:10-GNSS-nezavisly-monitoring

(odkaz: GNSS/Permanentní stanice/Nezávislý monitoring…/Další podrobnosti…)


Transformace - volba identických bodů

- zajistit dostatečnou hustotu a vhodnou konfiguraci na území celé lokality

- při dalších pracích v téže lokalitě je vhodné použít stejné transformační vztahy

- pokud pracujeme v ETRS89 lze využít Databáze trigonometrických a zhušťovacích bodů (http://dataz.cuzk.cz).

- pokud není z databáze nebo předchozích prací k dispozici potřebný počet vhodně rozložených identických bodů je nutné zbývající body doměřit, vždy však ve shodném souřadnicovém systému, v případě WGS84 i ve shodné realizaci.

- výsledky transformace, především hodnoty oprav na identických bodech, je potřeba vždy pečlivě vyhodnotit

V případě transformace výsledků měření GNSS do S-JTSK se vlastně jedná

o „správné zdeformování“

výsledků měření GNSS do realizace našeho souřadnicového systému.


Transformace - volba identických bodů (nadmořská a elipsoidická výška)

3303 3423

Bpv ETRS89[97-06] ETRS89[2007]33230240 656,22 701,41 701,4134230270(niv.) 307,92 352,76 352,70∆H 348,30 348,65 348,71rozdíl ∆H (ETRS89 – Bpv) 0,35 m 0,41 m


1904 2024 2019 2014

1905 2025 2020 2015

Transformace - volba identických bodů (lokální deformace S-JTSK)


lokalita „východ“ bod ∆Y ∆X ∆H 20140160 -0,022 -0,004 -0,00620140280 -0,006 -0,009 -0,03120140370 +0,007 -0,011 -0,00720190080 -0,026 +0,006 +0,01420190240 -0,002 +0,010 +0,01420190330 +0,021 -0,020 +0,00220190370 +0,019 +0,082 -0,00920200090 +0,009 -0,038 -0,00520200150 +0,023 -0,028 +0,00220200270 +0,019 +0,012 +0,027

stř. chyby transformačního klíče

my = 0,017mx = 0,032mH = 0,015



lokalita „východ“ bod ∆Y ∆X ∆H 20140160 -0,011 -0,007 -0,00820140280 -0,005 -0,004 -0,00320140370 +0,003 -0,022 +0,00120190080 -0,005 +0,014 +0,00420190240 +0,009 +0,021 +0,00820190330 -0,014 -0,001 -0,00520190370 vyloučen20200090 +0,004 -0,022 -0,00520200150 +0,016 -0,001 +0,00020200270 +0,003 +0,023 +0,035


my = 0,009mx = 0,016mH = 0,016



lokalita „střed“ bod ∆Y ∆X ∆H 20190160 -0,033 -0,004 +0,01920190240 -0,011 -0,001 +0,02820190330 -0,026 -0,032 +0,00120190370 +0,019 +0,069 -0,02920200090 +0,005 -0,043 -0,00920200150 +0,024 -0,035 -0,01920240220 -0,017 +0,042 -0,00220240390 +0,002 +0,022 -0,00120250070 +0,026 -0,002 +0,00820250150 +0,012 -0,016 +0,005


my = 0,020mx = 0,034mH = 0,016



lokalita „střed“ bod ∆Y ∆X ∆H 20190160 -0,030 +0,003 +0,02120190240 -0,007 +0,004 +0,02720190330 -0,023 -0,025 -0,00120190370 vyloučen20200090 +0,006 -0,038 -0,01620200150 +0,024 -0,028 -0,02320240220 -0,013 +0,051 +0,00020240390 +0,004 +0,032 -0,00420250070 +0,027 +0,009 +0,00320250150 +0,012 -0,008 -0,003


my = 0,019mx = 0,027mH = 0,016



lokalita „západ“ bod ∆Y ∆X ∆H 19040090 +0,022 -0,006 -0,00119040330 -0,042 -0,002 +0,01819050130 -0,004 -0,016 -0,00820190370 +0,011 +0,039 -0,00520240110 +0,067 +0,018 +0,00920240220 -0,037 -0,003 +0,01720240370 -0,016 -0,014 +0,00120240390 -0,010 +0,005 -0,01320250070 +0,018 +0,000 -0,02020250150 -0,018 -0,023 +0,012


my = 0,030mx = 0,017mH = 0,011



Shrnutíměření:- dodržení náležitostí zvoleného měřického postupu (kvalita aparatury a zprac. sw)- dodržení observační doby, PDOP a nezávislosti jednotlivých měření- výpočet finálních hodnot souřadnic vypočtených z více (dvojice) nezáv. měřenípřipojení do ETRS89 (není nutné; umožňuje odbourat observace na ident. bodech):- souřadnice konkrétních připojovacích bodů (nebo permanentních stanic)- při použití VRS neřešit její souřadnice (není kontrolou připojení do ETRS89)- doložit použití schválené permanentní stanice (i VRS) v souladu s nezávislým

monitoringem (statut „ověřeno“), nebo kontrolní měření na známém bodětransformace:- použití schváleného transformačního programu- při transformaci „místním klíčem“ konfigurace identických bodů (přehledka)

a hodnoty jejich souřadnic v obou souřadnicových systémech- při transformaci „globálním klíčem“

- zda transf. program odpovídá realizaci ETRS89 platné v době měření - nevyhotovovat přehledku identických bodů

- progr. ETRFJT01, ETRFJT07 apod. - pro měření před 2.1.2011 pouze pro transformaci podrobných bodů (přímo měřených GNSS)

- progr. s verzí 1005 převodní tabulky - pro měření od 2.1.2011 do 31.12.2012 měření podrobných bodů na celém území ČR bez omezení, měření pomocných bodů a v PPBP na celém území ČR s výjimkou 18 TL

- progr. s verzí 1202 převodní tabulky - pro měření od 1.7.2012 na celém území ČR (podařilo se odstranit výjimku tzv. „problém 18 TL“)


Shrnutí

kontrolní prvky v množině bodů určených pomocí GNSS:- nezávislá měření jsou pouze taková měřeni, která byla provedena za změněných

observačních podmínek,- v případě GNSS je nezávislost měření obecně zajišťována požadavkem

na časový odstup observačních dob jednotlivých opakovaných měření!!! min. 1 hodina !!! tím je zajištěna:

- změna atmosférických podmínek- změna konfigurace satelitů (geometrie jejich postavení na obloze)- zpravidla i nová centrace a horizontace antény (vertikalizace výtyčky)

- pokud nejsou dva body (více bodů) určeny pomocí GNSS nezávisle,pak nelze jako kontrolní prvek použít:

- přímo či nepřímo měřenou délku mezi nimi- úhel sevřený spojnicemi z jednoho bodu na dva další body- uzávěr v obrazci, který byl změřen více aparaturami najednou

!!! délka, úhel nebo uzávěr v takovém případě „ohlídá“ pouze vzájemnougeometrii bodů, nikoliv jejich umístění v prostoru !!!

grafické znázornění délky mezi lomovými body hranice:- pokud jsou souřadnice lomových bodů hranice určeny GNSS dvojicí nezávislých

měření, pak je postačující v GP uvádět oměrnou vypočtenou ze souřadnic, hodnota délky pak musí být zapsána v kulaté závorce


Základním předpokladem

pro

zajištění kvality výsledků

zeměměřických činností

prováděných ve veřejném zájmu pro účely katastru nemovitostí

jsou

právní a technické předpisy,

které danou oblast upravují

je žádoucí aby jejich znění odpovídalo:- potřebám zabezpečení jednotné správy katastru nemovitostí ČR,- dosažené úrovni technologického rozvoje,- možnostem, které tento rozvoj přináší.


K činnostem, které zastřešuje resort ČÚZK, se váží dva prováděcí předpisy:

- vyhláška č. 357/2013 Sb., kterou se provádí zákon č. 256/2013 Sb., o zápisech vlastnických a jiných práv k nemovitostem, ve znění pozdějších předpisů, a zákon č. 344/1992 Sb., o katastru nemovitostí České republiky (katastrální zákon), ve znění pozdějších předpisů.

upravuje: náležitosti výsledků zeměměřických činností pro účely katastrunemovitostí.

- vyhláška č. 31/1995 Sb., kterou se provádí zákon č. 200/1994 Sb., o zeměměřictví a o změně a doplnění některých zákonů souvisejících s jeho zavedením, ve znění pozdějších předpisů.

upravuje: oblast bodových polí, státních mapových děl, základní bázegeografických dat ČR, náležitostí výsledků zeměměřických činnostíověřovaných fyzickou osobou, úředního oprávnění, rozdílovýchzkoušek a zkoušek odborné způsobilosti, využití GNSS.


Aktualizace vyhlášky č. 31/1995 Sb.

dosavadní novely předpisu (nabytí účinnosti novely):

- k 29. 9.1995

- k 1.11.2001

- k 2. 3.2005na základě této poslední novely, která umožnila využití technologií GNSSke geodetickým měřením pro účely katastru nemovitostí, byla zrušena„Pravidla Českého úřadu zeměměřického a katastrálního pro přejímání ahodnocení výsledků určení bodů podrobného polohového bodového pole apodrobných bodů technologií GPS“.- na www-Úřadu ponechány jako studijní pomůcka,

- k 1.10.2009reakce zejména na aktuální stav rozvoje informačních a telekomunikačníchtechnologií (ICT) a dosažené úrovně možností využití GNSS v geodézii.


Aktualizace vyhlášky č. 31/1995 Sb. – reakce na současný vývoj technologiívyužívajících GNSS

- hlavním cílem bylo umožnit využití GNSS v co nejširší míře a při tom s dostatečnoujistotou, že i v místech, kde může být tato technologie „zranitelná“, bylo měřením dosaženo výsledku s požadovanou kvalitou.

- text přiměřeně sleduje linku vzniku výsledku zeměměřické činnosti:- vlastnosti přístrojů a zpracovatelských programů,- volba měřické metody, náležitosti provedení měření a vyhodnocení kvality, - požadavky na případné připojení do ETRS89,- náležitosti a vyhodnocení kvality transformace do S-JTSK,

- nejdůležitější změny bodu 9 přílohy:- text ustanovení je koncipován obecně, tj. platí pro využití GNSS v oblasti

všech bodových polí (základního, ZhB, podrobného) i podrobného měření,- je kladen důraz na shodu opakovaných měření (shoda výsledků dvojice

nezávislých měření upřednostněna před charakteristikou PDOP),- zkrácen interval mezi dvojicí opakovaných měření ze 3 na 1 hodinu,- zaveden požadavek na použití „nadbytečných veličin“ při:

- připojení do ETRS89, příp. shodné realizace WGS-84,- transformaci do S-JTSK pomocí volby identických bodů,

- s ohledem na specifické vlastnosti měření s využitím GNSS definoványgeometrické prvky, které nejsou dostatečnou kontrolou měření GNSS.


Přetrvávající „omyly“ při používání GNSS

- v loňském roce ČÚZK obdržel a řešil vícero dotazů, které se týkaly i zcela zásadních otázek spojených s používáním technologie GNSSZ dotazů bylo patrné, že nejsou výjimkou případy, kdy technologie GNSS, která je pouze jednou z více možných měřických metod, je považována za neomylnou a je opomíjeno, že i u této technologie platí stejné obecné měřické zásady a kontrolní mechanizmy jako u terestrických měření.

- ČÚZK dotazy vyhodnotil a odpovědi následně shrnul do metodické pomůcky rozeslané v lednu 2014 na všechny KÚ a ZKI s cílem:

- napomoci resortním zaměstnancům při posuzování výsledků získaných GNSS- sjednotit v oblasti GNSS práci resortních zaměstnanců- skrze práci, znalosti a přístup resortních zaměstnanců poskytnout pomoc

i zpracovatelům, kteří ve své praxi využívají GNSS- k osvětě byly využity i:

- semináře uspořádané vzdělávacím střediskem ODIS VÚGTK(3.12.2013 a 29.5.2014)

- uživatelské konference prodejců geodetických přístrojů a technologií- externí přednášky na středních odborných školách s výukou geodézie

(SPŠ Stavební v Brně, SPŠ Zeměměřická v Praze)


Přetrvávající „omyly“ při používání GNSS

- podceňovány observační podmínky na zaměřovaných bodech (zákryty, multipath, konfigurace satelitů)

- opomíjeno úskalí spolehlivosti výsledku jedné krátké observace GNSS

- opomíjeno úskalí ověření výsledků jediných krátkých observací GNSS na určovaných bodech pomocí změření pouze oměrných mezi nimi

- druhá nezávislá observace GNSS na určovaném bodě (ověření kvality rajonu) často nahrazována

observací na bodě o známých souřadnicích (ověření kvality připojení do ETRS89 a kvality procesu transformace)

- opomíjena problematika převodu výšky elipsoidické (ETRS89) na nadmořskou (Bpv)

- přílišné spoléhání na obslužné software a další zpracovatelské programy


Použití formulářů pro měření pomocí GNSS („protokol určení…“)

řešeno v rámci spisu 1809/2012-22 (všem KÚ a ZKI):

Vzhledem k množícím se dotazům ohledně vyplňování a odevzdávání protokolů dle § 12a vyhlášky č. 31/1995 Sb., kterou se provádí zákon č. 200/1994 Sb., o zeměměřictví a o změně a doplnění některých zákonů souvisejících s jeho zavedením, ve znění pozdějších předpisů, v případech, kdy v rámci jednoho měření s využitím technologií GNSS byly společně zaměřeny body PPBP a podrobné body, sdělujeme:

V případě, kdy v rámci jednoho měření s využitím technologií GNSS jsou zaměřovány body PPBP společně s podrobnými body, je postačující odevzdat jediný protokol, a to „Protokol ur čení bodů podrobného polohového bodového pole technologií GNSS“ (http://www.cuzk.cz/Dokument.aspx?PRARESKOD=10&MENUID=10004&AKCE=DOC:10-prejimani-vysledku-GNSS) s tím, že v poli „poznámka“ bude uvedeno, že body PPBP i body podrobné byly zaměřeny v rámci společného měření pomocí technologií GNSS a dále budou uvedeny všechny podstatné rozdíly mezi tím, jak bylo postupováno při zaměřování bodů PPBP a podrobných bodů (např. rozdíl v délce observační doby použité pro bod PPBP a pro podrobný bod …). Tento protokol obsahuje veškeré údaje, které jsou obsaženy v řádně vyplněném „Protokol ur čení podrobných bodů technologií GNSS“, rozšířené o další údaje, které se váží k zaměření bodů PPBP. Z povahy měření s využitím technologií GNSS vyplývá, že není zásadního rozdílu mezi měřickými postupy a výstupy z měřických aparatur použitými pro určení souřadnic bodů PPBP nebo pro určení souřadnic podrobných bodů. Má se tedy za to, že v případě zaměření bodů PPBP i podrobných bodů v rámci společného měření technologiemi GNSS by údaje o zaměření podrobných bodů uváděné současně i na samostatném protokolu byly dokládány duplicitně.


Problematika výšek v polohových polích


metody používané pro určení nadmořské výšky geodetických bodů:

- trigonometricky mH = 0,10 m; t = 2,5 v GÚ bez indexu(pro TB i ZhB stanovena v bodě 2.8 a 3.7 přílohy k vyhl. č. 31/1995 Sb.)

- nivelací (technickou) mH = 0,01 m v GÚ s indexem „niv.“ (při délce připojovacího pořadu do 0,5 km a zvýšené přesnosti měření)

- pomocí měření GNSS mH = 0,06 m v GÚ s indexem „gps“nelze dosáhnout při transformaci na identické body (místním klíčem),pokud nadm. výška všech identických bodů není určena nivelací!!! transformace nevylepší nejistotu výšky na identických bodech !!!


Problematika výšek v polohových polích


odvození přesnosti nadmořské výšky uvedené v GÚ s indexem „gps“

1) - výchozím bodem je bod s nadmořskou výškou určenou nivelací - observací GNSS se určí elipsoidické převýšení mezi vých. a určovaným bodem - elipsoidické převýšení se opraví o rozdíl hodnot převýšení elipsoidu

nad kvazigeoidem

mH = √(mHniv2 + mhgps

2 + mkvaz2) = √(0,012 + 0,052 + 0,032) = 0,06 m

2) - observací GNSS s připojením do ETRS89 se přímo určí elipsoidická výška určovaného bodu

- elipsoidická výška se opraví o hodnotu převýšení elipsoidu nad kvazigeoidem

mH = √(mhgps2 + mkvaz

2) = √(0,052 + 0,032) = 0,06 m

3) - připojovacím bodem je bod s nadmořskou výškou s indexem „gps“- převýšení mezi výchozím a určovaným bodem se určí nivelací

mH = √(mHgps2 + mhniv

2) = √(0,062 + 0,012) = 0,06 m


Dotazy a Příklady z praxe:

dotaz:„V příloze 9.5 vyhlášky č. 31/1995 Sb., je uveden hrozivý vzoreček pro výpočet nezávislého času měření. Chci Vás poprosit, zda byste byl tak moc laskav a převedl mi ho do hovorové řeči…. …Máme tu na KP rozdílné názory na to, zda je to denně 4 minuty + nebo -.“

řešení:- oběžná doba NAVSTAR-GPS je 11 hod. 58 min. (GLONASS 11 hod. 15 min.)

- Země se za 12 hod. pootočí pouze o 180° za 24 hodin ji tedysatelit obletí 2x a kousek

- dva oblety NAVSTAR-GPS trvají 23 hod. 56 min. (GLONASS 22 hod. 30 min.)

- rychlost satelitů je vyšší než rychlost rotace Země satelit je rychlejší a Zemi předbíhá

- stejná konfigurace se tedy posouvá dopředu („předbíhá se“)



hrozivé vzorce pro časový odstup observací:bod 9.5 přílohy k vyhlášceč. 31/1995 Sb.: „…opakované měření nesmí být provedeno včase, který se

vůči času ověřovaného měření nachází v intervalech:˂ -1 + n . k; n . k + 1˃ kde: k je počet dní a může nabývat pouze hodnot nezáporných celých čísel

n = 23,9333 hod. (23 hod. 56 minut) pro americký systém GPS-NAVSTARa 22,5000 hod. (hod. 56 minut) pro ruský systém GLONASS.“

řešení:- je třeba přivyknout (osvojit si) převod šedesátinného dělení času (hodin)

na desetinné dělení a po obdržení výsledku zase naopak

- hledáme-li čas pro konkrétní den:- je oprávněné výslednou hodnotu redukovat o celočíselný násobek 24

(počet dní v hodinách; čas se po půlnoci vždy „vrací“ znovuna hodnotu 0,0000 hod. = 0 hod. 00 minut )

- zbytek je občanský čas pro konkrétní den- část za desetinnou pak jsou

po převedení do šedesátinného dělení jeho minuty



hrozivé vzorce pro časový odstup observací:bod 9.5 přílohy k vyhlášceč. 31/1995 Sb.: „…opakované měření nesmí být provedeno včase, který se

vůči času ověřovaného měření nachází v intervalech:˂ -1 + n . k; n . k + 1˃ kde: k je počet dní a může nabývat pouze hodnot nezáporných celých čísel

n = 23,9333 hod. (23 hod. 56 minut) pro americký systém GPS-NAVSTARa 22,5000 hod. (hod. 56 minut) pro ruský systém GLONASS.“

příklad (zjednodušeno pro neduální aparaturu – pouze GPS-NAVSTAR):

1. observace: 1. ledna v 10:00 (10,0000) 2. observace: 8. ledna v ??:??

výpočet „nebezpečného času“ pro observaci po 7 dnech:nebezpečný čas = čas 1. observace + vypočtený posun +/- 1,0 hod.7 x 23.9333 hod. (7 x 23:56) = 167,5331 hod. (167:32)po redukci o 6 x 24 hod. tj. o 144,000 hod. = 23,5331 hod. (23:32)nebezpečný čas = čas 1. observace + vypočtený posun +/- 1,0 hod.

= 10,0000 (10:00) + 23,5331 (23:32) +/- 1,0 hod.= 33,5331 (33:32) +/- 1,0 hod. = 33,5331 – 24,0000 (33:32 – 24:00) +/- 1,0 hod.= 9,5331 (09:32) +/- 1,0 hod.= 8 hod. 32 minut až 10 hod. 32 minut

(8:32 – 10:32)



dotaz:„…je při použití duální aparatury (GPS + GLONASS) postačující, aby časový odstup pro opakované

měření vyhovoval pouze požadavku pro GPS-NAVSTAR?“

otázka k dotazu: Proč zrovna pouze pro GPS, a proč ne pouze pro GLONASS?

řešení:- je potřeba, aby konfigurace satelitů byla nezávislá jak pro GPS-NAVSTAR,

tak i pro GLONASS- časový odstup observací musí vyhovovat vzorcům pro oba dva systémy

příklad:

1. observace: 21. ledna v 14:00, 2 satelity GPS-NAVSTAR + 5 satelitů GLONASS

2. observace: 23. ledna v 11:08

„nebezpečný čas“ pro 2. observaci po 2 dnech:

- pro GPS-NAVSTAR 12:52 – 14:52čas 11:08 vyhovujekonfigurace: jiné satelity GPS

- pro GLONASS 10:00 – 12:00čas 11:08 nevyhovujekonfigurace: stejná pozice stejných 5 satelitů GLONASS



příklad z praxe:Použitím technologie GNSS v režimu RTK bylo provedeno 1. měření a následně dle všech pravidel pro

nezávislost dvojice měření i měření druhé (opět GNSS, metodou RTK). Výsledky obou měření sev dopustných mezích shodovaly. Za konečný výsledek pak byly prohlášeny souřadnice získanépři 1. měření s tím, že jejich hodnoty byly ověřeny 2. měřením.

otázka k příkladu: Proč zrovna ty z 1. měření, a proč ne ty ze 2. měření?

řešení:

- výše popsaný postup je nesprávný

- výuka vyrovnávacího počtu:v případě více výsledků získaných s přibližně stejnou přesností, které se shodují

v dopustných mezích, je nesprávné dát jednomu z nich přednost,je potřeba pracovat s aritmetickým průměrem,

nebo s váženým aritmetickým průměrem



příklad z praxe:Na všech nově určovaných bodech byla provedena pouze jedna observace GNSS a následně byla

provedena jedna observace na kontrolním bodě o známých souřadnicích, pro který se zjistilo, žejeho „měřené“ souřadnice souhlasí s danými.

z toho vyplývá:

- kontrolní bod zřejmě není poškozen a v pořádku je zřejmě i základnová stanice

- měření je správně připojeno do ETRS89 a výsledek správně převeden do S-JTSK

- není žádná kontrola toho, že na některém nově určovaném bodě nedošlopři jediném měření GNSS k nějaké hrubé nebo systematické chybě



příklad z praxe:Na každém nově určovaném bodě byly provedeny nejméně dvě nezávislé observace GNSS a výsledné

souřadnice byly do systému ETRS89 transformovány pomocí zpřesněné globální transformace meziETRS89 a S-JTSK, aniž by bylo možné doložit, že měření GNSS bylo korektně připojeno doETRS89.

z toho vyplývá:

- měřené veličiny byly určeny správně

- není jisté, zda získané výsledky nebyly do S-JTSK „natransformovány“ s nějakou

chybou (ta má v tomto případě systematický charakter)

pozn.: ? jaké jsou u GNSS měřené veličiny ?

metody RTK: hodnoty geocentrických souřadnic

postprocesní metody: hodnoty souřadnicových složek vektorů,

ze kterých se geocentrické souřadnice vypočítávají



resumé:

- měření pomocí GNSS je pouze jednou z více možných měřických metod, kterou se určuje hodnota měřených veličin.

- i u měření GNSS platí, stejně jako u terestrických metod, že určí-li se hodnota měřené veličiny pouze jedenkrát, nemůžeme si být její hodnotou jisti a je potřeba ji:- buď ověřit jiným způsobem

(jako např. u terestrických metod zaměřením oměrných nebo jinýchkontrolních měr),

- nebo určit ji ještě alespoň jedním dalším a nezávislým měřením.

jen jedenkrát určené souřadnice pomocí GNSS mají obdobnou spolehlivost jako:- délka měřená pouze jedním přiložením pásma- úhel měřený přístrojem bez elektronických kompenzátorů

a pouze v jedné osnově o jediné skupině obsahující jen jednu řaduměřených směrů

- převýšení určené jen jednou záměrou nivelačního přístroje



resumé:

- spolehlivé vyloučení co největšího počtu možných systematických chyb zajistípouze úplná nezávislost obou (resp. všech) měření použitých pro určenívýsledných hodnot souřadnic (u postprocesních metod pak hodnot složekvektorů, ze kterých se souřadnice počítají).

- u měření GNSS s krátkou observační dobou, zejména při měření RTK, je vyhodnocení alespoň dvojice nezávislých měření nejjednodušším a nejspolehlivějším kontrolním mechanizmem, který zajistí, že hodnoty geocentrických souřadnic jsou určeny správně.

- transformace výsledků měření GNSS do S-JTSK je další (samostatnou) operací,jejíž správné provedení je nutné také zkontrolovat (samostatně).

- protokoly o měření GNSS slouží pro snadnou kontrolu pro GNSS jedinečnýchúdajů, jejichž naplnění zaručuje dodržení potřebné kvality výsledků měření.je nutné posuzovat odděleně:- část, která se vztahuje k observaci, tedy k určení měřených veličin,- část, která se vztahuje k provedení transformace do systému S-JTSK.

(náležitosti viz bod 9 přílohy k vyhlášce č. 31/1995 Sb.)- pokud jsou výsledky získané technologií GNSS použity k dalšímu zpracování,

např. k vyhotovení geometrického plánu, pak je potřeba, aby celkový elaborátobsahoval nejen protokoly o měření GNSS, ale i další náležitosti podlekatastrální vyhlášky (viz např. bod 16.19 její přílohy).


děkuji za pozornost

[email protected]

Date post:	17-Jun-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	1 times
Download:	0 times

vzd ělávací seminá ř VUGTK · -vztah mezi ETRS89 a Bpv(výška) definován pomocí modelu...

Documents