Про модернізацію Української висотної системи

https://doi.org/10.23939/istcgcap2021.93.013
Надіслано: Квітень 05, 2021
1
Кафедра геодезії, Національний університет “Львівська політехніка”
2
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
3
Geokart-International, Sp. z o.o
4
Кафедра вищої геодезії та астрономії, Національний університет “Львівська політехніка”
5
Кафедра геодезії, Національний університет “Львівська політехніка”

Мета. Метою даної роботи є встановлення зв’язків між Балтійською та Європейською системами висот на основі проведення нівелювання І класу між українськими та польськими контрольними пунктами базової висотної мережі та побудова поверхні квазігеоїда на прикордонну територію. Методика. Повноцінна інтеграція висотної системи України у Європейську вертикальну референцну систему складається з двох етапів: модернізації висотної мережі України шляхом її інтеграції в Об’єднану європейську нівелірну мережу UELN; побудови та використання в якості регіонального вертикального датуму моделі високоточного квазігеоїда, яка узгоджуватиметься з Європейським геоїдом EGG2015. Виконано аналіз методики нівелювання високих класів в Україні та Польщі, а також аналіз методик побудови моделей квазігеоїда в цих країнах. Результати. Для інтеграції української висотної системи в систему UELN/EVRS2000 українською стороною виконано геометричне нівелювання І класу за двома лініями: Львів – Шегині – Перемишль та Ковель – Ягодин – Хелм загальною протяжністю 196 км. Середня квадратична систематична похибка по обох лініях нівелювання склала s<0.01 мм/км. Своєю чергою середня квадратична випадкова похибка по лінії Львів – Шегині – Перемишль рівна h=0.29 мм/км, а по лінії Ковель – Ягодин – Хелм – h=0.27 мм/км. Для подвійного контролю на транскордонній частині польською стороною виконано високоточне нівелювання протяжністю 33 км. Розходження між українським та польським нівелюванням по всіх секціях є в межах допуску. Проведено аналіз впливу геодинамічних явищ на контроль високоточного нівелювання. На всіх фундаментальних та грунтових реперах, а також горизонтальних марках виконано GNSS-нівелювання. Ці виміри використано для побудови моделі квазігеоїда на прикордонну територію України. СКП отриманої моделі квазігеоїда складає близько 2 см, що відповідає точності вхідної інформації. Наукова новизна і практична значущість. З’єднання української та європейської систем висот забезпечить інтеграцію України в європейську економічну систему, участь в міжнародних наукових дослідженнях глобальних екологічних і геодинамічних процесів, вивчення фігури Землі і гравітаційного поля та картографування території України з використанням навігаційних супутникових технологій та дистанційного зондування. Обчислення високоточної моделі квазігеоїда на територію України відносно європейської системи висот, узгодженої з європейським геоїдом EGG2015, дозволить отримувати гравітаційно залежні висоти з використанням сучасних супутникових технологій.

  1. Вовк А. Аналіз горизонтальних рухів земної кори Центральної Європи, визначених за ГНСС-вимірами. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. 2015. №II (30), С. 28–31.
  2. Вовк А. І. (2016). Просторово-часова диференціація горизонтальних рухів земної кори Європи за даними ГНСС-вимірів. дис. … кандидата технічних наук, Національний університет «Львівська політехніка». Львів, 2016. 153 p.
  3. Инструкция по вычислению нивелировок. М. изд-во «Недра», 1971, c. 102.
  4. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов,  М., изд-во «Недра», 1966.
  5. Заблоцький Ф.Д., Джуман, І. Брусак. Про точність моделей (квазі)геоїда відносно системи висот UELN/EVRS2000. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. 2021. № І(41). С. 29–36.
  6. Марченко О. М., Кучер О. В., Ренкевич О. В. Результати побудови квазігеоїда для регіону України (УКГ-2006). Вісник геодезії та картографії. 2007. № 2. С. 3-13.
  7. Марченко О. М., Кучер О. В., Марченко Д. О. Результати уточнення квазігеоїда УКГ2012 для території України. Вісник геодезії та картографії, 2013, № 3(84), C. 3-10.
  8. Мельник, С. О. Узгодження висотних систем для території України. Часопис картографії, 2014 Вип. 10, С. 28-37.
  9. Мордвінов, І. С., Пакшин, М., Ляска, І., Заяць, О., Петров, С., & Третяк, К. Моніторинг вертикальних зміщень території ГХП «Полімінерал» з використанням інтерферометричних методів обробки супутникових радарних вимірювань та нахиломірних спостережень. Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва, 2018. Вип. I (35). С. 70-75.
  10. Петров С. Л. Моніторинг вертикальних зміщень техногенно-навантажених територій геодезичними методами : дис. … кандидата технічних наук, Національний університет «Львівська політехніка». Львів, 2019. 156 с.
  11. Третяк K. Р., Турук Д. Оцінка точності державної висотної мережі 2-го класу України. Геодезія, картографія і аерофотознімання, 2003. Вип. 63. С. 9-16.
  12. Chernyaga. P. G., Yanchuk А.Ye., Ishutina A.S. The calculation of geometrical levelling accuracy on geodynamic polygons. Geodynamics, 2010. №1(9). P. 10-21.
  13. Denker H. (2015). A new European gravimetric (quasi)geoid EGG2015. Poster presented at XXVI General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG), Earth and Environmental Sciences for Future Generations, 22 June – 02 July 2015, Prague, Czech Republic.
  14. Dzhuman B. B. Modeling of the regional gravitational field using first and second derivative of spherical functions. Geodesy, cartography and aerial photography, 2018. vol. 86. pp. 5-10.
  15. Knudsen P. (1987). Estimation and modelling of the local empirical covariance function using gravity and satellite altimeter data. Bulletin géodésique 61(2), 145–160. doi:10.1007/BF02521264
  16. Marchenko A., Dzhuman B. Regional quasigeoid determination: an application to arctic gravity project. Geodynamics, Vol. 1(18), 2015. Р. 7-17.
  17. Marchenko A., Lopushansky A. Change in the zonal harmonic coefficient C20, Earth's polarflattening, and dynamical ellipticity from SLR data. Geodynamics. 2018. № 2 (25). P. 5–14.
  18. Moritz H. Integral formulas and Collocation. Man. Geod. 1976, 1,. pp. 1-40.
  19. Sacher, M., Ihde, J., & Svensson, R. (2006, June). Status of UELN and steps on the way to EVRS 2007. In Report on the Symposium of the IAG Subcommission for Europe (EUREF), Riga (pp. 14-17).
  20. Sacher, M., Ihde, J., Liebsch, G. (2007). Status of EVRS2007. Presented at the Symposium of the IAG Sub-commission for Europe (EUREF) in London, June 6-9, 2007. In: Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie, Vol. 42, pp. 53-57, Frankfurt am Main 2009
  21. S´anchez Laura and Sideris Michael G. Vertical datum unification for the International Height Reference System (IHRS) Geophys. J. Int. (2017) 209, 570–586
  22. Sansò F., Reguzzoni M., Barzaghi R. (2019). Geodetic Heights, Sprynger
  23. Savchyn I., Vaskovets S. Local geodynamics of the territory of Dnister pumped storage power plant. Acta Geodynamica et Geromaterialia, vol. 15, no. 1, 2018, p. 41.
  24. Savchyn I., Pronyshyn R. Differentiation of recent local geodynamic and seismic processes of technogenic-loaded territories based on the example of Dnister Hydro Power Complex (Ukraine). Geodesy and Geodynamics. Volume 11, Issue 5, September 2020, Pages 391-400.
  25. Szelachowska, M. and Krynski, J. (2014). GDQM-PL13 – the new gravimetric quasigeoid model for Poland. Geoinformation Issues, 6(1), 5–19.
  26. Tretyak K. R. Modern geodynamics and geophysical fields of the Carpathians and adjacent territories [Text]: monograph / [K.R. Tretyak et. all]; for general ed. prof. K.R. Tretyak, prof. V.Yu. Maksimchuk, Corresponding Member NAS of Ukraine R.I. Kutas; NAS of Ukraine, Lviv Polytechnic National University, Carpathians. Department of the Institute of Geophysics. S.I Subbotin. – Lviv: Lviv Publishing House. Polytechnic University, 2015. - 418 p
  27. Tretyak K., Vovk A. Differentiation of the rotational movements of the European continent’s earth crust. Acta Geodynamica et Geomaterialia. 2016. Vol 13 №1(181). P. 5–18.
  28. Tretyak K., Vovk A. Results of determination of horizontal deformations of the crust of Europe according to GNSS observations and their connection with tectonic structure. Geodynamics. 2014. №1 (16). pp. 21–33.
  29. Tretyak K., Romanyuk V. Investigation of the relationship between modern vertical displacements of the earth's crust and seismic activity in Europe. Geodynamics. Lviv, 2014. № 1, pp. 7-20.
  30. Tretyak K., Romanyuk V. The research of interrelation between seismic activity and modern vertical movements of the European permanent GNSS-stations. Acta Geodynamica et Geomaterialia, Czech Republic, 2018. Vol. 15, No. 2 (190), pp. 143-164.
  31. Trimble DiNi Digital Level User Guide, 2017, p. 145.
  32. Tscherning C. C, Rapp R. H. (1974). Closed covariance expressions for gravity anomalies, geoid undulations, and deflections of the vertical implied by anomaly degree variance models. Report Department of Geodetic Science, no. 208, The Ohio State University, Columbus, Ohio, USA
  33. Zayats О., Navodych M., Petrov S., Tretyak K. Precise tilt measurements for monitoring of mine fields at Stebnyk potassium deposit area. Geodynamics. Lviv. 2017. Issue 2 (23), pp. 25–33