1. ISTCGCAP
  2. Всі випуски
  3. Випуск 82, 2015
  4. До метрологічного забезпечення GNSS-нівелювання на робочих еталонах

До метрологічного забезпечення GNSS-нівелювання на робочих еталонах

ISTCGCAP.
2015;
Випуск 82, Номер 82
: стоp. 29-40
https://doi.org/10.23939/istcgcap2015.02.029
Надіслано: Листопад 05, 2015
Автори:
  1. Ігор Тревого
  2. І. М. Цюпак
  3. П. І. Волчко
1
Кафедра геодезії, Національний університет “Львівська політехніка”
2
Національний Університет «Львівська політехніка»
3
Національний університет "Львівська політехніка"

Розвиток технології GPS/GNSS спрямовується і у визначенні висот пунктів відносно фізичного тіла
Землі – нормальних висот. Точність їх визначення за результатами GNSS-спостережень складається з двох частин: похибок визначення просторового місцезнаходження пункту, зокрема геодезичної висоти (відносно математичного тіла Землі), з опрацювання GNSS-спостережень; і похибок визначення або моделювання поверхні геоїда чи квазігеоїда. Мета цієї роботи – аналіз похибок визначення координат пункту, зокрема геодезичної висоти, технологією GNSS, а також розрахунок апріорної оцінки точності мережі геометричного нівелювання за програмою ІІ класу, що необхідно для метрологічної атестації методик виконання GNSS-нівелювання на робочих еталонах. Такими еталонами можуть бути фундаментальні геодезичні мережі для атестації GNSS-приймачів. Методика. Метрологічне забезпечення робочого еталону для досліджень точності GNSS-нівелювання передбачає аналіз похибок визначення висоти пункту за спостереженнями GNSS і забезпечення контролю точності моделювання поверхні геоїда у цьому регіоні. Тому стаття складається із двох частин. У першій – аналізуються похибки визначення координат пунктів і досліджуються похибки визначення геодезичної висоти пункту залежно від тривалості сесії GNSS-спостережень (оскільки більшість похибок залежні від часу спостереження) та залежності похибки різниці висоти точки, визначеної у сесіях спостережень однакової тривалості, які виконані у різні дні для GNSS-векторів різної довжини. Вихідними даними для цих досліджень використані дві добові сесії спостережень, здійснені одночасно на чотирьох пунктах фундаментальної геодезичної мережі двочастотними приймачами. Один з пунктів вибраний за референцний, тому похибки визначення висот виконано для 3 пунктів на відстанях 10, 14 і 20 км від референцного. У другій частині статті для апріорної оцінки точності запроектованої мережі геометричного нівелювання за програмою ІІ класу визначаються вагові коефіцієнти для 11 реперів з розв’язку системи параметричних рівнянь методом найменших квадратів. Вихідними даними для цих розрахунків послужили довжини ходів між реперами вздовж доріг, виміряні на топографічній карті з урахуванням рельєфу, і величини граничних похибок випадкової і систематичної складових для нівелювання ІІ класу. Геометричне нівелювання необхідне для контролю точності GNSS-нівелювання і, відповідно, для оцінки точності моделювання поверхні геоїда чи квазігеоїда. Результати. Із досліджень встановлено, що для визначення геодезичної висоти пункту з опрацювання GNSS-вимірів з похибкою біля 1 мм сесія спостережень повинна тривати не менше ніж 19 год. Між добовими сесіями GNSS-спостережень похибка визначення висоти становить близько 5 мм і це залежить не тільки від відстані між пунктами. Апріорна оцінка точності визначення висот реперів, серед яких є пункти фундаментальної геодезичної мережі, показує, що за заданих граничних похибок нівелювання, похибки висот реперів будуть у межах 0,8–2,0 мм. Наукова новизна та практичне значення. Здійснений аналіз похибок свідчить, що сумарна похибка GNSS-нівелювання і визначення нормальних висот пунктів фундаментальної мережі еталонного полігону може становити близько 3–5 мм. Це означає, що фундаментальна геодезична мережа може слугувати робочим еталоном для контролю точності методик виконання GNSS-нівелювання з моделюванням поверхні геоїда/квазігеоїда різними методами.

GNSS-нівелювання
фундаментальна геодезична мережа
  1. Друзюк В. Сучасні геодезичні прилади і технології : науково-технічне метрологічне забезпечення / В. Друзюк, А. Мазур, І. Тревого, І. Цюпак // Мет­рологія та прилади. – 2010. – № 3. – С. 19–26.
  2. Закон України “Про метрологію та метрологічну діяльність” // Відомості Верховної Ради (ВВР). – від 25.07.2014. – 2014, № 30, с. 2350, ст. 1008.
  3. Зубарев А. Э. Современные проблемы обеспечения территорий высокоточными значениями высот / А. Э. Зубарев, С. В. Лебедев, И. Е. Надеждина, Ю. Е. Федосеев // Геопрофи. – 2012. – № 3. – С. 54–57.
  4. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. – М. : Недра. – 1990. – 160 с.
  5. Карпінський Ю. Обґрунтування методу та побудова трансформаційного поля перетворення коор­ди­нат між системами СК-42 та УСК2000. [Текст] / Ю. Карпінський, О. Кучер, І. Заєць// Геодезія, картографія та аерофотознімання. – 2013. – Вип. 78. – С. 169–172.
  6. Костецька Я. До питання точності довжин векторів, отриманих за результатами відносних GPS-спо­стережень двочастотними приймачами / Я. Кос­тецька, Ю. Пішко // Сучас. досягнення геодез. науки та вир-ва : зб. наук. пр. Зах. геодез. т-ва УТГК. – 2009. – Вип. 1. – С. 92–97.
  7. КостецькаЯ. Залежність точності визначення по­ложення пунктів у супутникових мережах від тривалості сеансів спостережень / Я. Костецька, Ю. Пішко, Д. Гешель // Сучас. досягнення гео­дез. науки та вир-ва. – 2011. – Вип. 2. – С. 96–102.
  8. Костецька Я.  Вплив типу ефемерид на точність визначення положення пунктів супутникових мереж / Я. Костецька, Ю. Пішко // Сучас. Досяг­нення геодез. науки та вир-ва : зб. наук. пр. Зах. геодез. т-ва УТГК. – 2013. – Вип. 1. – С. 67–69.
  9. Кучер О. В. Перетворення координат із державної геодезичної системи у світову систему WGS-84 / О. В. Кучер, І. М. Заєць, Ю. А. Стопхай, О. В. Рен­кевич // Вісн. геодез. та картогр. – 2002. – № 3. – С. 8–14.
  10. Кучер О. В. Про перетворення координат із системи СК-42 в систему УСК-2000 [Текст] / О. В. Кучер, І. С. Куриляк, О. М. Марченко // Вісник геодезії та картографії. – 2009. – № 2. – С. 6–13.
  11. Кучер О. В. Про використання глобальних моделей EGM08 та EGG08 для визначення висот квазі­геоїда на територіюУкраїни / О. В. Кучер, О. М. Марченко, Д. О. Марченко, І. М. Заєць // Віс­ник геодезії і картографії. – 2012. – № 4. – С. 13–17.
  12. Марченко О. М. Результати побудови квазігеоїда для регіону України (УКГ2006) / О. М. Марченко, О. В. Кучер, О. В. Ренкевич // Вісн. геодезії та картографії. – 2007. – № 2. – С. 3–13.
  13. Марченко О. М. Результати уточнення квазігеоїда УКГ2012 для території України / О. М. Мар­ченко, О. В. Кучер, Д. О. Марченко//Вісник геодезії і картографії. – 2013. – № 3. – С. 3–10.
  14. Марченко О. М. Референцні системи в геодезії : навч. посібник / О. М. Марченко, К. Р. Третяк, Н. П. Ярема. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2013. – 216 с.
  15. Тревого І. С. Проблеми координатно-часового прос­тору при супутникових і наземних геодезичних вимірюваннях/ І. С. Тревого, І. М. Цюпак // Су­часні досягнення геодезичної науки та вироб­ництва. – Львів : Нац. університет “Львівська політехніка”. – 2014. – Вип. ІІ (28). – С. 24–28.
  16. Тревого І. С. Аналіз результатів нових експедицій на метрологічних об’єктах наукового геодезичного полігону / І. С. Тревого, І. М. Цюпак // Сучасні досягнення геодезичної науки та виробництва. – Львів : Нац. університет “Львівська політехніка”. – 2015. – Вип. І (29). – С. 66–69.
  17. Турчак Л. И. Основы численных методов : учеб. пособ. / Л. И. Тур­чак, П. В. Плотников. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 304 с.
  18. Цюпак І. М. Точність визначення координат пунктів і довжин ліній за сесіями GPS-спостережень різної тривалості / І. М. Цюпак // Сучасні досяг­нення геодезичної науки та виробництва. – Львів : Видавництво Львівської політехніки. – 2012. – Вип. І (23). – С. 57–59.
  19. Яковлев Н. В. Высшая геодезия / Н. В. Яковлев : учеб. для вузов. – М. : Недра. – 1989. – 445 с.
  20. Novak P. Testing EGM08 using Czech GPS/leveling data / P. Novak, J. Klokocnik, J. Kostelecky, А. Zeman / Newton’s Bulletin. – 2009. – № 4. – С. 126–132.
  21. Rio M-H. A mean dynamic topography computed over the world ocean from altimetry, in situ measu­rements, and a geoid model / M.-H. Rio, F. Her­nan­dez // Journal of Geophysical Research. – 2004. – Vol. 109. – Pp. C12032, doi :10.1029 / 2003JC002226.
  22. Uzun S. The Reliability of Surface Fitting Methods in Orthometric Height Determination from GPS Observations / Sibel Uzun, Leyla Çakir / Paper proceedings on XXIII FIG Congress “Shaping the Change”. – Munich, Germany, October 8–13, 2006 (http ://www.fig.net/resources/proceedings/fig_proceedings/fig2006/papers/ps05_05/ps05_05_04_uzun_cakir_0686.pdf).
  23. Xu H. Gravity gradient distribution in mainland China from GOCE satellite gravity gradiometry data / Hai­jun Xu, Yongzhi Zhang, Hurong Duan//Geodesy and Geodynamics. – 2015. – Vol. 6, Issue 1. – P. 41–45.