ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ - ΠΑΡΑΔΟΤΕΟ ΠΕ1. Διαχρονική επίλυση του δικτύου METRICANET GNSS και ποιοτικός έλεγχος

Transcript

1 ΤΕΧΝΙΚΗ ΕΚΘΕΣΗ - ΠΑΡΑΔΟΤΕΟ ΠΕ1 ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Διαχρονική επίλυση του δικτύου METRICANET GNSS και ποιοτικός έλεγχος (Ειδικός Λογαριασμός Κονδυλίων Έρευνας ΑΠΘ Κωδικός Έργου: 88507, έναρξη , διάρκεια ένα έτος) Φορέας ανάθεσης: METRICA AE Ανάδοχος: ΑΠΘ - Επιστημονικός Υπεύθυνος: καθηγητής Α. Φωτίου Ερευνητική Ομάδα : Α. Φωτίου, Δ. Ρωσσικόπουλος, Χ. Πικριδάς Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Τμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών Τομέας Γεωδαισίας και Τοπογραφίας, Πανεπ. Θυρίδα Θεσσαλονίκη τηλ , κιν afotiou@topo.auth.gr Προς METRICA AE, Γκινοσάτη 88Α, Μεταμόρφωση Αττικής, Τ.Κ υπόψη Διευθύνοντος Συμβούλου, κ. Ε. Σκάσση e.skassis@metrica.gr Σύμφωνα με τη Σύμβαση του Ερευνητικού Προγράμματος, υποβάλλεται το παραδοτέο - Πακέτο Εργασίας (ΠΕ1) της Φάσης Α. Ειδικότερα η παρούσα Τεχνική Έκθεση αφορά στα εξής: Ανταλλαγή δεδομένων μέσω του διαδικτύου και σε πραγματικό χρόνο. Συλλογή δορυφορικών δεδομένων από υπάρχοντες και νέους μόνιμους σταθμούς του δικτύου METRICANET καθώς και από άλλους μόνιμους σταθμούς του ελλαδικού χώρου και του ευρωπαϊκού δικτύου EPN. Προκαταρκτικοί προσδιορισμοί θέσης ή και ταχύτητας για τους νέους σταθμούς του δικτύου METRICANET. Προμήθεια και χρήση της τελευταίας έκδοσης BERNESE ver ο ΠΕ1 1 από 8

2 1. Εισαγωγή Η παρούσα τελική τεχνική έκθεση (Α φάσης) αναφέρεται κυρίως στη νέα επεξεργασία και συνόρθωση ενός μέρους του δικτύου AUTH-METRICA καθώς επίσης και σε νέα ένταξή του στο HTRS07, αλλά και στον υπολογισμό των τελικών συντεταγμένων στα διεθνή, ευρωπαϊκά και ελληνικά πλαίσια αναφοράς, με αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Κύρια αιτία για την πραγματοποίηση της νέας επεξεργασίας ήταν η εγκατάσταση και λειτουργία δέκα νέων μόνιμων σταθμών, από το Μάιο 2012 έως και τον Οκτώβριο του ίδιου έτους. Βασικός σκοπός η αξιόπιστη και ακριβής ένταξη του νέου δικτύου στο σύστημα ΗTRS07 του Hepos, μέσω προσδιορισμού ταχυτήτων μετακίνησης, και μέσω αυτού ο μετασχηματισμός στο ΕΓΣΑ87. Σημειώνεται ότι η προμήθεια της τελευταίας έκδοσης του λογισμικού BERNESE βρίσκεται σε εξέλιξη, λόγω καθυστέρησης της διάθεσής της στους χρήστες. Στο Σχήμα 1 απεικονίζονται οι σταθμοί GPS/GNSS του νέου δικτύου AUTH-METRICA 7. Ο τρόπος με τον οποίο πραγματοποιήθηκε η νέα ένταξη του δικτύου AUTH-METRICA_Α στο HTRS07 έχει ως εξής: Οι δέκα νέοι σταθμοί απέκτησαν ταχύτητες μετακίνησης μέσω παρεμβολής με βάση τις ταχύτητες που η Ε.Ο. είχε προσδιορίσει σε έναν ικανοποιητικό αριθμό σημείων του ελλαδικού χώρου. Το νέο πλέον τμήμα του δικτύου AUTH-METRICA_Α, αποτελούμενο από είκοσι ένα σταθμούς, συμπεριλαμβανομένων των δέκα νέων, επιλύθηκε στο ITRF2005 και έτσι οι νέες του συντεταγμένες αναφέρονται στην εποχή 04/11/2012 (δεδομένα από έως ). Στη συνέχεια το δίκτυο AUTH-METRICA_Α μετατέθηκε χρονικά στην εποχή αναφοράς 14/10/2007 (εποχή κατά την οποία το δίκτυο του Hepos επιλύθηκε στο ITRF2005) και εντάχθηκε στο HTRS07 με την βοήθεια του μετασχηματισμού ομοιότητας μεταξύ του AUTH- METRICA_Α και του AUTH-METRICA (3 ο πακέτο εργασίας προηγούμενου Ερευνητικού Προγράμματος) με 7 κοινά σημεία (βλέπε παρακάτω, Πίνακας 4). ΠΕ1 2 από 8

3 Σχήμα 1. Οι νέοι μόνιμοι σταθμοί GNSS του δικτύου AUTH-METRICA Προσδιορισμός ταχυτήτων μετακίνησης στους νέους μόνιμους σταθμούς του δικτύου AUTH-METRICA Για τον προσδιορισμό των ταχυτήτων μετακίνησης των δέκα νέων σταθμών του δικτύου AUTH-METRICA, λήφθηκαν υπόψη οι πλησιέστεροι σταθμοί που διέθεταν ταχύτητες μετακίνησης και η γεωδυναμική συμπεριφορά της περιοχής που βρίσκεται ο εκάστοτε σταθμός. Σημειώνεται ότι οι ταχύτητες μετακίνησης αναφέρονται στο πλαίσιο αναφοράς ITRF2005. Στο Σχήμα 2 απεικονίζονται οι ταχύτητες μετακίνησεις των δέκα νέων μόνιμων σταθμών GNSS στο ITRF2005. Οι ταχύτητες μετακίνησης απεικονίζονται με μπλέ χρώμα στο οριζόντιο επίπεδο και κόκκινο στο κατακόρυφο. ΠΕ1 3 από 8

4 Σχήμα 2. Οι ταχύτητες μετακίνησης των δέκα νέων σταθμών GPS του METRICA-NET (ITRF2005). Στον Πίνακα 1, δίνονται οι ταχύτητες μετακίνησης των δέκα νέων σταθμών, στο ITRF2005. LOCAL GEODETIC DATUM: ITRF2005 NUM STATION NAME VX (M/Y) VY (M/Y) VZ (M/Y) Πίνακας 1. Ταχύτητες μετακίνησης των δέκα νέων σταθμών του METRICA-NET στο ITRF2005 ( ο Πίνακας αυτός δεν είναι δημοσιεύσιμος στο κοινό) ΠΕ1 4 από 8

5 3. Επεξεργασία δορυφορικών δεδομένων και τελική συνόρθωση του δικτύου AUTH-METRICA_Α Μετά τον προσδιορισμό των ταχυτήτων μετακίνησης των δέκα νέων μόνιμων σταθμών του δικτύου AUTH-METRICA_Α πραγματοποιήθηκε η τελική επεξεργασία και συνόρθωση του δικτύου. Για την τελική επίλυση του ιδίου δικτύου επιλέχθηκε το χρονικό διάστημα από 1 Νοεμβρίου 2012 μέχρι 7 Νοεμβρίου Ο αριθμός των σταθμών που πήραν μέρος στην τελική επίλυση είναι είκοσι ένα (21) εκ των οποίων οι τέσσερις (4) ανήκουν στο δίκτυο της IGS (MATE, SOFI, NOT1, ORID) και οι εφτά (7) αποτελούν σταθμούς αναφοράς του δικτύου METRICANET (AUT1, DUTH, KASI, KLOK, NOA1, PRKV, TUC2). Ως προς την επεξεργασία συνόρθωση του δικτύου, το δίκτυο επιλύθηκε αρχικά για κάθε μια ημέρα ξεχωριστά (session solution) και στην συνέχεια συνορθώθηκε για όλες τις περιόδους μαζί (multi-session solution), πάντα με το λογισμικό BERNESE GPS SOFTWARE V.5.0 (λεπτομέρειες για τις επιλογές παραμέτρων του software έχουν ήδη δοθεί στο προηγούμενο Ερευνητικό Πρόγραμμα). Κατά την διαδικασία επίλυσης της κάθε μιας περιόδου (session solution) το μοναδικό πρόβλημα που αντιμετωπίστηκε αφορά το σταθμό PAXO που βρίσκεται εγκατεστημένος στο νησί των Παξών. Ο σταθμός αυτός, σχεδόν σε όλη την διάρκεια λειτουργίας του διέθετε σε κάθε εποχή παρατηρήσεις μόνο από τέσσερις έως έξι δορυφόρους. Το στοιχειό αυτό είχε ως αποτέλεσμα οι βάσεις που δημιουργούνταν με το σταθμό PAXO να παρουσιάζουν χαμηλά ποσοστά επίλυσης των ασαφειών φάσης, μειώνοντας την ακρίβεια προσδιορισμού των συντεταγμένων του. Η τελική συνόρθωση (multi-session solution), πραγματοποιήθηκε με μερικές εσωτερικές δεσμεύσεις μόνο στον σταθμό AUT1, με σκοπό την ένταξη του AUTH-METRICA_Α στο πλαίσιο αναφοράς ITRF2005. Ο κύριος λόγος επιλογής δέσμευσης μόνο για το σταθμό AUT1, είναι ότι το δίκτυο του HEPOS επιλύθηκε με την ίδια δέσμευση για την ένταξή του στο ITRF2005. Με αυτόν τον τρόπο πετυχαίνουμε τη βέλτιστη συμβατότητα μεταξύ των δύο δικτύων (AUTH-METRICA_Α και ΗΕPΟS) ως προς το πλαίσιο αναφοράς ITRF2005. Η ακρίβεια προσδιορισμού των σταθμών του AUTH-METRICA_Α στο ITRF2005 μπορεί να εκφραστεί από την επαναληπτικότητα (repeatability) όλων των σταθμών. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 2, η επαναληπτικότητα σε rms είναι (1.46 mm, 1.37 mm και 4.93 mm) ως προς τις συνιστώσες North, ΠΕ1 5 από 8

6 East, Up. Άξιο προσοχής στον παρακάτω πίνακα είναι η υψηλή τιμή της επαναληπτικότητας στην Up συνιστώσα του σταθμού PAXO. Αιτία της τιμής αυτής είναι ο χαμηλός αριθμός δορυφόρων (4 έως 6) από τους οποίους καταγράφει δεδομένα ο σταθμός PAXO Weekday Repeatability (mm) Station #Days N E U AFYT 7 XXXXXXX ASTY 7 XXXXXXX AUT1 7 XXXXXXX CHIO 7 XXXXXXX DUTH 7 XXXXXXX KASI 7 XXXXXXX KLOK 7 XXXXXXX KRDI 7 XXXXXXX KRPS 7 XXXXXXX MATE 7 XXXXXXX MOIR 7 XXXXXXX NEAB 7 XXXXXXX NOA1 7 XXXXXXX NOT1 7 XXXXXXX ORID 7 XXXXXXX PALC 7 XXXXXXX PAXO 7 XXXXXXX PRKV 7 XXXXXXX SOFI 7 XXXXXXX SYRO 6 XXXXX X TUC2 7 XXXXXXX Total Πίνακας 2. Επαναληπτικότητα (repeatability) των μόνιμων σταθμών του νέου δικτύου. Στον Πίνακα 3 δίνονται οι συντεταγμένες των δέκα νέων σταθμών του AUTH-METRICA_Α στο πλαίσιο αναφοράς ITRF2005, εποχή αναφοράς 4 Νοεμβρίου LOCAL GEODETIC DATUM: ITRF2005 EPOCH: NUM STATION NAME X (M) Y (M) Z (M).... Πίνακας 3. Οι συντεταγμένες των δέκα νέων σταθμών του METRICA-NET στο ITRF2005, εποχή αναφοράς 04/11/2012. (ο πίνακας αυτός δεν είναι δημοσιεύσιμος στο κοινό). ΠΕ1 6 από 8

7 4. Η τελική ένταξη του δικτύου AUTΗ-METRICA_Α στο HTRS07 Για το δίκτυο AUTH-METRICA_Α, που έχει επιλυθεί στο ΙΤRF2005 και στην εποχή (Πίνακας 3), εφαρμόστηκαν οι ταχύτητες μετακίνησης όλων των σταθμών (Πίνακας 1), οπότε ολόκληρο το δίκτυο μετατέθηκε στην εποχή 14/10/2007, εποχή που συνορθώθηκε και εντάχθηκε το δίκτυο HEPOS στο ITRF2005. Στην συνέχεια εφαρμόστηκε ο μετασχηματισμός ομοιότητας (τρείς μεταθέσεις, τρείς στροφές και μία κλίμακα) μεταξύ του παλιού δικτύου AUTH-METRICA (3 ο πακέτο εργασίας του προηγούμενου Ε.Π, HTRS07 εποχή ) και του νέου δικτύου AUTH-METRICA_Α (ITRF2005 εποχή 14/10/2007). Αποτέλεσμα της εφαρμογής του μετασχηματισμού ομοιότητας είναι η βέλτιστη ένταξη του νέου δικτύου AUTH-METRICA 7 στο HTRS07. Τα αποτελέσματα του μετασχηματισμού δίνονται στον Πίνακα 4. TRANSFORMATION IN EQUATORIAL SYSTEM (X, Y, Z): RESIDUALS IN LOCAL SYSTEM (NORTH, EAST, UP) NUM NAME FLG RESIDUALS IN MILLIMETERS AUT1 W W DUTH A A KASI A A KLOK A A NOA1 A A PRKV A A TUC2 A A RMS / COMPONENT RMS OF TRANSFORMATION : 3.9 MM Πίνακας 4. Εκτιμήσεις σφαλμάτων του μετασχηματισμού ομοιότητας μεταξύ του νέου δικτύου AUTH-METRICA_Α (ITRF /10/2007) και του παλιού διευρυμένου δικτύου AUTH-METRICA (HTRS ). Σύμφωνα με τον Πίνακα 4 φαίνεται ότι το rms του μετασχηματισμού είναι 3.9 mm και το rms των residuals (1.4 mm, 1.5 mm και 5.6 mm) κατά North, East και Up. Τα παραπάνω αποτελέσματα είναι πλήρως ικανοποιητικά και αναμενόμενα καθώς εμπεριέχονται μέσα στα όρια ΠΕ1 7 από 8

8 ακρίβειας (Πίνακας 2, repeatability ) προσδιορισμού θέσης των σταθμών GPS του νέου δικτύου AUTH-METRICA 7. Οι τελικές συντεταγμένες των δέκα νέων σταθμών του METRICA-NET στο HTRS07 δίνονται στον Πίνακα 5. LOCAL GEODETIC DATUM: HTRS07 EPOCH: NUM STATION NAME X (M) Y (M) Z (M).. Πίνακας 5. Οι τελικές συντεταγμένες των δέκα νέων σταθμών του METRICA-NET στο HTRS07 (ETRF2005), εποχή αναφοράς (ο πίνακας αυτός δεν είναι δημοσιεύσιμος στο κοινό). ΠΕ1 8 από 8