vzdělávací seminář VUGTK (Praha, 25. května 2014) Problematika výsledků získaných pomocí GNSS Ing. Pavel Taraba

Transkript

1 vzdělávací seminář VUGTK (Praha, 25. května 2014) Problematika výsledků získaných pomocí GNSS Ing. Pavel Taraba

2 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 doba dlouhá - umožňuje data přijatá během jediné observace zpracovat i statistickými nástroji a tak identifikovat a vyloučit odlehlé hodnoty krátká - data přijatá během jediné observace není možné statisticky vyhodnotit, výsledek může být snadno zatížen systematickým vlivem

3 Systematická chyba - její vznik a působení v observaci GNSS

10 KONTROLOVAT VÝSLEDKY ČESKÝ ÚŘAD a) vhodným měřickým postupem b) jinou měřickou metodou c) opakovaným měřením za nezávislých podmínek (počasí, konfigurace družic, centrace, urovnání, výška antény ) PŘEDCHÁZET všem možným překážkám a vlivům, které by mohly měření a) poškodit b) zatížit systematickou chybou ad a) zákryty a překážky způsobující roztříštění nebo úplnou ztrátu signálu negativní vliv počasí - kumulace el. potenciálu v atmosféře před bouřkou - hustá sněhová oblaka, sněžení ad b) zákryty a překážky způsobující odraz a vícecestné šíření signálu při polární metodě určení polohy bodu (ať při RTK nebo při postprocessingu) je nejvhodnější kontrolou opakované!! nezávislé!! měření za jiných obs. podmínek a jiné výšce antény.

11 PŘÍNOS SÍTÍ PERMANENTNÍCH STANIC ČESKÝ ÚŘAD - 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

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

13 nekonzistentní data v souboru dat z VRS (Virtuální Referenční Stanice) příjem L1 a L2 na určovaném bodě měřeno využito produktu VRS sítě CZEPOS elevační maska 15 generované L1 a L2 pro VRS rozsah L1 a L2 zahrnuté do výpočtu

14 Souřadnice v hlavičkách souborů ve formátu Rinex vždy je třeba se přesvědčit zda: - jsou uvedeny epochové (navigační) souřadnice, které je nutno při výpočtech v ETRS89 nahradit přesnými souřadnicemi - jsou uvedeny přesné souřadnice, které souhlasí s výsledky nezávislého monitoringu

15 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

16 WGS84 geocentrický souřadnicový systém realizovaný pomocí technologií GPS, satelitů na oběžné dráze a sledovacích stanic rozmístěných po celé zeměkouli. Vlivem driftu kontinentálních desek se souřadnice v systému WGS84 v čase mění pro všechny body, i když se nezměnila jejich poloha vůči kontinentální desce, na které se nacházejí. Pro Evropu je hodnota tohoto posunu přibližně 2,5 cm / rok severovýchodním směrem. ETRS89 geocentrický souřadnicový systém totožně definovaný a se stejnými parametry jako WGS84, ale rámec ETRS89 je realizovaný pomocí souřadnic bodů = stanic rozmístěných pouze na evropské části euroasijské kontinentální desky.

17 Hlavní charakteristiky souřadnicových systémů WGS84 ETRS89 S-JTSK systém geocentrický geocentrický rovinný + oddělená výška elipsoid WGS-84 GRS 80 Besselův velká poloosa m m ,15508 m zploštění 1:298, :298, :299,

18 Volba transformačního postupu ČESKÝ ÚŘAD - 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: 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

19 schválené programy na

20 Prvotní realizace systému ETRS89 v České republice souřadnicový systém ETRS89 byl v ČR realizován v letech v několika etapách: kampaň EUREF-CS/H kampaň NULRAD kampaň CS-BRD-93 ( jen propojení s NULRAD v SRN) kampaň DOPNUL program výběrová údržba trigonometrických bodů celkem bylo zaměřeno 3096 TB na celém území ČR dosažená konfigurace byla zhuštěna: projekt Zhuštění ETRS89 na území ČR preferována metoda RTK s využitím VRS sítě CZEPOS celkem změřeno dalších 789 bodů (66 TB 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: projekt Zhuštění ETRS89 na území Hl. m. Praha preferována metoda RTK s využitím VRS sítě CZEPOS celkem změřeno dalších 37 bodů (TB) Na území ČR celkem 3922 bodů se souř. v ETRS89 (včetně zničených) souřadnice jsou veřejně dostupné zdarma na

21 Prvotní realizace systému ETRS89 v České republice kampaň EUREF-CS/H-91 3 body v ČR ( 6 bodů v ČSFR)

22 Prvotní realizace systému ETRS89 v České republice kampaň CS-NULRAD bodů v ČR ( 18 bodů v ČSFR)

23 Prvotní realizace systému ETRS89 v České republice kampaň CS-DOPNUL měřické práce v 9 kampaních v r a bodů na celé území ČR

24 Prvotní realizace systému ETRS89 v České republice údržba vybraných TB měřické práce v průběhu 11-ti let (1996 až 2006) 3096 bodů na celém území ČR

25 Prvotní realizace systému ETRS89 v České republice údržba vybraných TB konfigurace bodů v ETRS89 k bodů na celém území ČR

26 Prvotní realizace systému ETRS89 v České republice Zhuštění ETRS89 na území ČR konfigurace bodů v ETRS89 k bodů na celém území ČR

27 Nová realizace systému ETRS89 v České republice - zavedena k (0:00:00,00 GMT), GPS week akceptuje doporučení IAG nahradit v souřadnicovém systému ETRS89 starší rámec (frame) ETRF89 novějším rámcem ETRF nové navázání na rámec ETRF2000 pomocí dat z permanentních stanic - nové souborné zpracování všech měření GNSS provedených na TB a ZhB v letech 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 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)

28 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:

29 Kvazigeoid CR2005 zobrazeny vztažné body = nivelačně připojené TB výběrové údržby

30 Zpřesněná globální transformace mezi ETRS89 (s ETRF2000) a S-JTSK od GPS week 1617 TL, ve kterých při práci v PPBP nebylo možné použít zpřesněnou globální transformaci při aplikaci verze 1005 převodních tabulek

31 Zpřesněná globální transformace mezi ETRS89 (s ETRF2000) a S-JTSK od GPS week 1695 dnešní stav možného použití zpřesněné globální transformace i v PPBP po aplikaci zpřesněných převodních tabulek verze uvolněno do praxe od

32 Zpřesněná globální transformace mezi ETRS89 (s ETRF2000) a S-JTSK místa rozdílů mezi verzemi 1005 a 1202 převodních tabulek

33 Zpřesněná globální transformace mezi ETRS89 (s ETRF2000) a S-JTSK místo s nalezenou hrubou chybou ve verzi 1202 převodních tabulek

34 Potřeba kontroly připojení měření GNSS do ETRS89 Axiom správného provedení transformace: souřadnice bodů určovaných (nově zaměřených) i pro transf. identických musí být ve stejném souřadnicovém systému a jeho realizaci viz učebnice podchyceno v: písm. bd) bod 9 přílohy a písm. a) bod 9 přílohy vyhl. č. 31/1995 Sb.

39 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)!!!

40 Český úřad zeměměřický a katastrální v r 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 stav - je možné aplikovat nástroj, který bez nutnosti provádění kontrolních měření v terénu zajistí, že připojení měření GNSS do systému ETRS89 je korektní, což představuje výrazné snížení zátěže při provádění měřických prací (léto) stanoven záměr, konzultace s provozovateli stanic (armáda, Geodis, Geotronics, ÚSMH AV ČR) vytvoření metodiky a odzkoušení na vzorku stanic CZEPOS (VÚGTK) (1.9.) vyhlášení zahájení monitoringu (výsledky na www-úřadu)

41 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.

42 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 nebyla zvolena 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/ 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: 0-GNSS-nezavisly-monitoring (odkaz: GNSS/Permanentní stanice/nezávislý monitoring /Další podrobnosti )

43 Transformace - volba identických bodů ČESKÝ ÚŘAD - 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 ( - 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.

44 Transformace - volba identických bodů (nadmořská a elipsoidická výška) Bpv ETRS89[97-06] ETRS89[2007] ,22 701,41 701, (niv.) 307,92 352,76 352,70 H 348,30 348,65 348,71 rozdíl H (ETRS89 Bpv) 0,35 m 0,41 m

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

46 Transformace - volba identických bodů (lokální deformace S-JTSK) lokalita východ bod Y X H ,022-0,004-0, ,006-0,009-0, ,007-0,011-0, ,026 +0,006 +0, ,002 +0,010 +0, ,021-0,020 +0, ,019 +0,082-0, ,009-0,038-0, ,023-0,028 +0, ,019 +0,012 +0,027 stř. chyby transformačního klíče my = 0,017 mx = 0,032 mh = 0,015

47 Transformace - volba identických bodů (lokální deformace S-JTSK) lokalita východ bod Y X H ,011-0,007-0, ,005-0,004-0, ,003-0,022 +0, ,005 +0,014 +0, ,009 +0,021 +0, ,014-0,001-0, vyloučen ,004-0,022-0, ,016-0,001 +0, ,003 +0,023 +0,035 stř. chyby transformačního klíče my = 0,009 mx = 0,016 mh = 0,016

48 Transformace - volba identických bodů (lokální deformace S-JTSK) lokalita střed bod Y X H ,033-0,004 +0, ,011-0,001 +0, ,026-0,032 +0, ,019 +0,069-0, ,005-0,043-0, ,024-0,035-0, ,017 +0,042-0, ,002 +0,022-0, ,026-0,002 +0, ,012-0,016 +0,005 stř. chyby transformačního klíče my = 0,020 mx = 0,034 mh = 0,016

49 Transformace - volba identických bodů (lokální deformace S-JTSK) lokalita střed bod Y X H ,030 +0,003 +0, ,007 +0,004 +0, ,023-0,025-0, vyloučen ,006-0,038-0, ,024-0,028-0, ,013 +0,051 +0, ,004 +0,032-0, ,027 +0,009 +0, ,012-0,008-0,003 stř. chyby transformačního klíče my = 0,019 mx = 0,027 mh = 0,016

50 Transformace - volba identických bodů (lokální deformace S-JTSK) lokalita západ bod Y X H ,022-0,006-0, ,042-0,002 +0, ,004-0,016-0, ,011 +0,039-0, ,067 +0,018 +0, ,037-0,003 +0, ,016-0,014 +0, ,010 +0,005-0, ,018 +0,000-0, ,018-0,023 +0,012 stř. chyby transformačního klíče my = 0,030 mx = 0,017 mh = 0,011

51 Shrnutí měření: - 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. měření připojení 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 bodě transformace: - 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 pouze pro transformaci podrobných bodů (přímo měřených GNSS) - progr. s verzí 1005 převodní tabulky - pro měření od do 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 na celém území ČR (podařilo se odstranit výjimku tzv. problém 18 TL )

52 Shrnutí ČESKÝ ÚŘAD 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 vzájemnou geometrii 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

53 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.

54 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 katastru nemovitostí. - 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 báze geografických dat ČR, náležitostí výsledků zeměměřických činností ověřovaných fyzickou osobou, úředního oprávnění, rozdílových zkoušek a zkoušek odborné způsobilosti, využití GNSS.

55 Aktualizace vyhlášky č. 31/1995 Sb. ČESKÝ ÚŘAD dosavadní novely předpisu (nabytí účinnosti novely): - k k k na základě této poslední novely, která umožnila využití technologií GNSS ke geodetickým měřením pro účely katastru nemovitostí, byla zrušena Pravidla Českého úřadu zeměměřického a katastrálního pro přejímání a hodnocení výsledků určení bodů podrobného polohového bodového pole a podrobných bodů technologií GPS. - na www-úřadu ponechány jako studijní pomůcka, - k reakce zejména na aktuální stav rozvoje informačních a telekomunikačních technologií (ICT) a dosažené úrovně možností využití GNSS v geodézii.

56 Aktualizace vyhlášky č. 31/1995 Sb. reakce na současný vývoj technologií využívajících GNSS - hlavním cílem bylo umožnit využití GNSS v co nejširší míře a při tom s dostatečnou jistotou, 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 definovány geometrické prvky, které nejsou dostatečnou kontrolou měření GNSS.

57 Přetrvávající omyly při používání GNSS ČESKÝ ÚŘAD - v loňském roce ČÚZK obdržel a řešil vícero dotazů, které se týkaly i zcela zásadních otázek spojených s používáním technologie GNSS Z 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 ( a ) - uživatelské konference prodejců geodetických přístrojů a technologií - externí přednášky na středních odborných školách s výukou geodézie (SPŠ Stavební v Brně, SPŠ Zeměměřická v Praze)

58 Přetrvávající omyly při používání GNSS ČESKÝ ÚŘAD - 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

59 Použití formulářů pro měření pomocí GNSS ( protokol určení ) řešeno v rámci spisu 1809/ (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 určení bodů podrobného polohového bodového pole technologií 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 určení 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.

60 Problematika výšek v polohových polích ČESKÝ ÚŘAD řešeno v rámci spisu 12573/ (všem KÚ a ZKI): metody používané pro určení nadmořské výšky geodetických bodů: - trigonometricky m H = 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) m H = 0,01 m v GÚ s indexem niv. (při délce připojovacího pořadu do 0,5 km a zvýšené přesnosti měření) - pomocí měření GNSS m H = 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!!!

61 Problematika výšek v polohových polích ČESKÝ ÚŘAD řešeno v rámci spisu 12573/ (všem KÚ a ZKI): 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 m H = (m Hniv2 + m hgps2 + m kvaz2 ) = (0, , ,03 2 ) = 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 m H = (m hgps2 + m kvaz2 ) = (0, ,03 2 ) = 0,06 m 3) - připojovacím bodem je bod s nadmořskou výškou s indexem gps - převýšení mezi výchozím a určovaným bodem se určí nivelací m H = (m Hgps2 + m hniv2 ) = (0, ,01 2 ) = 0,06 m

62 Dotazy a Příklady z praxe: ČESKÝ ÚŘAD 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 tedy satelit 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 )

63 Dotazy a Příklady z praxe: ČESKÝ ÚŘAD hrozivé vzorce pro časový odstup observací: bod 9.5 přílohy k vyhlášce č. 31/1995 Sb.: opakované měření nesmí být provedeno v čase, který se vůčičasu 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-NAVSTAR a 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 znovu na 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

64 Dotazy a Příklady z praxe: ČESKÝ ÚŘAD hrozivé vzorce pro časový odstup observací: bod 9.5 přílohy k vyhlášce č. 31/1995 Sb.: opakované měření nesmí být provedeno v čase, který se vůčičasu 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-NAVSTAR a 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 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, ,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)

65 Dotazy a Příklady z praxe: ČESKÝ ÚŘAD 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 14:52 čas 11:08 vyhovuje konfigurace: jiné satelity GPS - pro GLONASS 10:00 12:00 čas 11:08 nevyhovuje konfigurace: stejná pozice stejných 5 satelitů GLONASS

66 Dotazy a Příklady z praxe: ČESKÝ ÚŘAD 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 se v dopustných mezích shodovaly. Za konečný výsledek pak byly prohlášeny souřadnice získané při 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

67 Dotazy a Příklady z praxe: ČESKÝ ÚŘAD 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, že jeho 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 nedošlo při jediném měření GNSS k nějaké hrubé nebo systematické chybě

68 Dotazy a Příklady z praxe: ČESKÝ ÚŘAD 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 mezi ETRS89 a S-JTSK, aniž by bylo možné doložit, že měření GNSS bylo korektně připojeno do ETRS89. 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

69 Dotazy a Příklady z praxe: resumé: ČESKÝ ÚŘAD - 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 jiných kontrolních 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 řadu měřených směrů - převýšení určené jen jednou záměrou nivelačního přístroje

70 Dotazy a Příklady z praxe: resumé: ČESKÝ ÚŘAD - spolehlivé vyloučení co největšího počtu možných systematických chyb zajistí pouze úplná nezávislost obou (resp. všech) měření použitých pro určení výsledných hodnot souřadnic (u postprocesních metod pak hodnot složek vektorů, 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 jedinečných údajů, 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 elaborát obsahoval nejen protokoly o měření GNSS, ale i další náležitosti podle katastrální vyhlášky (viz např. bod její přílohy).

71 děkuji za pozornost