Nový globální transformační klíč ETRF2000(05) S-JTSK Vážení přátelé, v tomto čísle Leica e-mailu bychom se s Vámi rádi podělili o informace o důležité změně převodu souřadnic do S-JTSK při používání GNSS systémů v geodézii. Přeji pěkné počtení. Úvod Daniel Šantora Na podzim 2010 oznámil Český úřad zeměměřický a katastrální změnu, která zásadně ovlivní použití všech GNSS systémů v geodetické praxi. Na základě doporučení Mezinárodní asociace geodézie IAG dojde u geocentrických souřadnic ETRS89 k přechodu terestrického rámce z realizace ETRF89 na ETRF2000. Tento přechod se uskuteční k datu a přesnému času 2.1.2011 0:00:00 hodin GMT. To znamená, že se změní všechny geocentrické souřadnice bodů v databázi Zeměměřického úřadu a současně také geocentrické souřadnice referenčních stanic všech sítí včetně státní sítě CZEPOS. Oficiální informace o této změně naleznete na stránkách ČÚZK zde: http://www.cuzk.cz/dokument.aspx?prareskod=998&menuid=0&akce=gen:aktualita:12206 Důsledky Zmíněný posun je velký v řádu jednotek centimetrů. Prakticky to znamená, že všechny transformační klíče, které jste si za celou historii používání GNSS napočítali na geocentrické souřadnice v realizaci ERTF89, je nutné přepočítat na změněné souřadnice v realizaci ETRF2000. Zároveň také přestanou platit původní globální klíče, jako je např. ETRFJT01. Součástí této změny je navíc modifikace Křovákova zobrazení, do kterého byly zavedeny korekční členy, které formou Taylorových řad deformují síť tak, aby se lépe přimykala tvaru evropského terestrického rámce. Řešení nový globální transformační klíč Bez nás? Teoreticky bez naší pomoci byste si museli pro všechny lokality spočítat nové klíče z identických bodů, jejichž nové geocentrické souřadnice budou uveřejněny na stránkách Zeměměřického úřadu k 2. 1. 2011 nebo byste si od VÚGTK mohli zakoupit nový transformační program, který řeší převod souřadnic ETRS89 v nové realizaci ETRF2000 do S-JTSK a zpět. 1/5
Naše pomoc Vy se však nemusíte ani jedné výše zmíněné varianty obávat, protože my o této změně víme s takovým předstihem, že se nám povedlo ve spolupráci s firmou Leica Geosystems a s VÚGTK najít velmi elegantní řešení. Tím řešením je nový globální transformační klíč, který je přesně podle metodiky VÚGTK (Prof. Ing. Jan Kostelecký, DrSc.) zaintegrován přímo do firmwarů GNSS přístrojů řad Leica System 1200, GPS900, CS09/GS09, Viva GNSS a následně pak do kancelářského programu Leica Geo Office (LGO). Realizace v přístrojích Leica Transformační klíče jsou v přístrojích a programech Leica uváděny pod souhrnným názvem Souřadnicové systémy. Každý souřadnicový systém může obsahovat následující objekty: transformaci, kartografické zobrazení, CSCS model a model geoidu. Nový globální klíč obsahuje všechny vyjmenované objekty, z nichž každý je definován přesně podle metodiky vydané VÚGTK. Transformace Transformací se myslí klasická 3D prostorová podobnostní transformace na úrovni kartézských geocentrických souřadnic. Tato transformace je definována sedmi prvky: posuny ve třech souřadnicích, rotacemi kolem tří os, které definují prostorovou rotační matici, a měřítkovým faktorem. S realizací klasické 3D transformace není žádný problém, protože se jedná o prosté zadání těchto sedmi daných prvků. Kartografické zobrazení Křovákovo konformní obecné kuželové zobrazení, které se v naší zemi používá již od první republiky, doznalo poprvé ve své historii zásadní modifikace. Cílem této modifikace je upravit síť JTSK tak, aby se její tvar lépe přimykal tvaru sítě v evropských terestrických rámcích. Tato modifikace je realizována zavedením korekčních členů v Taylorových polynomických řadách, které modifikují výsledné rovinné souřadnice v hodnotách pohybujících se kolem 10 cm. Mimochodem souřadnice, vzniklé použitím pouze klasické 3D transformace a modifikovaného Křovákova zobrazení se nazývají S-JTSK/05. Vzhledem k tomu, že se jedná o nestandardní zobrazení a nestandardní modifikaci, musí být tato změna zavedena přímo do zdrojových kódů přístrojových firmwarů a kan- 2/5
celářských softwarů. Čili naším úkolem bylo přeložit instrukce od pana profesora Kosteleckého z VÚGTK a přesvědčit světově působící firmu Leica Geosystems, aby pro malou Českou republiku provedla tuto změnu do všech firmwarů aktuálně dodávaných přístrojů a aktuálních kancelářských softwarů. Díky naší důslednosti a díky vstřícnosti firmy Leica Geosystems se to povedlo! Toto modifikované zobrazení dostalo v přístrojích Leica název Czech JTSK, původní zobrazení ve firmwarech musí zůstat pro Slovensko a jmenuje se stále stejně Czech and Slovak. Pozor, zdůrazňuji, že pokud v rámci nového souřadnicového systému použijete staré zobrazení Czech and Slovak, dopustíte se chyby o velikosti kolem 10 cm v poloze. Takže musíte použít nové zobrazení Czech JTSK, které je neoddělitelným článkem celého řetězce a které bude k dispozici pouze v nových firmwarech přístrojů Systému 1200, GPS900, GS09 a Viva GNSS a v nové verzi kancelářského softwaru Leica Geo Office (LGO). U starších řad přístrojů (GPS500 a starší) a softwarů (SKI-Pro a starší) nebude tato změna nijak realizovatelná. Korekční tabulka polohopisu (CSCS model) Nyní se potřebujeme dostat dále od systému S-JTSK/05 do praxí používaného systému S-JTSK a to znamená zavedení historicky vzniklých deformací sítě, které nelze exaktně vyjádřit nějakými vzorci. Tento krok se realizuje tak, že je dána pravidelná síť bodů, kde v každém bodě této sítě jsou definovány rozdíly dy a dx mezi oběma systémy. Odchylky v obecně položeném bodě se pak počítají kvadratickou interpolací rozdílů z nejbližších bodů této pravidelné sítě. Tabulka vydaná a zveřejněná VÚGTK má síť definovanou v souřadnicích S-JTSK ve čtvercovém intervalu 2 km x 2 km. V Leica technologiích se tyto korekční tabulky obecně nazývají CSCS modely (Country Specific Coordinate System) a pro jejich zavedení existují standardní nástroje. CSCS model pro nový globální klíč byl pojmenován CZ_JT10. CSCS model je konečný článek v celém převodním řetězci, který dává výsledné polohopisné S-JTSK souřadnice bodů určovaných GNSS a na kterém také závisí přesnost v poloze. Díky hustotě a přesnosti tohoto CSCS modelu, bude možno nového globálního klíče podle vyhlášky využít nejen pro podrobné měření, ale i pro určování přechodných stanovisek a bodů PBPP, a to je zásadní posun vpřed! Korekční tabulka výškopisu model geoidu VÚGTK vydal také nový model geoidu, který na ploše celé republiky určuje odlehlost Moloděnského kvazigeoidu, vůči kterému jsou u nás měřeny ortometrické výšky v systému Bpv, od elipsoidu GRS 1980. Mřížka tohoto modelu je definována elipsoidickými souřadnicemi na elipsoidu GRS 1980 v hustotě 1 00 x 1 30 (zeměpisná šířka x délka), což zhruba odpovídá čtverci o velikosti strany 1,8 km. V Leica přístrojích a programech se tento model geoidu jmenuje CZ_Bpv10. Souřadnicové systémy v Leica přístrojích dovolují práci se dvěma elipsoidy, což je v našem případě výchozí WGS 1984 a Besselův elipsoid, proto byly odlehlosti geoidu nasazeny vůči elipsoidu WGS 1984, který se od elipsoidu GRS 1980 liší jen ve velmi malých hodnotách. Pro jistotu jsem pro- 3/5
vedl test, při kterém jsem vytvořil souřadnicový systém s místním elipsoidem GRS 1980, při kterém jsem zjistil, že rozdíly ve výškách při alternativním použití těchto dvou elipsoidů činí v našich zeměpisných šířkách 0,06 mm, což je hodnota při použití GNSS v geodetické praxi zcela zanedbatelná. Praktická realizace a cena Oficiální informace z ČÚZK Informace, podklady a data týkající se této změny jsou zveřejněny na stránkách ČÚZK a jsou zdarma. Tyto informace je samozřejmě možné využít pro vytvoření shodného transformačního programu vlastní pílí s nutností následné certifikace ve VÚGTK. Odkaz na stránky ČÚZK je následovný: http://www.cuzk.cz/dokument.aspx?prareskod=998&menuid=0&akce=doc:10-nr_etrs89 My jsme pro Vás vše nechali zakomponovat přímo do přístrojových firmwarů a kancelářského programu a nyní jsme v procesu certifikace těchto zakomponovaných algoritmů. Podpora globálního klíče v Leica produktech Kvůli modifikaci Křovákova zobrazení lze tuto změnu v Leica přístrojích realizovat pouze s nejnovějšími verzemi firmwarů a kancelářských softwarů. Pro jednotlivé produkty se jedná o následující softwarové verze: System 1200, GPS900, GS09: verze 8.10, vyjde počátkem ledna 2011 Viva GNSS: verze 3.01, vyjde počátkem ledna 2011 Leica Geo Office (LGO): v přípravě, bude upřesněno GPS500, SKI-Pro: u těchto a starších produktů již tento nový klíč nelze zavést Na tyto nové verze budete mít nárok v případě, že máte platnou softwarovou údržbu. Požadovaný nejstarší datum konce softwarové údržby bude znám po uvolnění zmíněných verzí. Ceník softwarové údržby a služeb V případě nutnosti nákupu softwarové údržby platí následující ceny: System 1200: 6000468 roční softwarová údržba přijímačů GX1230: 7 570,- Kč 6000471 roční softwarová údržba kontrolerů RX1250X: 7 570,- Kč 6000580 roční softwarová údržba kontrolerů RX1250T: 7 570,- Kč 6000439 roční softwarová údržba TPS1200: 7570,- Kč GPS900/GS09: 6000459 roční softwarová údržba kontrolerů RX900: 6003786 roční softwarová údržba kontrolerů CS09: 7 570,- Kč 7 570,- Kč 4/5
Viva GNSS: 6003732 roční softwarová údržba CS kontroleru, GS přijímače a SmartWorx Viva: 13 770,- Kč V softwaru Leica Geo Office byl změněn licenční koncept a možnosti upgradů LGO budou popsány v jednom z následujících Leica e-mailů. Vzhledem k množství požadavků na instalaci budou k datu vydání nových verzí vydány i názorné videonávody, aby si každý zvládl instalaci a nastavení provést sám. V případě výslovného požadavku provedeme instalaci a nastavení my za následující ceny: Instalace a nastavení v sídle GEFOS a.s. v Praze: 500,- Kč / 1 aparatura Instalace a nastavení v sídle zákazníka: 5 000,- Kč / 1 výjezd S přátelským pozdravem za Váš GeoTeam obchodního zastoupení Leica Geosystems Ing. Daniel Šantora GEFOS a.s. zastoupení Leica Geosystems pro ČR Kundratka 17, 180 82 Praha 8 Libeň Tel.: +420 283 842 620 Mob.: +420 724 031 261 Fax: +420 283 842 621 E-mail: ; daniel.santora@gefos.cz 5/5