Prospect of development of the VRSNET reference stations network

• Autorzy: Kudas Dawid , Wnęk Agnieszka , Savchyn Ihor

Identyfikatory

DOI

10.15576/GLL/2020.2.51

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The VRSNET is a commercial active geodetic network of reference stations deployed on Polish territory and in neighbouring countries. The paper presents a spatial analysis of locations of VRSNET permanent stations whose antennas and satellite receivers continuously record signals transmitted by Global Navigation Satellite Systems (GNSS). The study focused on delimiting the potential average range of individual stations in Poland. Spatial analyses, including Voronoi/Thiessen diagram (Dirichlet tessellations) and spatial buffers were used in the research. The study evaluated the geometry of the VRSNET network for the Real Time Kinematic (RTK) measurements that use base vectors solely from the analysed stations. Possible development of the VRSNET network through launching new reference stations was elaborated, too. The spatial analyses indicated the localisation and range of areas with an insufficient density of the VRSNET network. The locations of 16 new reference stations have been delimited on Polish territory. The VRSNET network with newly designed stations was reassessed for validation using the Voronoi/Thiessen diagram and spatial buffers. The results were compared with the parameters for the Active Geodetic Network – European Position Determination System (ASG-EUPOS). Improved RTK measurement geometric parameters resulting from the proposed scenario of the VRSNET network development have been demonstrated. Network density can also have a positive impact on the measurement results of the Network Real Time Kinematic (NRTK).

PL

VRSNET jest komercyjną aktywną siecią geodezyjną składającą się ze stacji referencyjnych znajdujących się na terytorium Polski oraz na terytorium państw sąsiednich. W pracy przedstawiono analizę przestrzenną lokalizacji stacji permanentnych VRSNET, których anteny i odbiorniki satelitarne w sposób ciągły odbierają i rejestrują sygnały transmitowane przez GNSS (Global Navigation Satellite Systems). Rozważania skupiły się na delimitacji obszaru Polski pod względem potencjalnego zasięgu średniego poszczególnych stacji. W badaniach wykorzystano analizy przestrzenne m.in. diagram Voronoi/Thiessen (tesselacje Dirichleta) oraz bufory przestrzenne. W pracy oceniono geometrię sieci VRSNET dla potrzeb wykonywania pomiarów techniką Real Time Kinematic (RTK) z wykorzystaniem wektorów bazowych opartych wyłącznie na analizowanych stacjach. Podjęto także dyskusję dotyczącą możliwego rozwoju sieci VRSNET poprzez uruchomienie nowych stacji referencyjnych. W wyniku przeprowadzonych analiz przestrzennych wskazano lokalizację i zasięg obszarów wymagających zagęszczenia sieci VRSNET. W obszarach określonych w toku delimitacji powierzchni Polski wskazano lokalizacje 16 nowych stacji referencyjnych. W celu walidacji zagęszczoną o nowoprojektowane stacje sieć VRSNET poddano ponownej ocenie z użyciem diagramu Voronoi/Thiessena oraz buforów przestrzennych. Otrzymane wyniki porównano z parametrami dotyczącymi państwowej sieci ASG-EUPOS (Active Geodetic Network – European Position Determination System). Wykazano wynikającą z zaproponowanego scenariusza rozbudowy sieci VRSNET poprawę parametrów pomiarów techniką RTK. Zagęszczenie sieci może także wpływać pozytywnie na wyniki pomiarów techniką Network Real Time Kinematic (RTN).

Słowa kluczowe

EN

VRSNET; active geodesic network design; RTK; GNSS; Voronoi/Thiessen polygons; CORS

PL

VRSNET; projektowanie aktywnej sieci geodezyjnej; RTK; GNSS; poligony Voronoi/Thiessen; CORS

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie
• Czasopismo: Geomatics, Landmanagement and Landscape
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 2
• Strony: 51--64
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kudas Dawid

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Katedra Geodezji 30-198 Kraków, ul. Balicka 253a

autor

Wnęk Agnieszka

• Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Katedra Geodezji 30-198 Kraków, ul. Balicka 253a

autor

Savchyn Ihor

• Lviv Polytechnic National University Institute of Geodesy, Ukraine

Bibliografia

• Baybura T., Tiryakioğlu İ., Uğur M.A., Solak H.İ., Şafak Ş. 2019. Examining the Accuracy of Network RTK and Long Base RTK Methods with Repetitive Measurements. Journal of Sensors. https://doi.org/10.1155/2019/3572605
• Brown N., Geisler I., Troyer L. 2006. RTK Rover Performance using the Master-Auxiliary Concept. Journal of Global Positioning Systems, 5. https://doi.org/10.5081/jgps.5.1.135
• Calka B., Bielecka E., Figurski M. 2017. Spatial pattern of ASG-EUPOS sites. Open Geosciences, 9(1), 613–621. https://doi.org/10.1515/geo-2017-0046
• Czechlowski M., Wojciechowski T., Adamski M., Niedbała G., Piekutowska M. 2018. Application of ASG-EUPOS high precision positioning system for cereal harvester monitoring. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, 63(4), 44–50.
• Dymarska N., Rohm W., Sierny J., Kapłon J., Kubik T., Kryza M., Jutarski J., Gierczak J., Kosierb R. 2017. An assessment of the quality of near-real time GNSS observations as a potential data source for meteorology. Meteorology, Hydrology and Water Management, 5(1), 3–13. https://doi.org/10.26491/mhwm/65146
• El-Mowafy A. 2012. Precise Real-Time Positioning Using Network RTK, Global Navigation Satellite Systems: Signal, Theory and Applications, Shuanggen Jin, IntechOpen. https://www.intechopen.com/books/global-navigation-satellite-systems-signal-theory-and-applications/precise-real-time-positioning-using-network-rtk. https://doi.org/10.5772/29502
• Grejner-Brzezinska D., Wielgosz P., Kashani I., Smith D., Spencer P., Robertson D., Mader G. 2004. An analysis of the effects of different network-based ionosphere estimation models on rover positioning accuracy. Journal of Global Positioning Systems, 3, 1–2, 115–131. https://doi.org/10.5081/jgps.3.1.115
• Kablak N., Reity O., Ştefan O., Rădulescu A.T.G.M., Rădulescu C. 2016. The Remote Monitoring of Earth’s Atmosphere Based on Operative Processing GNSS Data in the UA-EUPOS/ZAKPOS Network of Active Reference Stations. Sustainability 8(4), 391. https://doi.org/10.3390/su8040391
• Koivula H., Kuokkanen J., Marila S., Lahtinen S., Mattila T. 2018. Assessment of sparse GNSS network for network RTK. Journal of Geodetic Science, 8(1), 136–144. https://doi.org/10.1515/jogs-2018-0014
• Krypiak-Gregorczyk A., Wielgosz P., Gosciewski D., Paziewski J. 2013. Validation of approximation techniques for local total electron content mapping. Acta Geodynamica et Geomaterialia, 10, 3(171), 275−283. https://doi.org/10.13168/AGG.2013.0027
• Kudas D., Wnęk A., Czempas T. 2017. Compatibility of RTN solutions in selected active geodetic networks. Infrastructure and Ecology of Rural Areas, II/2017, 767−781. https://doi.org/10.14597/infraeco.2017.2.2.059
• Kudas D., Wnęk A. 2019a. Operation of ASG-EUPOS POZGEO sub-service in the event of failure of reference stations used in the standard solution – case study. Geomatics, Landmanagement and Landscape, 4, 59–71. http://dx.doi.org/10.15576/GLL/2019.4.59
• Li W., Goodchild M.F., Church R. 2013. An efficient measure of compactness for two-dimensional shapes and its application in regionalization problems. International Journal of Geographical Information Science, 27, 6, 1227−1250. https://doi.org/10.1080/13658816.2012.752093
• Muzondo I.F., Combrinck L., Botai J.O., Munghemezulu C. 2015. A Spatial Analysis of Global Navigation Satellite System Stations Within the Context of the African Geodetic Reference Frame. In: International Association of Geodesy Symposia, Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/1345_2015_199
• Nykiel G., Figurski M., Baldysz Z. 2019. Analysis of GNSS sensed precipitable water vapour and tropospheric gradients during the derecho event in Poland of 11th August 2017. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 193. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2019.105082.
• Okabe A., Boots B., Sugihara K., Chiu S.N. 2009. Spatial Tessellations: Concepts and Applications of Voronoi Diagrams. John Wiley & Sons, Chichester−New York−Weinheim−Brisbane−Singapore−Toronto.
• Osserman R. 1978. Isoperimetric inequality. Bulletin of the American Mathematical Society, 84 (6), 1182-1238.
• Pokojski W., Pokojska P. 2018. Voronoi diagrams – inventor, method, applications. Polish Cartographical Review, 50(3), 141−150. https://doi.org/10.2478/pcr-2018-0009
• Savchyn I., Duma M. 2016. Dniester PSPP control GNSS network optimization. ISTCGCAP, 84, 84, 17–24. https://doi.org/10.23939/istcgcap2016.02.017
• Savchyn I., Vaskovets S. 2018. Local geodynamics of the territory of Dniester Pumped Storage Power Plant. Acta Geodyn. Geomater., 15, 1 (189), 41–46. https://doi.org/10.13168/AGG.2018.0002
• Takac F., Zelzer O. 2008. The Relationship Between Network RTK Solutions MAC, VRS, PRS, FKP and i-MAX. In: Proceedings of the 21st International Technical Meeting of the Satellite Division of The Institute of Navigation (ION GNSS 2008), Savannah, GA, USA, 16–19 September 2008.
• Uznański A. 2016. Pozycjonowanie RTN w odniesieniu do różnych sieci stacji referencyjnych w Polsce. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej. Oddział w Krakowie, cz. 1.
• Uznański A. 2017. Analiza porównawcza jakości pomiarów RTN nawiązanych do wszystkich sieci referencyjnych w Polsce. Zeszyty Naukowo-Techniczne Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej, 1(112).
• Uznański A. 2019. Monitoring of mining areas in relation to various reference networks. In: E3S Web Conference, 106, 01012. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201910601012
• Vollath U., Buecherl A., Landau H., Pagels C., Wagner B. 2000. Multi-base RTK positioning using Virtual Reference Stations. 13th Int. Tech. Meeting of the Satellite Div. of the U.S. Institute of Navigation, Salt Lake City, Utah, 19−22 September 2000, 123−131.
• Wang C., Feng Y., Higgins M., Cowie B. 2010. Assessment of commercial network RTK user positioning performance over long inter-station distances. Journal of Global Positioning Systems, 9(1), 78−89. https://doi.org/10.5081/jgps.9.1.78
• Wnęk A., Kudas D., Halva J. 2019. Analysis of changes in land cover structure using ring‑shaped polygons of evaluation, on the example of selected areas of Slovakia, Poland and the Czech Republic. Geomatics, Landmanagement and Landscape, 1, 45–56. http://dx.doi.org/10.15576/GLL/2019.1.45
• www.asgeupos.pl: ASG-EUPOS [accessed: 7.04.2020 r.]
• www.epos-pl.eu: Europen Plate Observing [accessed: 7.04.2020 r.]
• www.meteopg.pl [accessed: 7.04.2020 r.]
• www.vrsnet.pl: VRSNET [accessed: 10.04.2020 r.]

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).