Point position accuracy in a vector gnss network and the way it is linked to reference stations

• Autorzy: Gargula Tadeusz

Identyfikatory

DOI

10.15576/GLL/2021.2.23

Warianty tytułu

PL

Dokładność położenia punktu w sieci wektorowej GNSS w zależności od sposobu nawiązania do stacji referencyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study is to assess the impact of the location (distribution) of reference points (reference stations of the ASG-EUPOS system) on the accuracy of the final determination of the local measurement grid points. The research was carried out in terms of the possibility of using the static GNSS method to determine displacements, both relative (vector lengths) and absolute (coordinates in the spatial system). A mathematical record of the computational process (functional model and stochastic model) was presented, on the basis of which the test vector network was adjusted (indirect method) and the accuracy assessment after the adjustment was performed. The subject of the numerical tests were the actual measurement results of a part of the geodetic network (GNSS vectors) established in the mining area (the results of one of the periodic measurement cycles were used). Numerical analyses take into account several different variants of establishing the network: depending on the location (direction east–west, north–south) and the number of ASG-EUPOS stations used. The following parameters (relating to the designated positions) were adopted as comparative criteria: coordinate deviation (in the Cartesian geocentric system) from the reference values, spatial length deviation between the designated points from its reference value, mean coordinate errors, error in the position of a point in three-dimensional space, length mean error as a function of adjusted observations (using the law of transfer of errors of mean correlated quantities). Particular attention was paid to the discrepancy between the adjustment results for different systems of reference to the ASG-EUPOS stations. On the basis of the performed calculation tests and the performed comparative analyses, conclusions were compiled that may be helpful in planning periodic measurements for the purpose of determining land displacements.

PL

Celem niniejszej pracy jest ocena wpływu położenia (rozmieszczenia) punktów nawiązania (stacji referencyjnych systemu ASG-EUPOS) na dokładność ostatecznych wyznaczeń punktów lokalnej siatki pomiarowej. Badania prowadzono pod kątem możliwości wykorzystania metody statycznej GNSS do wyznaczania przemieszczeń, zarówno względnych (długości wektorów) jak i bezwzględnych (współrzędne w układzie przestrzennym). Przedstawiony został matematyczny zapis procesu obliczeniowego (model funkcjonalny oraz model stochastyczny), w oparciu o który przeprowadzono wyrównanie testowej sieci wektorowej (metodą pośredniczącą) oraz ocenę dokładności po wyrównaniu. Przedmiotem testów numerycznych były rzeczywiste wyniki pomiarów fragmentu sieci geodezyjnej (wektory GNSS) założonej na obszarze eksploatacji górniczej (wykorzystano wyniki jednego z cykli pomiarów okresowych). Analizy numeryczne uwzględniają kilka różnych wariantów nawiązania sieci – w zależności od położenia (kierunek wschód – zachód, północ – południe) oraz liczby wykorzystanych stacji ASG-EUPOS. Jako kryteria porównawcze przyjęto następujące parametry (odnoszące się do wyznaczonych pozycji): odchyłka współrzędnych (w układzie kartezjańskim geocentrycznym) od wartości referencyjnych, odchyłka długości przestrzennej pomiędzy wyznaczonymi punktami od jej wartości referencyjnej, błędy średnie współrzędnych, błąd położenia punktu w przestrzeni trójwymiarowej, błąd średni długości jako funkcji obserwacji wyrównanych (z wykorzystaniem prawa przenoszenia się błędów średnich wielkości skorelowanych). Zwrócono szczególnie uwagę na rozbieżności pomiędzy wynikami wyrównania dla różnych układów nawiązania do stacji ASG-EUPOS. Na podstawie przeprowadzonych testów obliczeniowych oraz wykonanych analiz porównawczych zestawiono wnioski, które mogą być pomocne przy planowaniu pomiarów okresowych dla celów wyznaczania przemieszczeń terenu.

Słowa kluczowe

EN

GNSS vector network; establishing a geodetic control network; ASG-EUPOS reference station; rigorous adjustment; determining terrain displacements

PL

sieć wektorowa GNSS; nawiązanie osnowy geodezyjnej; stacja referencyjna ASG-EUPOS; wyrównanie ścisłe; wyznaczanie przemieszczeń terenu

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie
• Czasopismo: Geomatics, Landmanagement and Landscape
• Rocznik: 2021
• Tom: no. 2
• Strony: 23--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gargula Tadeusz

• Tadeusz Gargula University of Agriculture in Krakow Division of Land Surveying ul. Balicka 253, 30-198 Kraków

• https://orcid.org/0000-0003-3109-5922

Bibliografia

• Bałut A., Gocał J. 1997. Precise GPS and classical control for local ground deformations in mining and landslide areas and for project surveys. Reports on Geodesy. Komitet Geodezji PAN, 5(28).
• Baryła R., Oszczak S., Koczot B., Szczechowski B. 2007. A concept of using static GPS measurements for determination of vertical and horizontal land deformations in the Main and Old City of Gdansk. Reports on Geodesy, 1(82), 17–24.
• Bosy J., Graszka W., Leończyk M. 2008. Aktywna Sieć Geodezyjna EUPOS jako element składowy państwowego systemu odniesień przestrzennych. Przegląd Geodezyjny, Wyd. SIGMA-NOT, 12.
• Dawidowicz K., Lamparski J., Świątek K. 2007. Wyznaczanie wysokości z wykorzystaniem niwelacji satelitarnej. XX Jubileuszowa Jesienna Szkoła Geodezji „Współczesne metody pozyskiwania i modelowania geodanych”, Polanica Zdrój, 16‒18 września 2007 r.
• Gargula T. 2009. Wpływ długich wektorów GPS na dokładność pozycji punktu w zastosowaniu do wyznaczania przemieszczeń terenu. Przegląd Geodezyjny, 8, 10–14.
• Gargula T. 2010. Application of a damping function in adjustment of GPS networks with long vectors. Allgemeine Vermessung-Nachrichten, 2, 62–70.
• Gargula T. 2011. Zintegrowane sieci modularne w zastosowaniu do wyznaczania przemieszczeń. Zeszyty Naukowe UR w Krakowie, 473, seria Rozprawy, 350.
• Gargula T. 2011a. GPS Vector Network Adjustment in a Local System of Coordinates Based on Linear-Angular Spatial Pseudo-Observations. Journal of Surveying Engineering, 137(2), 60‒64.
• Gargula T. 2019. The concept for numerical development of modular networks integrated with the GNSS measurements, Geomatics, Landmanagement and Landscape, 1, 15‒23
• Góral W., Szewczyk J. 2004. Zastosowanie technologii GPS w precyzyjnych pomiarach deformacji. Uczelniane Wyd. Nauk.-Dyd. AGH, Kraków.
• GUGiK 2011. Zalecenia techniczne: Pomiary satelitarne oparte na systemie precyzyjnego pozycjonowania ASG-EUPOS (www.asgeupos.pl).
• GUGiK 2013. Poradnik użytkownika systemu ASG-EUPOS. Warszawa (www.asgeupos.pl).
• Kadaj R. 2007. Sieci wektorowe GPS z obserwacjami klasycznymi w aspekcie modernizacji państwowych osnów geodezyjnych. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 1, 171–178.
• Leica 2009. Leica GPS1200 – Specyfikacja techniczna i charakterystyka systemu (www.leica-geosystems.com).
• Pażus R. 2009. Spojrzenie na ASG-EUPOS od strony użytkownika POZGEO. Cz. III. Raport POZGEO. Geodeta – Magazyn Geoinformacyjny, 5(168), 26–28.
• Prószyński W., Kwaśniak M. 2006. Podstawy geodezyjnego wyznaczania przemieszczeń. Pojęcia i elementy metodyki. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
• Wiśniewski Z. 2005. Rachunek wyrównawczy w geodezji (z przykładami). Wyd. Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn.
• Wiśniewski Z., Kamiński W. 2020. Estimation and Prediction of Vertical Deformations of Random Surfaces. Applying the Total Least Squares Collocation Method. Sensors, 20, 1‒24.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).