Analysis of the geometry of the TPI NETpro reference station network in Poland

• Autorzy: Kudas Dawid , Wnęk Agnieszka

Identyfikatory

DOI

10.15576/GLL/2021.4.169

Warianty tytułu

PL

Analiza geometrii sieci stacji referencyjnych TPI NETpro na obszarze Polski

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Active geodetic networks currently perform many important tasks, including supporting satellite measurements with relative methods (e,g. Real Time Kinematic, Network Real Time Kinematic). For this reason, the geometries of reference station networks should meet certain standards both in terms of optimal distances between the reference stations as well as their spatial distribution. The paper presents a spatial analysis of the TPI NETpro commercial active geodetic network and a comparison of the obtained geometric parameters with the values calculated in relation to the national ASG-EUPOS network. Voronoi polygonization (also known as Dirichlet tessellation) and Delaunay triangulation were applied to assess the geometric dependence of the location of reference stations, while the nearest neighbour analysis was used to determine the degree of clustering of reference stations. The conducted analyses showed that the analysed network of TPI NETpro reference stations is characterised by a geometry similar to the national network ASG-EUPOS. The average distance between the neighbouring stations of the TPI NETpro network, expressed as the average length of the sides of Delaunay triangles built on this network, is 64.93 km, while the analysis of the nearest neighbour showed an average distance between stations of 41.97 km. The average distance connecting the TPI NETpro network points with the nearest neighbour from the ASG-EUPOS network is 25.20 km, and 41.06 km in the case of the three nearest neighbours. It has also been demonstrated that the ASG-EUPOS network points are more dispersed than the TPI NETpro network points.

PL

Aktywne sieci geodezyjne pełnią aktualnie wiele istotnych zadań wśród, których należy wymienić wspomaganie pomiarów satelitarnych metodami względnymi (np. Real Time Kinematic, Network Real Time Kinematic). Z tego też względu geometrie sieci stacji referencyjnych powinny spełniać określone standardy zarówno pod względem optymalnych odległości pomiędzy stacjami referencyjnymi jak również ich przestrzennego rozkładu. W pracy wykonano analizę przestrzenną komercyjnej aktywnej sieci geodezyjnej TPI NETpro, jak również porównano otrzymane parametry geometryczne z wartościami uzyskanymi dla narodowej sieci ASG-EUPOS. Do oceny zależności geometrycznych lokalizacji stacji referencyjnych wykorzystana została poligonizacja Woronoja (zwanej także tesselacja Dirichleta) oraz triangulacja Delaunaya, natomiast do określenia stopnia skupień stacji referencyjnych zastosowano analizę najbliższego sąsiada. Przeprowadzone analizy wykazały, że analizowana sieć stacji referencyjnych TPI NETpro charakteryzuje się geometrią zbliżoną do państwowej sieci ASG-EUPOS. Średnia odległość pomiędzy sąsiednimi stacjami sieci TPI NETpro wyrażona jako średnia długość boków trójkątów Delaunaya zbudowanych na tejże sieci wynosi 64.93 km, natomiast analiza najbliższego sąsiada wykazała średnią odległość pomiędzy stacjami wynoszącą 41.97 km. Średnia odległość łącząca punkty sieci TPI-NETpro z najbliższym sąsiadem z sieci ASG-EUPOS wynosi 25.20 km, a w przypadku trzech najbliższych sąsiadów 41.06 km. Wykazano również, że punkty sieci ASG-EUPOS są bardziej rozproszone, niż ma to miejsce w przypadku punktów sieci TPI NETpro.

Słowa kluczowe

EN

active geodetic network; TPI NETpro; ASG-EUPOS; Voronoi polygons; Delaunay triangulation

PL

Aktywna Sieć Geodezyjna; ASG-EUPOS; TPI NETpro; wielokąty Voronoja; triangulacja Delaunaya

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie
• Czasopismo: Geomatics, Landmanagement and Landscape
• Rocznik: 2021
• Tom: no. 4
• Strony: 169--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kudas Dawid

• University of Agriculture in Krakow Department of Land Surveying 30-198 Kraków, ul. Balicka 253a

• https://orcid.org/0000-0003-1109-114X

autor

Wnęk Agnieszka

• University of Agriculture in Krakow Department of Land Surveying 30-198 Kraków, ul. Balicka 253a

• https://orcid.org/0000-0001-8669-2519

Bibliografia

• Bahadur B., Nohutcu M. 2018. PPPH: a MATLAB-based software for multi-GNSS precise point positioning analysis. GPS Solutions, 22(4), 1–10.
• Banville S., Collins P., Zhang W., Langley R.B. 2014. Global and regional ionospheric corrections for faster PPP convergence. Navigation. Journal of the Institute of Navigation, 61(2), 115–124.
• Bosy J., Graszka W., Leończyk M. 2007. ASG-EUPOS-a multifunctional precise satellite positioning system in Poland. TransNav. International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, 1(4).
• Bosy J., Oruba A., Graszka W., Leończyk M., Ryczywolski M. 2008. ASG-EUPOS densification of EUREF Permanent Network on the territory of Poland. Reports on Geodesy, 105–111.
• Calka B., Bielecka E., Figurski M. 2017. Spatial pattern of ASG-EUPOS sites. Open Geosciences, 9(1), 613–621.
• Clark P.J., Evans F.C. 1954. Distance to nearest neighbour as a measure of spatial relationships in populations. Ecology, 35(4), 445–453.
• Dardanelli G., Pipitone C. 2021. The effects of CORS network geometry and differential NRTK corrections on GNSS solutions. Geographia Technica, 16, Special Issue, 56–69. https://doi.org/10.21163/GT_2021.163.05
• El-Mowafy A. 2005. Analysis of the Design Parameters of Multi-Reference Station RTK GPS Networks. Surveying and Land Information Science, 65, 1, 17–26.
• EUPOS 2014. European Position Determination System. Terms of Reference, Revised 3rd Edition. Resolution 25.6 of the International EUPOS® Steering Committee. http://www.eupos.org
• EUPOS 2021. www.eupos.org [accessed: 20.11.2021].
• Figurski M., Araszkiewicz A., Szafranek K., Nykiel G., Podkowa A. 2015. CGSREFMON 2.0 – coordinates stability monitoring system of the Polish GNSS reference stations. 15th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2015, 2. https://doi.org/10.5593/SGEM2015/B22/S9.018
• Figurski M., Kaminski P., Kroszczynski K., Szafranek K. 2009. ASG-EUPOS monitoring with reference to EPN. Artificial Satellites, 44(3), 85.
• GEOForum 2012. https://geoforum.pl/news/13523/wat-wspolpracuje-z-tpi [accessed: 20.11.2021].
• GEOForum 2013a. https://geoforum.pl/news/14212/80-kraju-w-zasiegu-tpi-netpro [accessed: 20.11.2021].
• GEOForum 2013b. https://geoforum.pl/news/15104/tpi-netpro-polaczona-ze-stacjami-ukrainskimi [accessed: 20.11.2021].
• GEOForum 2013c. https://geoforum.pl/news/16436/wiekszosc-tpi-netpro-w-zasobie [accessed: 20.11.2021].
• GEOForum 2014. https://geoforum.pl/news/16794/tpi-netpro-rozrasta-sie-na-zachodzie [accessed: 20.11.2021].
• Gökdaş Ö., Özlüdemir M.T. 2020. A Variance Model in NRTK-Based Geodetic Positioning as a Function of Baseline Length. Geosciences, 10, 7. https://doi.org/10.3390/geosciences10070262
• Grejner-Brzezinska D., Kashani I., Wielgosz P. 2005. On accuracy and reliability of instantaneous network RTK as a function of network geometry, station separation, and data processing strategy. GPS Solut, 9, 212–225. https://doi.org/10.1007/s10291-005-0130-1
• Kudas D. 2020. Analysis of the density of the national network of reference stations on the example of ASG-EUPOS. Geomatics, Landmanagement and Landscape.
• Kudas D., Wnęk A., Savchyn I. 2020. Prospect of development of the VRSNET reference stations network. Geomatics, Landmanagement and Landscape.
• Lian J., He L., Ma B., Li H., Peng W. 2013. Optimal sensor placement for large structures using the nearest neighbour index and a hybrid swarm intelligence algorithm. Smart Materials and Structures, 22(9), 095015.
• Lim S., Rizos C. 2008. A conceptual framework for server-based GNSS operations. Journal of Global Positioning Systems, 7(2), 35–42.
• Marques H.A., Marques H.A.S., Aquino M., Veettil S.V., Monico J.F.G. 2018. Accuracy assessment of Precise Point Positioning with multi-constellation GNSS data under ionospheric scintillation effects. Journal of Space Weather and Space Climate, 8, A15.
• Mora O.E., Langford M., Mislang R., Josenhans R., Chen J. 2020. Precision performance evaluation of RTK and RTN solutions: a case study. Journal of Spatial Science. https://doi.org/10.1080/14498596.2020.1837686
• Murrian M.J., Gonzalez C.W., Humphreys T.E., Novlan T.D. 2016. A dense reference network for mass-market centimeter-accurate positioning, 2016 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS), 243–254. https://doi.org/10.1109/PLANS.2016.7479708.
• NadowskiNet 2021. www.nadowski.pl [accessed: 20.11.2021].
• Oleniacz G., Skrzypczak I. 2012. Analysis of the sides lenght of 3rd class horizontal geodetic networks on the basis of data from 56 counties. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 01, 181–188.
• Petovello M., Dabove P., De Agostino M. 2011. Network RTK and reference station configuration. Inside GNSS. November/December, 24–29.
• Prochniewicz D., Szpunar R., Kozuchowska J., Szabo V., Staniszewska D., Walo J. 2020. Performance of Network-Based GNSS Positioning Services in Poland: A Case Study. Journal of Surveying Engineering. American Society of Civil Engineers, 146, 3. https://doi.org/10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000316
• Rozporządzenie Ministra Rozwoju, Pracy i Technologii z dnia 6 lipca 2021 r. w sprawie osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych (Dz.U. 2021 poz. 1341).
• RTKNet 2021. http://www.gnss.net.pl [accessed: 20.11.2021].
• SmartNet 2021. www.hxgnsmartnet.com [accessed: 20.11.2021].
• Tang W., Meng X., Shi C., Liu J. 2013. Algorithms for Sparse Network-based RTK GPS Positioning and Performance Assessment. Journal of Navigation, 66(3), 335–348. https://doi.org/10.1017/S0373463313000015
• TPI RTK 2021. www.rtk.topnetlive.com [accessed: 20.11.2021].
• TPINet 2021. www.tpinet.pl [accessed: 20.11.2021].
• Uznanski A. 2012. Analiza precyzji i dokładności pozycjonowania punktów na bazie serwisu NAWGEO systemu ASG-EUPOS. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich, 1/II.
• VRSNet. http://www.vrsnet.pl [accessed: 20.11.2021].
• Wanninger L. 1998. Real-time differential GPS error modelling in regional reference station networks. In: Advances in positioning and reference frames. Springer, Berlin, Heidelberg, 86–92.
• Wübbena G., Willgalis S. 2001. State space approach for precise real time positioning in GPS reference networks. Proceedings of International Symposium on Kinematic Systems in Geodesy, Geomatics and Navigation, KIS-01, Banff, Canada , June 5–8, 2001.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).