Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A crossvalidation-based comparison of kriging and IDW in local GNSS/levelling quasigeoid modelling

Ligas Marcin, Lucki Blazej, Banasik Piotr

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2022

|

Vol. 114

1--7

EN

This study compares two interpolation methods in the problem of a local GNSS/levelling (quasi) geoid modelling. It uses raw data, no global geopotential model is involved. The methods differ as to the complexity of modelling procedure and theoretical background, they are ordinary kriging/least-squares collocation with constant trend and inverse distance weighting (IDW). The comparison itself was done through leave-one-out and random (Monte Carlo) cross-validation. Ordinary kriging and IDW performance was tested with a local (using limited number of data) and global (using all available data) neighbourhoods using various planar covariance function models in case of kriging and various exponents (power parameter) in case of IDW. For the study area both methods assure an overall accuracy level, measured by mean absolute error, root mean square error and median absolute error, of less than 1 cm. Although the method of IDW is much simpler, a suitably selected parameters (also trend removal) may contribute to differences between methods that are virtually negligible (fraction of a millimetre).

2

Determination of correlation coefficient between geoid-to-quasigeoid separation calculated by the satellite data in Sjöberg’s equation and GPS/Levelling method

Eshaghzadeh A., Kalantari R. A., Hekmat Z. M.

Geodesy and Cartography

|

2018

|

Vol. 67, no. 2

179--192

EN

In this paper, two techniques for calculating the geoid-to-quasigeoid separation are employed. One of them is GPS/Levelling customary method as a criterion where the geoid undulation and height anomaly are computed by subtracting the ellipsoid height attained via GPS from the orthometric height and normal height, respectively. Another approach is Sjöberg’s equation. We have used of the ICGEM website for definition of the variables of the Sjöberg’s equation, as the applied reference model is the EGM2008 global geopotential model and WGS84 reference ellipsoid. The investigations are performed over the stations of the GPS/Leveling network related to three selected areas in desert, mountain and flatland namely the Lout, Zagros and Khuzestan in Iran and afterward the correlation coefficient between the geoid-to-quasigeoid separation calculated using the satellite data in Sjöberg’s equation and GPS/Levelling method is estimated. The results indicate a straight correlation between the estimated separations from the two methods as its value for the Lout is 0.754, for the Zagros is 0.497 and for the Khuzestan is 0.659. consequently, using the satellite data in Sjöberg’s equation for the regions where there are not the GPS/Levelling and land gravity data, specially for the even areas, yield a satisfactory response of the geoidto-quasigeoid separation.

3

Weryfikacja terenowa możliwości wykorzystania quasi-geoidy „urzędowej” w technologii „niwelacji technicznej bez niwelatora”

Truszkowska B.

Przegląd Geodezyjny

|

2015

|

R. 87, nr 11

14--16

PL

Praca zawiera opis i wyniki badania terenowego quasi-prawdziwych błędów przewyższeń wyznaczanych za pomocą odbiornika GPS (współrzędne geocentryczne X,Y,Z) oraz tabeli urzędowej odstępów N quasi-geoidy od elipsoidy odniesienia GRS’80 (załączonej do rozporządzenia Rady Ministrów RP w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych). Praktycznie bezbłędne przewyższenia uzyskano metodą niwelacji geometrycznej. Sugestię wykorzystania takich wyznaczeń zamiast niwelacji technicznej przedstawił prof. Z. Adamczewski w pracy [1], nazywając taką technologię „niwelacją bez niwelatora”. Wyniki badania, przeprowadzone na ciągu niwelacji technicznej wskazują, że technologia ta może być użyteczna na terenach, gdzie nie występują zakłócenia pracy odbiorników GPS. Natomiast centymetrowa dokładność wysokości w układzie Kronsztadt’86 jest w tej technologii praktycznie zagwarantowana.

EN

The paper presents description and results of the field research of quasi-true errors of height differences, determined by means of a GPS receiver (X,Y,Z geocentric co-ordinates) and the official table of deviations N of the quasigeoid from the reference geoid GRS’80 (attached too the decree of the Council of Ministers on the state spatial reference system). Height differences, which are practically error-free, have been obtained using the direct levelling method. The suggestion to apply such determination instead of the engineering levelling was presented by prof. Z. Adamczewski in [1], as "the levelling without a level" method. Results of tests performed for a levelling traverse prove that the discussed technology may be useful in areas where operations of GPS receivers are not disturbed. The elevation accuracy of a centimetre order in the Kronsztadt'86 System is practically assured using this technology.

4

Gravity field modelling and gravimetry

Krynski J.

Geodesy and Cartography

|

2015

|

Vol. 64, no. 2

177--200

EN

The summary of research activities concerning gravity field modelling and gravimetric works performed in Poland in the period of 2011-2014 is presented. It contains the results of research on geoid modelling in Poland and other countries, evaluation of global geopotential models, determination of temporal variations of the gravity field with the use of data from satellite gravity space missions, absolute gravity surveys for the maintenance and modernization of the gravity control in Poland and overseas, metrological aspects in gravimetry, maintenance of gravimetric calibration baselines, and investigations of the nontidal gravity changes. The bibliography of the related works is given in references.

5

Accuracy assessment of GOCE-based geopotential models and their use for modelling the gravimetric quasigeoid - A case study for Poland

Godah W., Szelachowska M., Krynski J.

Geodesy and Cartography

|

2014

|

Vol. 63, no. 1

3--24

EN

The GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) has significantly upgraded the knowledge on the Earth gravity field. In this contribution the accuracy of height anomalies determined from Global Geopotential Models (GGMs) based on approximately 27 months GOCE satellite gravity gradiometry (SGG) data have been assessed over Poland using three sets of precise GNSS/levelling data. The fits of height anomalies obtained from 4th release GOCE-based GGMs to GNSS/levelling data were discussed and compared with the respective ones of 3rd release GOCE-based GGMs and the EGM08. Furthermore, two highly accurate gravimetric quasigeoid models were developed over the area of Poland using high resolution Faye gravity anomalies. In the first, the GOCE-based GGM was used as a reference geopotential model, and in the second – the EGM08. They were evaluated with GNSS/levelling data and their accuracy performance was assessed. The use of GOCE-based GGMs for recovering the long-wavelength gravity signal in gravimetric quasigeoid modelling was discussed.

PL

Misja GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer) przyczyniła się do znacznego poprawienia znajomości pola siły ciężkości Ziemi. W artykule przedstawiono wyniki oszacowania dokładności anomalii wysokości, wyznaczonych z globalnych modeli geopotencjału opracowanych na podstawie blisko 27 miesięcy pomiarów z satelitarnej misji gradiometrycznej GOCE. Do oszacowania wykorzystano trzy zbiory dokładnych danych satelitarno-niwelacyjnych z obszaru Polski. Omówiono wyniki wpasowania wartości anomalii wysokości otrzymanych z czwartej wersji globalnych modeli geopotencjału wyznaczonych na podstawie danych misji GOCE do danych satelitarno-niwelacyjnych oraz porównano je z wynikami odpowiedniego wpasowania trzeciej wersji globalnych modeli geopotencjału otrzymanych z GOCE oraz z modelu EGM08. Ponadto, wykorzystując wysokorozdzielczy zbiór grawimetrycznych anomalii Faye’a, wyznaczono dla obszaru Polski dwa grawimetryczne modele quasigeoidy o wysokiej dokładności. W pierwszym przypadku jako model referencyjny użyto model utworzony na podstawie danych z misji GOCE, w drugim – model EGM08. Wygenerowane modele quasigeoidy porównano z danymi satelitarno-niwelacyjnymi oraz oszacowano ich dokładność. Omówiono przydatność otrzymanych na podstawie danych z misji GOCE globalnych modeli geopotencjału do odtworzenia długofalowego sygnału grawimetrycznego przy modelowaniu grawimetrycznej quasigeoidy.

6

Geoid in the area of Poland in the author's investigations

Łyszkowicz A.

Technical Sciences / University of Warmia and Mazury in Olsztyn

|

2012

|

nr 15(1)

49-64

EN

The present paper describes the results of the author's work related to the geoid determination in the area of Poland. Beginning from the geoid model geoid92 worked out in 1992, various geoid models calculated from various data sets, using various methods, are presented. Additionally, the evaluation of the accuracy of the determined geoid models is given. Next, the necessity of the fitting of computed geoid models to the national vertical reference system and the evaluation of the accuracy of the functionals N, Δg, ξ, η of the gravity field calculated from the various geopotential models are presented. It results from the presented investigations, that at present the accuracy of gravimetric geoid/quasigeoid models is ± 1.4 cm and accuracy of geoid computed from geopotential model EGM08 is ± 2.4 cm. It is stated additionally that accuracy of gravity anomalies computed from the EGM08 model is ± 25 µm s-2 , while accuracy of the deflections of the vertical ξ and η is from ± 0.6'' to ± 0.7''.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących przebiegu geoidy na obszarze Polski. Poczynając od modelu geoid92, opracowanego w 1992 roku, w artykule przestawiono kolejne modele geoidy liczone z różnych danych i różnymi metodami wraz z ich charakterystyką dokładnościową. Uzasadniono konieczność dopasowania wyliczonych modeli geoidy do krajowego układu wysokościowego oraz podano dokładności charakterystyk pola siły ciężkości N, Δg, ξ, η obliczanych z kolejnych modeli geopotencjału. Z wyników badań wynika, że obecnie dokładność grawimetrycznych modeli geoidy/quasi-geoidy wynosi ± 1,4 cm, a dokładność geoidy wyliczonej z modelu geopotencjału EGM08 ± 2,4 cm. Dodatkowo stwierdzono, że dokładność anomalii grawimetrycznych wyliczonych z modelu EGM08 wynosi ± 25 µm s-2, a dokładność składowych odchyleń pionu ξ i η od ± 0.6'' do ± 0.7''.

7

Verification of localized GRACE solutions by the Polish quasigeoid

Antoni M., Borkowski A., Keller W., Owczarek M.

Geodesy and Cartography

|

2009

|

Vol. 58, no 2

89-104

EN

The GRACE-based model GGM02S is a global gravity model expressed in spherical harmonics. As the model is a global solution, a certain smoothing of the available gravity field information is unavoidable. For regional geoid determination of the irregularities of residual gravity field should be included. The paper presents the global GRACE gravity field solution, regionally improved by adding a residual field, which is represented by radial base functions. The GRACE observations over the territory of Poland are analysed and a regionally improved GRACE geoid from this data is derived. This improved regional geoid is compared with the Polish quasigeoid and differences between the global and regionally improved GRACE GGM02S solutions are discussed. The study shows that the error of the official GRACE GGM02s solution was reduced by 50% due to regional refinement.

PL

Model GGM02S wyznaczony na podstawie danych z misji GRACE jest globalnym modelem grawimetrycznym opartym na harmonikach sferycznych. Ponieważ model ten jest globalnym rozwiązaniem, nieuniknione jest pewne wygładzenie informacji grawimetrycznych. Dla wyznaczenia lokalnego modelu geoidy konieczne jest uwzględnienie informacji o zmienności lokalnego pola grawitacyjnego. W pracy przedstawiono globalne rozwiązanie GRACE, poprawione przez dodanie informacji o lokalnym polu grawitacyjnym, określonym za pomocą radialnych funkcji bazowych. Obserwacje GRACE z obszaru Polski zostały przeanalizowane i na ich podstawie został wyznaczony ulepszony lokalny model geoidy. Model ten porównano z istniejącym modelem quasigeoidy dla Polski "quasigeoida 2001", oraz przeanalizowano różnice uzyskane pomiędzy globalnym a lokalnie wzmocnionym rozwiązaniem GRACE GGM02S. Badania wykazały, że zastosowanie modelowania regionalnego zmniejsza o 50% błąd oficjalnego rozwiązania GRACE GGM02S.

8

The effect of topography and quality of a digital terrain model on the accuracy of terrain corrections for centimetre quasigeoid modelling

Grzyb M., Krynski J., Mank M.

Geodezja i Kartografia

|

2006

|

Vol. 55, no 1

23-46

EN

Modelling quasi geoid with centimetre accuracy requires taking into account irregularities of topography in the vicinity of a gravity station, i.e. the terrain correction to surveyed gravity. Accuracy of determination of the terrain correction affects quality of quasigeoid model determined. It depends on the resolution and accuracy of terrain data that usually is provided in the form of a digital terrain model DTM. Investigations were conducted with the use of the Digital Terrain Elevation Data DTED2 model developed for Poland according to the NATO-STANAG 3809 standard, as well as global models SRTM3 and SRTM30 (The Shuttle Radar Topography Mission). Also height data from the gravity database was considered. The prism method of determination of terrain corrections was applied in majority of numerical tests. Practical method for determining the optimum radius of the integration cap considering roughness of topography as well as required accuracy of terrain corrections was developed. The effect of vertical and horizontal uncertainty of a DTM as well as its resolution on the quality of the terrain corrections was investigated. The terrain corrections obtained using a prism method were also compared with the respective ones calculated using the FFT approach. The usefulness of the available topography data for precise terrain correction computation in Poland was discussed. The results of the investigations were used to determining the strategy of computation of the terrain corrections to point gravity data in the gravity database for Poland. The "2005" terrain correction set calculated for 1 078 046 gravity stations contributes to the increase of precision of gravimetric quasigeoid models developed for Poland.

PL

Przy wyznaczaniu centymetrowej quasigeoidy niezbędne jest uwzględnienie nieregularności topografii występujących wokół stacji grawimetrycznej, czyli wprowadzenie do pomierzonego przyspieszenia siły ciężkości poprawek terenowych. Dokładność obliczania poprawek terenowych ma wpływ na dokładność wyznaczanego modelu quasigeoidy. Zależy ona od dokładności i rozdzielczości danych wysokościowych oraz użytych do wyznaczania poprawek terenowych parametrów. W badaniach przeprowadzonych w ramach niniejszej pracy wykorzystano opracowany przez Zarząd Geografii Wojskowej, według standardu NATO-STANAG 3809, numeryczny model terenu DTED2 (Digital Terrain Elevation Data) dla obszaru Polski oraz modele SRTM3 (The Shuttle Radar Topography Mission) i SRTM30 dla obszaru Polski i obszarów przyległych. Porównano wyniki testowe obliczenia poprawki terenowej uzyskane przy użyciu metody prostopadłościanów i metody wykorzystującej trans formaty Pouriera. Poprawki terenowe obliczano metodą prostopadłościanów polegającą na sumowaniu wpływów nadwyżek lub niedoborów mas pochodzących od graniastosłupów o podstawach prostokątnych na składową pionową przyspieszenia siły ciężkości.. Opracowano praktyczną metodę wyznaczania wymiary obszaru, z jakiego topografia powinna być uwzględniana przy obliczaniu poprawki terenowej. Analizowano również wpływ błędów wysokości, a także błędów położenia punktów modelu na dokładność uzyskiwanych poprawek terenowych. Przedyskutowano użyteczność dostępnych danych dotyczących topografii terenu do obliczania precyzyjnych poprawek terenowych w Polsce. Uzyskane wyniki badań wykorzystano do określenia strategii obliczenia poprawek terenowych dla ponad miliona punktów grawimetrycznych zawartych w bazie danych grawimetrycznej dla Polski. Dzięki obliczonemu dla I 078 046 punktów grawimetrycznych zbiorowi poprawek terenowych możliwe będzie zwiększenie precyzji obliczanych dla obszaru Polski modeli quasigeoidy grawimetrycznej.

9

Study on choice of global geopotential model for quasigeoid determination in Poland

Krynski J., Lyszkowicz A.

Geodezja i Kartografia

|

2005

|

Vol. 54, no 1

17-36

EN

The choice of global geopotential model used in remove-restore technique for determination of regional quasigeoid from gravity data may affect the solution, in particular when the accuracy is supposed to reach a centimetre level. Global geopotential model plays also an important role in validating heigh anomalies at GPS/levelling sites that are used for the estimation of the external accuracy of quasigeoid models. Six different global geopotential models are described in the paper. Three kinds of numerical tests with use of terrestrial gravity data and GPS/levelling height anomalies were conducted. The first one concerned comparison of height anomalies at GPS/levelling sites in Poland with corresponding ones computed from various geopotential models. In the second on the terrestrial gravity anomalies in Poland and neighbouring countries were compared with corresponding gravity anomalies computed from global geopotential models. Finally the quasigeoid models obtained from gravity data with use of different global geopotential models were verified against corresponding height anomalies at GPS/levelling sites in Poland. Data quality was discussed and best fitting global geopotential model in Poland was specified.

PL

Wybór globalnego modelu geopotencjału użytego w procedurze remove-restore w procesie wyznaczania regionalnej quasigeoidy ma wpływ na rozwiązania, w szczególności, gdy oczekuje się dokładności centymetrowej. Globalny model geopotencjału odgrywa także istotną rolę w określaniu jakości anomalii wysokości wyznaczonych z pomiarów GPS na punktach o znanej wysokości normalnej, które używane są do określenia zewnętrznej dokładności modeli quasigeoidy. W pracy podano charakterystykę 6 globalnych modeli geopotencjału. Przeprowadzono trzy rodzaje testów numerycznych modeli geopotencjału, w których wykorzystano naziemne dane grawimetryczne oraz anomalie wysokości na punktach sieci POLREF i EUV52. Pierwszy test dotyczył porównania anomalii wysokości na punktach sieci POLREF i EUVN52 z odpowiadającymi anomaliami wysokości obliczonymi z różnych globalnych modeli geopotencjału. W ramach drugiego testu dokonano porównania anomalii grawimetrycznych z obszaru Polski i krajów sąsiednich z odpowiadającymi anomaliami grawimetrycznymi obliczonymi z globalnych modeli geopotencjału. Trzeci test obejmował porównanie modeli quasigeoidy obliczonych przy użyciu różnych globalnych modeli geopotencjału z anomaliami wysokości na punktach sieci POLREF i EUVN52. Na podstawie uzyskanych wyników dokonano oceny jakości danych grawimetrycznych oraz anomalii wysokości na punktach sieci POLREF i EUVN52 oraz wskazano najlepiej pasujący do obszaru Polski globalny model geopotencjału.

10

A robust method of quasigeoid modelling in Poland based on GPS/levelling data with support of gravity data

Osada E., Krynski J., Owczarek M.

Geodezja i Kartografia

|

2005

|

Vol. 54, no 3

99-117

EN

An increased use of global navigation techniques for positioning, and in particular for height determination, led to a growing need for precise models of height reference surface, i.e. geoid or quasigeoid. Geoid or quasigeoid heights at a cm accuracy level, provided on growing number of GPS/levelling sites, can not only be used for quality control of gravimetric geoid but they also can be integrated with gravity data for geoid/quasigeoid modelling. Such a model is of particular use for surveying practice. A method of quasigeoid modelling based on GPS/levelling data with support of geopotential model and gravity data was developed. The components of height anomaly are modelled with the deterministic part that consists of height anomaly based on EGM96 geopotential model and Molodensky's integral, as well as the polynomial representing trend, and from the stochastic part represented by the isotropic covariance function. Model parameters, i.e. polynomial coefficients and covariance function parameters are determined in a single process of robust estimation, resistant to the outlying measurements. The method was verified using almost a thousand height anomalies from the sites of the EUREF-POL, POLREF, EUVN'97 and WSSG (Military Satellite Geodetic Network) networks in Poland as well as geopotential model refined with gravity data in 1'x1' grid. The estimated average mean square error of quasigeoid height is at the level of 0,01 m. The outlying measurements were efficiently detected.

PL

Wraz ze wzrostem zastosowań precyzyjnych satelitarnych technik wyznaczania pozycji, w szczególności wyznaczania wysokości wzrosło zapotrzebowanie na precyzyjne modele powierzchni odniesienia dla wysokości, tj. Geoidy lub quasigeoidy. Wysokości geoidy lub quasigeoidy nad elipsoidą z centymetrową dokładnością znane na coraz większej liczbie stacji GPS o dokładnie wyznaczonej wysokosci ortometrycznej lub normalnej mogą być wykorzystane nie tylko do kontroli jakości geoidy grawimetrycznej, ale również w połączeniu z danymi grawimetrycznymi mogą być wykorzystane do modelowania geoidy/quasigeoidy. Model taki ma szczególne znaczenie dla praktyki geodezyjnej. W opracowanej metodzie modelowania quasigeoidy opartej na danych satelitarno-niwelacyjnych wykorzystywane są również dane grawimetryczne. Przyjęty model wysokości quasigeoidy składa się z części deterministycznej, która zawiera długofalową składową pochodzącą od modelu geopotencjału EGM96 i składową grawimetryczną wyrażoną całką Molodenskiego oraz części stochastycznej opisanej izotropową funkcją kowariancji, a także wielomianowego trendu. Parametry modelu - współczynniki wielomianu oraz parametry funkcji kowariancji są wyznaczane w jednym procesie estymacji, odpornej na odstające punkty pomiarowe GPS. Metoda została zweryfikowana przy użyciu niemal tysiąca anomalii wysokości na punktach krajowych sieci satelitarno-niwelacyjnych GPS: POLREF, EUVN i WSSG, modelu potencjału EGM96 oraz danych grawimetrycznych w siatce 1'x1' z obszaru Polski. Błąd średni wysokości obliczonej quasigeoidy szacowany jest na poziomie 0,01 m. Opracowana metoda stwarza możliwość efektywnej detekcji odstających obserwacji wysokości na punktach satelitarno-niwelacyjnych.