Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Transformations between the height reference frames: Kronsztadt'60, PL-KRON86-NH, PL-EVRF2007-NH

Kadaj R.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2018

|

z. 65, nr 3

5--24

EN

The State Spatial Reference System in Poland currently includes two height reference frames: the first, PL-KRON86-NH, with the old name Kronsztadt'86, and the second, called PL-EVRF2007-NH, as a Polish implementation of the European Vertical Reference Frame (EVRF), named also NAP (Normal Amsterdams Peil). Kronsztadt'86 was supposed to replace the earlier reference system called Kronsztadt'60, but the intentions were not fully in line with reality. Kronsztadt'60 has been implemented in all geodetic and cartographic elaborations even before the computer era and will probably exist until the use of analogue maps or their duplicates in the form of raster maps. For practical purposes, transformation formulas have been developed between all three reference frames mentioned in the title of work. For this purpose, about 16,000 points of the base height network in the PL-EVRF2007-NH and PL-KRON86-NH were used and more than 7,000 points in the Kronsztadt'60. Transformational formulas were developed in two variants: in the form of polynomials approximated by the least squares method and in the form of an interpolative grid. Basic empirical relationships were implemented among others in the program TRANSPOL v. 2.06 [8], elaborated according to the assumptions of the Head Office of Geodesy and Cartography.

2

Theoretical and applied research in the field of higher geodesy conducted in Rzeszow

Kadaj R., Świętoń T.

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2016

|

Vol. 100

79--100

EN

Important qualitative changes were taking place in Polish geodesy in last few years. It was related to application of new techniques and technologies and to introduction of European reference frames in Poland. New reference stations network ASG-EUPOS, together with Internet services which helps in precise positioning was created. It allows to fast setting up precise hybrid networks. New, accurate satellite networks became the basis of new definitions in the field of reference systems. Simultaneously arise the need of new software, which enables to execute the geodetic works in new technical conditions. Authors had an opportunity to participate in mentioned undertakings, also under the aegis of GUGiK, by creation of methods, algorithms and necessary software tools. In this way the automatic postprocessing module (APPS) in POZGEO service, a part of ASG-EUPOS system came into being. It is an entirely polish product which works in Trimble environment. Universal software for transformation between PLETRF89, PL-ETRF2000, PULKOWO’42 reference systems as well as defined coordinate systems was created (TRANSPOL v. 2.06) and published as open product. An essential functional element of the program is the quasi-geoid model PL-geoid-2011, which has been elaborated by adjustment (calibration) of the global quasi-geoid model EGM2008 to 570 geodetic points (satellite-leveling points). Those and other studies are briefly described in this paper.

3

The combined geodetic network adjusted on the reference ellipsoid – a comparison of three functional models for GNSS observations

Kadaj R.

Geodesy and Cartography

|

2016

|

Vol. 65, no. 2

229--257

EN

The adjustment problem of the so-called combined (hybrid, integrated) network created with GNSS vectors and terrestrial observations has been the subject of many theoretical and applied works. The network adjustment in various mathematical spaces was considered: in the Cartesian geocentric system on a reference ellipsoid and on a mapping plane. For practical reasons, it often takes a geodetic coordinate system associated with the reference ellipsoid. In this case, the Cartesian GNSS vectors are converted, for example, into geodesic parameters (azimuth and length) on the ellipsoid, but the simple form of converted pseudo-observations are the direct differences of the geodetic coordinates. Unfortunately, such an approach may be essentially distorted by a systematic error resulting from the position error of the GNSS vector, before its projection on the ellipsoid surface. In this paper, an analysis of the impact of this error on the determined measures of geometric ellipsoid elements, including the differences of geodetic coordinates or geodesic parameters is presented. Assuming that the adjustment of a combined network on the ellipsoid shows that the optimal functional approach in relation to the satellite observation, is to create the observational equations directly for the original GNSS Cartesian vector components, writing them directly as a function of the geodetic coordinates (in numerical applications, we use the linearized forms of observational equations with explicitly specified coefficients). While retaining the original character of the Cartesian vector, one avoids any systematic errors that may occur in the conversion of the original GNSS vectors to ellipsoid elements, for example the vector of the geodesic parameters. The problem is theoretically developed and numerically tested. An example of the adjustment of a subnet loaded from the database of reference stations of the ASG-EUPOS system was considered for the preferred functional model of the GNSS observations.

4

Empirical methods of reducing the observations in geodetic networks

Kadaj R.

Geodesy and Cartography

|

2016

|

Vol. 65, no. 1

13--40

EN

The paper presents empirical methodology of reducing various kinds of observations in geodetic network. A special case of reducing the observation concerns cartographic mapping. For numerical illustration and comparison of methods an application of the conformal Gauss-Krüger mapping was used. Empirical methods are an alternative to the classic differential and multi-stages methods. Numerical benefits concern in particular very long geodesics, created for example by GNSS vectors. In conventional methods the numerical errors of reduction values are significantly dependent on the length of the geodesic. The proposed empirical methods do not have this unfavorable characteristics. Reduction value is determined as a difference (or especially scaled difference) of the corresponding measures of geometric elements (distances, angles), wherein these measures are approximated independently in two spaces based on the known and corresponding approximate coordinates of the network points. Since in the iterative process of the network adjustment, coordinates of the points are systematically improved, approximated reductions also converge to certain optimal values.

5

Układy odniesienia PL-ETRF89, PL-ETRF2000 i relacje między nimi

Kadaj R.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 4

181--194

PL

Nowy układ odniesienia PL-ETRF2000, reprezentowany przez stacje systemu ASG-EUPOS, został wprowadzony do zastosowań formalnie Rozporządzeniem RM z 2012 r., jakkolwiek współrzędne stacji w tym układzie udostępniono dopiero w lipcu 2013r. Ze względu na powszechne korzystanie z serwisów ASGEUPOS, ważną kwestią stają się relacje pomiędzy nowym układem a istniejącym układem PL-ETRF89, który ma już w Polsce ponad 20-letnią historię – stosowany prawie we wszystkich „produktach” geodezyjno-kartograficznych. W zależności od zastosowania, wspomniane relacje mogą mieć charakter „teoretyczny”, wyrażony przez transformację konforemną (7-mio parametrową) lub „empiryczny”, oparty na siatce interpolacyjnej, która pozwala uwzględnić dodatkowo lokalne deformacje układu PL-ETRF89. Do tego ostatniego zadania, oprócz punktów sieci POLREF możliwe stało się wykorzystanie wyników nowego wyrównania dawnej sieci I klasy w układzie PL-ETRF2000. Po wprowadzeniu nowego układu odniesienia PL-ETRF2000 wystąpiła potrzeba skalibrowania modeli quasi-geoidy (anomalii wysokości) na nowe wysokości elipsoidalne. W użyciu praktycznym, chodzi o to, by niwelacja satelitarna wykonywana przy wykorzystaniu serwisów systemu ASG-EUPOS i modelu quasi-geoidy dawała wysokości normalne w układzie PL-KRON86-NH bez przesunięcia systematycznego. W pracy przedstawiono założenia i wyniki estymacji parametrów transformacji konforemnej pomiędzy układami, wskazując na potrzebę zastosowania tych formuł w przypadku integracji obiektów pochodzących z różnych układów odniesienia.

EN

The new reference frame PL-ETRF2000, represented by the stations ASG-EUPOS system was introduced for use formally by the Government Ordinance in 2012., although the stations coordinates in this system became available only in July 2013. Due to the widespread use of services ASG-EUPOS important issue is the relationships between new reference frame and the existed reference system PL-ETRF89, which has in Poland more than 20-years history – applied almost all most important geodetic and cartographic "products". Depending on the application, these relationships can be "theoretical", expressed by the conformal (7-parameters) transformation or "empirical", based on an interpolation grid, which allows to take into account additional local deformations of the PL-ETRF89. For this last task, in addition to POLREF network points it became possible to use the results of the new adjustment of the old national network of first class in the PL-ETRF2000 reference frame. After introducing the new reference system PL-ETRF2000, a need to calibrate the quasi-geoid models (height anomalies) on the new ellipsoidal heights occured. In practical use, the the point is that the satellite leveling performed using ASG-EUPOS system services and the model of quasi-geoid gave normal height in a PL-KRON86-NH without a systematic shift. The paper presents the assumptions and results of parameters estimation of conformal transformation between two systems, pointing to the need to apply these formulas in the case of integration of objects (e.g. geodetic networks) coming with different reference systems.

6

Problematyka numerycznego opracowania precyzyjnych sieci zintegrowanych z wykorzystaniem stacji ASG-EUPOS, na przykładach sieci realizacyjnych dla tras komunikacyjnych

Kadaj R.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 1/II

181-188

PL

W pracy przedstawiono kilkuetapowy algorytm wyrównania precyzyjnych sieci trójwymiarowych, tworzących układy obserwacyjne złożone z wektorów GNSS i pomiarów klasycznych. W celu uzyskania najwyższej dokładności wyników, wyrównanie sieci zintegrowanej powinno realizować się na elipsoidzie odniesienia, co wymaga przekształcenia wektorów GNSS na wektory linii geodezyjnych (rzutowania wektorów trójwymiarowych na elipsoidę). Taka operacja eliminuje ewentualne błędy systematyczne o kierunku wertykalnym (błędy wyznaczeń wysokości anten lub ich parametrów kalibracyjnych). Drugie założenie dotyczy wyboru punktów nawiązania sieci. Postuluje się by były to wyłącznie stacje referencyjne, które są wyznaczone z wysoką dokładnością w jednolitym układzie odniesienia. Podano przykłady obliczeń precyzyjnych sieci realizacyjnych dla tras komunikacyjnych. Wszelkie niezbędne do procesu obliczeniowego programy obliczeniowe są dostępne w pakiecie GEONET_2006.

EN

This article presents the precise 3D integrated networks adjustment consisting of classical measurements and GNSS vectors. Obtaining the highest exactitude results, adjustment of integrated networks should be settled on ellipsoid reference, which requires GNSS vectors to geodetic lines conversing (3D vector ellipsoid projection) Such operation eliminates the possible vertical systematic errors (the ones of inaccurate determination of antenna's height or its calibration parameters). The second assumption is related to the choice of reference points. The choice of reference stations, which are determined in consistent reference frame is highly suggested. Examples of all calculations are here to find. Software programs and procedures are available in the GEONET_2006 edition.

7

Pół analityczne rozwiązanie bazowe typu „float” postprocessingu GPS

Kadaj R.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 1/II

169-180

PL

W pracy przedstawiono zmodyfikowany algorytm postprocessingu GPS zaimplementowany już praktycznie w oprogramowaniu serwisu POZGEO systemu ASG-EUPOS. Istotny element optymalizacyjny dotyczy przede wszystkich etapu rozwiązania typu "float". Model funkcjonalny tego zadania przedstawia się w naturalnej postaci nieliniowej i w tej postacji formułuje się funkcję celu metody najmniejszych kwadratów. Wykazano empirycznie, że w dostatecznie dużym otoczeniu rozwiązania typu "float" funkcja celu może być zastąpiona wielomianem algebraicznym stopnia drugiego względem trzech niewiadomych - składowych wektora GNSS. Niewiadome nieoznaczoności eliminuje się wcześniej w modelu funkcjonalnym układu obserwacyjnego stosując schemat Schreibera. Rozwiąznie znajduje się łatwo drogą numeryczną (półanalityczną) poprzez sukcesywne zawężanie obszaru poszukiwań. Testy numeryczne potwierdzają, że przy zachowaniu dobrych warunków dotyczących pomiarów statycznych (sesje o długości 1 - 2h), proponowane rozwiązanie typu "float" staje się bliskie rozwiązaniu typu "fixed", a przynajmniej ogranicza przestrzeń poszukiwań całkowitych nieoznaczoności do ich zmian jednostkowych: -1, 0, +1.

EN

The work presents modified algorithm already implemented in POZGEO service of ASG-EUPOS system. The essential element concerns mainly the " float” solution. Its functional task model is introduced in the natural non-linear form and the objective function for least squares method is also formulated in this way. It was empirically proven, that in the sufficiently large surroundings of “float” solution, objective function can be superseded by the second rank algebraic polynomial of three unknowns -GNSS vectors’ components. Unknown ambiguities are eliminated at the earlier stage by Schreiber's scheme. Solution is easily found thanks to narrowing of the search area and the use of numerical methods (half-analytical). Referring to numerical tests and taking into the account good conditions of static measurements (time limit 1-2h), proposed "float” solution becomes closer to the "fixed” solution, limiting at the same time the ambiguity search area to integer changes: -1, 0, +1.

8

Zastosowanie różnicowego układu obserwacyjnego typu Schreibera do opracowania sesji pomiarów statycznych GPS

Kadaj R.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2010

|

Vol. 59, nr 2

85-106

PL

Praca przedstawia nowe algorytmy dla względnego pozycjonowania GPS, oparte na zbiorach różnic fazowych typu Schreibera. Tradycyjne procedury, stosujące podwójne lub potrójne różnicowanie faz i ścisłe modele stochastyczne w estymacji najmniejszych kwadratów, wymagają wyznaczenia odwrotności (inwersji) niediagonalnej i zazwyczaj znacznych rozmiarów macierzy kowariancyjnej. Finalnym produktem inwersji jest pełna (niediagonalna) macierz wagowa. Koszt kompletnego rozwiązania staje się bardzo znaczący w przypadku wielopunktowych sesji GPS i przy stosowaniu potrójnego różnicowania faz. Formułując zbiór różnic typu Schreibera, otrzymujemy estymację najmniejszych kwadratów z diagonalną macierzą wagową. Estymatory są identyczne z zadaniem oryginalnym. Użyteczne cechy algorytmów są teoretycznie dowiedzione. Algorytmy zostały zaimplementowane w profesjonalnych programach dla GPS, m.in. w module automatycznego post-processingu (APPS) w systemie stacji referencyjnych ASG-EUPOS w Polsce.

EN

The paper presents new algorithms for GPS relative positioning, basing on Schreiber's type sets of carrier phase differences. Traditional procedures, using the double or triple phase differencing and strict stochastic models in the least-squares estimation, require the inversing of non diagonal and usually large covariance matrix. The final product of inversion is a full (non diagonal) weight matrix. The cost of the complete solution is very simple in case of a multi-point GPS session and by application of triple phase differences. Formulating the Schreiber's type set of differences we obtain the least-squares estimation with the diagonal weight matrix. The estimators are identical to the original task. The applicable features of the algorithms are theoretically proved. The algorithms are implemented in professional GPS soft ware, e.g. in the automatic post-processing module (APPS) in ASG-EUPOS system of reference stations in Poland.

9

Moduł postprocessingu GPS w systemie GEONET (poster)

Kadaj R., Świętoń T.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2010

|

Vol. 59, nr 2

153-161

PL

Wraz z budową systemu ASG-EUPOS powszechnie dostępne stały się wyniki permanentnych obserwacji na stacjach referencyjnych (serwis POZGEO-D). Aby w pełni wykorzystać te dane, niezbędne są narzędzia umożliwiające wykonanie postprocessingu długich, statycznych wektorów GPS. Autorzy, bazując na doświadczeniach przy tworzeniu serwisu POZGEO, opracowali odpowiednie oprogramowanie. W artykule przedstawiono szczegóły budowy i zasadę działania modułu postprocessingu systemu GEONET. Omówiono zasady przygotowania wejściowych plików RINEX, wykorzystywane formaty plików z kalibracją anten i orbitami precyzyjnymi, wybór wektorów, dostępne parametry obliczeń i wyniki. Zaprezentowano schemat obliczeń i wyrównań obserwacji GPS dostępnych w systemie GEONET.

EN

Since ASG-EUPOS system has been built, the results of permanent observations are widely available (POZGEO-D service). To fully use this data, tools for computation of long, static GPS vectors are necessary. The authors created software suitable for such purposes. In this paper, some technical details of post-processing module in GEONET system are described. Rules of data (RINEX files) preparations, formats of files with antennas calibration and precise ephemeredes, available parameters of computations, types of reports and graphical analysis are presented. Authors also reviewed schemas of static GPS observation computation and adjustments available in GEONET system.

10

Algorytm i oprogramowanie modułu automatycznego postprocessingu (APPS) w polskim systemie satelitarnych stacji referencyjnych (ASG-EUPOS)

Kadaj R., Świętoń T.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2009

|

z. 51 [262]

37-56

PL

System precyzyjnego pozycjonowania satelitarnego ASG-EUPOS zbudowano w Polsce w latach 2006-2008, z inicjatywy Głównego Urzędu Geodezji i Kartografii. Pełne uruchomienie i udostępnienie systemu dla zastosowań geodezyjnych i nawigacyjnych nastąpiło w czerwcu 2008 r. System składa się z 98 stacji referencyjnych rozmieszczonych równomiernie w całym obszarze Polski, z których dwie stanowią centra kontrolno-obliczeniowe (główne w Warszawie i zapasowe w Katowicach). Cechą jakościową systemu jest wysoka subcentymetrowa precyzja pozycjonowania, zarówno w czasie rzeczywistym (RTK), jak też w trybie sieciowej, manualnej komunikacji z centralnym serwerem (serwis automatycznego postprocessingu). Jakkolwiek większość oprogramowania i sprzętu systemu pochodzi z firmy TRIMBLE, moduł automatycznego postprocessingu (APPS) jest całkowicie rozwiązaniem krajowym, opracowanym teoretycznie i zaimplementowanym przez autorów niniejszej publikacji. W pracy przedstawiono podstawowe metody i rozwiązania algorytmiczne przyjęte w module APPS. Istotnym elementem oryginalnym jest opracowany nowy algorytm (BETA) dla zadania pojedynczego postprocessingu, wykorzystujący tzw. schemat Schreibera dla układu potrójnych różnic fazowych. Moduł przeszedł pomyślnie testy praktyczne w roku 2008.

EN

In 2.06.2008 Precise Satellite Positioning System ASG-EUPOS became available for customers. It was built in years 2007-2008 on GUGiK. (Head Office of Geodesy and Cartography) order. System has real time and postprocessing services which support GPS measurements with accuracies up to 1 cm. Automatic Postprocessing Software for Trimble Application (APPS) is used in POZGEO - service which is a part of ASG-EUPOS. The new algorithm of postprocessing (name BETA) was developed. In this article functional model and algorithms of postprocessing (especially algorithm BETA) used in APPS are described. The differences between practical application of POZGEO and POZGEO-D are presented.

11

New algorithms of GPS post-processing for multiple baseline models and analogies to classical geodetic networks

Kadaj R.

Geodezja i Kartografia

|

2008

|

Vol. 57, no 2

61-79

EN

The paper presents new differencing algorithms for post-processing GPS data, using double or triple carrier phase differences and multiple baseline sessions. The characteristic feature of the new algorithms is, that they use full sets of Schreiber’s type observation differences with theoretically proved diagonal weight matrices. The proposed estimation models are equivalent to the least squares estimation applied to the original system of un-differenced observation equations. The theoretical ground of the algorithms are the theorems on the properties of differencing equations of Schreiber’s type. The theorems become practically useful mainly in case of functional models with triple-differences. In a classical approach, this task was simplified for the sake of necessity of inverting non diagonal covariance matrix, usually of a large dimension. Diagonal weight matrix is also obtained in case of multiple point observation session where correlation of the GPS vectors forces in practice the use of the simplified stochastic models. The proposed method eliminates also the problem of selection of a reference satellite. It is very important especially in case of long observation sessions. The algorithms are applied in professional software for GPS relative positioning.

PL

Praca prezentuje nowe algorytmy różnicowe dla postprocessingu GPS, z wykorzystaniem podwójnych lub potrójnych różnic faz oraz wielopunktowych sesji obserwacyjnych. Charakterystyczną cechą nowych algorytmów jest to, że wykorzystują one pełne zbiory (typu Schreibera) różnic obserwacyjnych z (teoretycznie) diagonalnymi macierzami wagowymi. Proponowane modele estymacji są równoważne do zadania najmniejszych kwadratów dla oryginalnego, układu nie różnicowych równań obserwacyjnych. Teoretyczną podstawą algorytmów są twierdzenia o własnościach równań różnicowych typu Schreibera. Twierdzenia mają praktyczne znaczenie zwłaszcza w odniesieniu do funkcjonalnego modelu potrójnych różnic faz. W ujęciu klasycznym takie zadanie było upraszczane ze względu na konieczność odwracania nie diagonalnej macierzy kowariancyjnej, zwykle o znacznych rozmiarach. Podobne korzyści otrzymuje się w przypadku wielopunktowej sesji obserwacyjnej, gdzie skorelowanie wektorów GPS zmusza w praktyce do użycia uproszczonych modeli stochastycznych. Proponowana metoda eliminuje także problem wyboru satelity bazowego (referencyjnego). Jest to bardzo ważne zwłaszcza dla długich sesji obserwacyjnych. Algorytmy nie wymagają selekcji jakiegokolwiek satelity – wszystkie one spełniają taką samą funkcję. Algorytmy są zastosowane w profesjonalnych programach dla względnego pozycjonowania w systemie GPS.

12

Automatyczny postprocessing w ASG-EUPOS

Kadaj R., Świętoń T.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2008

|

nr 10

14-18

13

Układy współrzędnych i transformacje w systemach informacji przestrzennej

Kadaj R.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2005

|

Vol. 114, nr 45

177-184

PL

Aktualnym problemem polskiej geodezji i kartografii jest przekształcenie wszelkich zasobów (osnów i map) do nowych układów współrzędnych kartograficznych (2000 lub 1992). Poprawne wykonanie tych zadań wymaga uwzględnienia cech jakościowych dotychczasowego i nowego układu odniesienia, reprezentowanego w każdym przypadku przez osnowy geodezyjne. Praca syntetyzuje kwestie metodologiczne, które zostaną rozwinięte w referacie audytoryjnym.

EN

A present problem in Polish geodesy and cartography is the transformation of all resources (geodetic control and maps) to new cartographic coordinate systems (2000 or 1992). Proper realization of these tasks requires taking into consideration quality properties of the present and new coordinate systems, represented in each case by geodetic controls. The paper synthesizes methodological issues, which will be further during presentation.

14

Programy do przeliczeń współrzędnych

Kadaj R.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2001

|

nr 3

16--18

15

Wzory na układy

Kadaj R.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2000

|

nr 10

25--33

16

Rady na układy

Kadaj R.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2000

|

nr 9

14--18

17

Osnowy a układy

Kadaj R.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2000

|

nr 12

28--32

18

Elipsoidy a układy

Kadaj R.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2000

|

nr 11

15--19

19

Precyzyjne sieci geodezyjne dla tras komunikacyjnych przy wykorzystaniu techniki GPS

Kadaj R.

Geodezja / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

1999

|

T. 5, z. 1

15-29

PL

W pracy sformułowano zasady projektowania sieci realizacyjnych zakładanych dla inwestycji wydłużonych z uwzględnieniem wymagań dokładnościowych, niezawodnościowych i funkcjonalnych. Przyjęto, że będą to sieci zintegrowane, w których osnowę podstawową tworzą punkty GPS, zaś osnowę szczegółową - punkty ciągów poligonowych lub łańcuchowych rozciągniętych pomiędzy punktami GPS. Przedstawiono również zasady prowadzenia dwuetapowego i łącznego wyrównania wydłużonych sieci zintegrowanych

EN

The paper presents a formulation of rules for design of control networks for elongated projects sites, including accuracy, reliability and functionality demands. It was assumed, that the control will consist of integrated networks, with a frame created by GPS points, densified by detail traverse networks. A method for two-stage and batch adjustment of elongated integrated networks is also presented