Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Evaluation of the effect of uncertainty of height data on the accuracy of terrain corrections

100%

Szelachowska M. , Krynski J.

Geodesy and Cartography

|

2009

|

tom Vol. 58, no 2

71-88

EN

The accuracy of computed terrain corrections might be an important issue when modelling precise gravimetric geoid, especially for evaluating the quality of geoid model developed. It depends on the accuracy of heights and positions of gravity points used and on the quality of digital terrain model applied. The work presents the attempts towards the estimation of the effect of uncertainty in height and position of gravity points as well as uncertainty of digital terrain model on the accuracy of computed terrain corrections. Analytical formulae for the respective error propagation were developed and they were supported, when needed, by numerical evaluations. Propagation of height data errors on calculated terrain corrections was independently conducted purely numerically. Numerical calculations were performed with the use of data from gravity database for Poland and digital terrain models DTED2 and SRTM3. The results obtained using analytical estimation are compatible with the respective ones obtained using pure numerical estimation. The terrain correction error resulting from the errors in input data generally does not exceed 1 mGal for Poland. The estimated accuracy of terrain corrections computed using height data available for Poland is sufficient for modelling gravimetric geoid with a centimetre accuracy.

PL

Dokładność obliczanych poprawek terenowych jest istotną kwestią w procesie modelowania precyzyjnej geoidy grawimetrycznej, zwłaszcza przy ocenie jakości wyznaczanego modelu geoidy. Dokładność poprawek terenowych zależy od dokładności wysokości i położenia stacji grawimetrycznych wykorzystywanych do obliczeń oraz od jakości stosowanych numerycznych modeli terenu. W artykule przedstawiona jest próba oszacowania wpływu błędów wysokości i położenia stacji grawimetrycznych oraz błędów numerycznego modelu terenu na dokładność wyznaczanych poprawek terenowych. W celu oceny propagacji błędów zostały wyprowadzone wzory analityczne, wsparte z konieczności w kilku przypadkach obliczeniami numerycznymi. Została również przeprowadzona numeryczna ocena propagacji błędów danych wysokościowych na obliczane poprawki terenowe. Testy numeryczne wykonano przy wykorzystaniu danych z grawimetrycznej bazy danych dla Polski oraz numerycznych modeli terenu DTED2 oraz SRTM3. Wyniki otrzymane z oszacowań analitycznych i numerycznych są spójne. Błąd poprawki terenowej, wynikający z błędów danych wysokościowych dostępnych dla obszaru Polski, w większości przypadków nie przekracza 1 mGal. Dokładność poprawek terenowych w Polsce jest wystarczająca do modelowania geoidy z dokładnością centymetra.

2

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

84%

Grzyb M. , Krynski J. , Mank M.

Geodezja i Kartografia

|

2006

|

tom 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.

3

Centymetrowa geoida na obszarze Polski - realia i perspektywy

59%

Kryński J.

Prace Instytutu Geodezji i Kartografii

|

2007

|

tom T. 53, z. 111

5-46

PL

Zgromadzone w wyniku współpracy krajowych i zagranicznych ośrodków naukowych w ramach projektu badawczego KBN w latach 2002-2005 dane geodezyjne, grawimetryczne, astronomiczne, geologiczne i satelitarne zostały poddane gruntownej analizie jakościowej. Zostały one również zgodnie z obowiązującymi standardami sprowadzone do jednolitych układów odniesienia, uporządkowane i zarchiwizowane w odpowiednich bazach danych. W wyniku przeprowadzonych analiz wskazano globalne modele geopotencjału najlepiej obecnie nadające się do wykorzystania w procesie modelowania metodą remove-compute-restore quasigeoidy na obszarze Polski. Opracowano metodologię i obliczono poprawki terenowe do punktowych danych grawimetrycznych z grawimetrycznej bazy danych. Wygenerowano także dla obszaru Polski nowy zbiór średnich anomalii Faye'a w siatce 1' x 1'. Zgromadzone dane posłużyły do opracowania modelu geoidy astronomiczno-geodezyjnej oraz precyzyjnych modeli quasigeoidy grawimetrycznej, satelitarno-niwelacyjnej, zintegrowanej oraz quasigeoidy wpasowanej w wysokości punktów sieci POLREF. Jakość obliczonych modeli quasigeoidy oceniono na podstawie wewnętrznej oceny oraz analiz porównawczych, w szczególności z wykorzystaniem danych z założonego w ramach projektu kontrolnego trawersu satelitarno-niwelacyjnego. Najlepsze spośród wygenerowanych modeli quasigeoidy na obszarze Polski osiągają dokładność 2 cm. Opracowane technologie modelowania quasigeoidy oraz zgromadzone i uporządkowane dane należy w najbliższej przyszłości wykorzystać do opracowania modelu quasigeoidy dla obszaru Polski; model ten powinien zastąpić stosowany powszechnie model GUGiK 2001. Dalszej znaczącej poprawy dokładności modelu quasigeoidy na terenie Polski można oczekiwać w wyniku przeprowadzenia szczegółowej weryfikacji danych grawimetrycznych i wysokościowych, dokładniejszego obliczenia poprawek terenowych z użyciem wszystkich dostępnych informacji, spożytkowania wyników wyrównania kampanii niwelacyjnej 1999-2002, łącznego wykorzystania odchyleń pionu z danymi grawimetrycznymi, dalszego udoskonalenia metodologii i technik obliczeniowych oraz wykorzystania nowych modeli geopotencjału z misji kosmicznych GRACE i GOCE. Istotną przeszkodą w wygenerowaniu na terenie Polski quasigeoidy wpasowanej o centymetrowej dokładności jest niezadowalająca jakość wysokości punktów oporowych (wpasowania) sieci POLREF, którą należy szacować na poziomie 3-4 cm.

EN

Geodetic, gravimetric, astronomical, geological and satellite data acquired in cooperation of national and foreign research centres within the project supported by the Polish State Committee for Scientific Research in 2002-2005 have been extensively qualitatively and quantitatively analysed. They have been transformed to unified reference systems in accordance with recent standards, and then archived in the respective databases. The analyses performed indicated global geopotential models recently most suitable for quasigeoid modelling in Poland with the use of "remove-compute-restore" method. Methodology for computing terrain corrections with the use of available data was developed. Terrain corrections were calculated for point gravity data from the gravity database. A new set of mean 1' x 1' Faye gravity anomalies was generated. The acquired data was further used for generating models of astro-geodetic geoid, and precise models of gravimetric, GPS/leveIling, integrated quasigeoid and quasigeoid best fitted to the heights of the sites of the POLREF network. Quality of quasigeoid models developed was estimated with the use of internal accuracy analysis as wen as data from the controI GPS/leveIling traverse established within the project. Accuracy of the best of obtained quasigeoid models in Poland is at the level of 2 cm. The elaborated methodology as well as the acquired and unified data should in the nearest future be used for developing a new quasi geoid model for Poland that would rep lace the GUGiK 2001 quasigeoid model, recommended by the Head Office of Geodesy and Cartography in Poland for the use in surveying practice. An extensive verification of gravity and height data, more rigorous and precise determination of terrain corrections with the use of all available information, the use of the results of adjustment of 1999-2002 levelling campaign, the integrated use of deflections of the vertical with gravity data, further improvement of methodology and computational techniques and the use of new global geopotential models from gravity field modelling-dedicated space missions GRACE and GOCE can contribute to substantial improvement of quality of quasigeoid models in Poland. The basic problem with generating a quasigeoid model of centimetre accuracy in Poland, best fitted to GPS/levelling data is an insufficient quality of heights of fitting stations of the POLREF network, that is estimated at the level of 3-4 cm.