NUMERUS

GPS i geoida w praktyce

Wraz z upowszechnianiem się techniki GNSS, a zwłaszcza rozwojem serwisu ASG-EUPOS, pojawiło się ożywione zainteresowanie krajowym modelem quasi-geoidy. Szczególne zainteresowanie wykazują posiadacze odbiorników RTK/RTN, co jest zrozumiałe, ponieważ właściwy model geoidy wgrany do kontrolera decyduje o jakości pomiarów wysokościowych. Jeszcze niedawno geoida była przedmiotem zainteresowania tylko wąskiej grupy specjalistów zajmujących się zagadnieniami geodezji wyższej, a gwałtownie stała się "chlebem powszednim" w najprostszych zastosowaniach produkcyjnych. Sprawa jest oczywista, ale w wymiarze praktycznym użytkownicy GPS-ów napotykali na niemałe problemy:

Zobacz również
Program H2H-pl

Bardzo pomocne w kierunku normalizacji sytuacji było rozporzadzenie Rady Ministrów z dnia 15 października 2012 r. w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych, którego skutkiem było opublikowanie przez GUGiK modelu quasi-geoidy pn. PL-geoid-2011, co nastapiło w styczniu 2014 r. Tym razem jest to model obowiązujacy, więc geodeta ma jasność jakiego modelu powinien używać. Warto również doceniać, że jest to już model numeryczny zintegrowany wysokościowo z siecią ASG-EUPOS.

Jednakże model quasi-geoidy opublikowany w 2014 roku dotyczy różnic pomiędzy wysokością elipsoidalną i wysokością normalną w układzie PL-KRON86-NH. Tymczasem na obszrze kraju następuje systematyczne przechodzenie na układ wysokościowy PL-EVRF2007-NH. Przeliczenie do tego układu wysokości mierzonych metodą GNSS wymaga innego modelu geoidy. Stosowne dane w tym zakresie zostały opublikowany przez GUGiK w grudniu 2019 roku.

Ewentualnie źle dobrany model geoidy na pewno ma negatywny wpływ na dokładność rzędnych wyznaczanych metodą GNSS. W poniższej tabeli dla kilkunastu przykładowych punktów podano wartości różnic undulacji N pomiędzy aktualnie obowiązującym modelm PL-geoid-2011 oraz poprzednim modelem pn. GUGiK-2001. Jak widać w kolumnie [ 7 ] w niektórych rejonach różnice są bardzo istotne.

Współrzędne punktuUndulacja N Różnica N
[5]-[4]
Różnica N
[3]-[4]
BLGUGiK-2001 PL-geoid-2011
siatka 1' x 1'
PL-geoid-2011
siatka 0.01o x 0.01o
1234567
49 13 05.1219 53 08.6243.03243.03043.03090.00090.002
49 29 17.3420 34 10.1139.64639.56039.5593-0.00070.086
49 44 03.6519 00 26.7342.30042.24742.24770.00070.053
49 35 19.4421 22 14.7237.30337.21237.21210.00010.091
49 14 12.2922 15 02.7237.42037.35337.35390.00090.067
54 15 24.0516 04 09.4733.54033.56533.56580.0008-0.025
54 15 15.5520 45 21.2728.11628.04128.04100.00000.075
53 44 20.4222 15 04.4528.54228.46228.4614-0.00060.080
52 26 10.6522 52 03.4028.73628.65528.6548-0.00020.081
51 45 07.3222 41 15.2929.58629.50329.5028-0.00020.083
49 45 11.7221 49 06.3035.66235.58935.5885-0.00050.073
49 48 01.4919 59 11.3340.29840.23240.23230.00030.066
51 51 03.4114 39 12.2340.33140.35140.35100.0000-0.020
53 50 25.1715 10 24.6335.05135.00535.00540.00040.046
54 30 32.1118 11 32.8330.05130.01030.01030.00030.041
54 05 41.2322 31 26.7027.85227.80427.8035-0.00050.048
52 31 31.3214 42 15.3837.86837.84837.84810.00010.020
52 13 23.5219 25 07.5332.27732.24932.24950.00050.028
51 11 24.0815 42 10.6741.56941.55041.5499-0.00010.019

Dodatkowo w tabeli pokazano wartość undulacji wyliczonej przy zastosowaniu dla geoidy siatek interpolacyjnej o interwale 1'x1' oraz interwale 0.01ox0.01o. Pierwszy interwał był stosowany w modelu GUGiK-2001 i zazwyczaj jest używany w oprogramowaniu kontrolerów GPS. Drugi, mniejszy interwał siatki jest przypisany orginalnej postaci modelu PL-geoid-2011. Jak widać z powyższej tabeli (kolumna 6) różnica interwału siatki interpolacyjnej nie ma istotnego wpływu na dokładność undulacji w zastosowaniach praktycznych, ponieważ z dużym zapasem mieści się w zakresie dokładności odbiornika GPS.

Zamów plik geoidy w układzie PL-KRON86-NH lub PL-EVRF2007-NH w formacie GSF

Istnieje możliwość zamówienia pliku nowej geoidy PL-geoid-2011 w układzie PL-KRON86-NH lub PL-EVRF2007-NH oraz w formacie GSF. Osoby zainteresowane proszone są o kontakt e-mailowy.
Będzie to stosowny wycinek modelu przystosowany do rejonu działalności zamawiającego. Przyjęto zasadę, że największy wycinek geoidy może obejmować obszar konkretnego powiatu i jego powiatów sąsiednich lub tylko wybranych powiatów sąsiednich. Daje to możliwość dopasowania wycinka geoidy do własnych potrzeb geodety określonych rejonem jego działania. W wiekszości przypadków sprosta potrzebom typowej aktywności przeciętnego geodety. Cena zależy od wielkości zamówionego wycinka.

Ewidentną korzyścią posługiwania się odpowiednio dobranym, własnym plikiem geoidy będzie przyspieszenie pracy rejestratora. Duży zakres terytorialny pliku geoidy, obejmujący np. cały kraj, jest związany z angażowaniem dużych zasobów procesora kontrolera, które przy tego typu urządzeniach nie są zbyt duże. Każde powiększenie obszaru powoduje powiększenie pliku geoidy w proporcji kwadratowej. Tak więc zmniejszenie obszaru do zakresu odpowiadającego faktycznym potrzebom zlikwiduje straty czasowe na ładowanie oraz przetwarzanie niepotrzebnych danych. W przypadku niektórych rejestratorów na załadowanie pełnej geoidy dla całego kraju wymagany jest czas ok. 4 minut. Kosztowne czasowo będzie również posługiwanie się plikiem geoidy obejmujacym niepotrzebnie np. całe województwo. Tę każdorazową, przymusową stratę można wyeliminować posługując się fragmentem geoidy odpowiednio dobranym do zakresu terytorialnego swojej typowej działalności.

Jak wiadomo model geoidy pozwala na przejście z wysokości elipsoidalnych do wysokości normalnych w układzie PL-KRON86-NH lub PL-EVRF2007-NH. Stanowi to pewien problem w zastosowaniu techniki GPS w rejonach, gdzie mapa jest prowadzona w starym układzie Kronsztadt'60. Do realizacji wzajemnych przeliczeń pomiędzy różnymi układami wysokości użyteczny może być program H2H-pl. Na wielu obszarach kraju różnica pomiedzy układami wysokości jest istotna i nie można jej bagatelizować, ponieważ będzie to skutkować istotnym błedem wyniku pomiarów wysokości.

Copyright© NUMERUS Wiesław Kozakiewicz www.numerus.net.pl