Program do przeliczeń ETRF2000 <-> ETRF89

NUMERUS

Program ETRF2000

Program służy do zastosowań geodezyjnych zwłaszcza dla użytkowników sieci ASG-EUPOS. Umożliwia wzajemne przeliczanie współrzędnych na obszarze Polski pomiędzy dwoma tzw. geodezynymi układami odniesienia:

PL-ETRF2000, który fizycznie jest realizowany przez sieć stacji permanentnych ASG-EUPOS. Stacje ASG-EUPOS pracują w tym układzie odniesienia od lipca 2013 r. Jest to najnowszy układ odniesienia,
PL-ETRF89, który fizycznie był realizowany przez punkty podstawowej osnowy geodezyjnej oraz punkty osnów niższego rzędu. W praktyce właśnie w tym układzie są wyrażone dane geodezyjne funkcjonujace jeszcze w wielu ośrodkach dokumentacji geodezyjnej i kartograficznej.

Oba wyżej wymienione układy wynikają ze sposobu dowiązania polskiej sieci geodezyjnej do sieci europejskiej. Tak w jednym, jak i w drugim przypadku dowiązanie wykonano metodą GNSS, ale w przypadku PL-ETRF89 w dowiązaniu nie brały udziału stacje ASG-EUPOS, ponieważ były one założone dopiero później.
Oba uklady odniesienia są dopuszczone w Polsce przez obowiązujące Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 15 października 2012 r. w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych. Układy te nie powinny być jednak mieszane i mylone ze sobą w ramach określonej puli punktów, ponieważ powoduje to merytoryczną niespójność danych geodezyjnych.

W tym momencie należy zwrócić uwagę na pewne kwestie pojęciowe z czego nie każdy zdaje sobie sprawę. Otóż czym innym jest układ współrzędnych, a czym innym jest układ odniesienia współrzędnych.

Układ współrzędnych jest związany z odwzorowaniem kartograficznym zastosowanym do konwersji współrzednych elipsidalnych φ,λ na współrzedne prostokątne płaskie x,y. W tym kontekście możemy mówić na przyklad o układzie współrzędnych pod nazwą PL-2000, PL-1992, PL-UTM etc.

Natomiast układ odniesienia współrzędnych to wynik sposobu zintegrowania naszej krajowej sieci geodezyjnej z siecią europejską. Jeżeli takie nawiązanie, jakby z osnową wyższego rzędu, zrealizujemy w nieco inny sposób to należy spodziewać się, że otrzymamy trochę inne współrzędne punktów naszej sieci. Zwykle współrzędne konkretnego punktu fizycznego wyrażone w identycznym układzie współrzędnych nieco różnią się od siebie w zależności od układu odniesienia ETRF. Tak więc posługując się na przykład układem współrzędnych płaskich prostokątnych pn. PL-2000 możemy mieć do czynienia z wartościami współrzędnych, które symbolicznie w nomenklaturze geodezyjnej są oznaczane jako
PL-ETRF2000-2000 albo PL-ETRF89-2000, gdzie środkowy człon oznacza układ odniesienia. Dla konkretnego punktu zwykle zachodzi relacja PL-ETRF2000-2000 ≠ PL-ETRF89-2000.

Różnica współrzędnych pomiędzy ww. układami odniesienia mieści się w zakresie kilku centymetrów, jest zmienna na obszarze kraju, więc konkretna wartość zależy od lokalizacji.

Co to oznacza w praktyce?
Funkcjonowanie dwóch układów odniesienia jest niekomfortowe dla użytkowników sieci ASG-EUPOS. Współrzędne pozyskane metodą GNSS są bowiem wyrażone w układzie odniesienia PL-ETRF2000, a w zasobie geodezyjnym w większości przypadków króluje układ odniesienia PL-ETRF89. Pomierzone współrzędne powinny więc być poddane stosownemu przeliczeniu, aby doprowadzić je do matematycznej spójności z dotychczasowym zasobem (lub odwrotnie), z czego nie zawsze zdają sobie sprawę geodeci.

Doprowadzenie do jednorodności układów odniesienia powinno być uwzględnione chociażby przed wykonaniem analiz związanych z obowiązującym pomiarem kontrolnym metody RTK/RTN na punktach istniejącej osnowy poziomej. Dopiero po stosownym ujednoliceniu współrzędnych można formułować wnioski dotyczące spełnienia kryterium dopuszczalnej różnicy współrzędnych na punktach kontrolnych. Może się wówczas okazać, że w przypadkach pierwotnie zbyt dużej różnicy stres był niepotrzebny, ponieważ podwyższona odchyłka była spowodowana tylko systemową różnicą układów odniesienia. Może zachodzić też sytuacja odwrotna - "gołe" różnice współrzędnych przez przypadek są zadawalające, a po doprowadzeniu do jednorodności układów odniesienia okaże się, że przekraczają one wartości dopuszczalne.

Podobny problem dotyczy również prawidłowego numerycznego opracowania sieci GNSS realizowanych metodą statyczną, zwłaszcza gdy jest ona dowiązana jednocześnie do stacji ASG-EUPOS oraz punktów osnowy podstawowej zlokalizowanych w terenie.

Zobacz również
GPS i geoida

Różnica układów odniesienia zawsze powinna być usunięta niezależnie od jej wartości. Zbagatelizowanie tej sprawy jest z formalnego punktu widzenia taką samą usterką jak zignorowanie błędu systematycznego w obserwacjach.

W celu umożliwienia stosownych konwersji GUGiK opublikował w 2014 roku obowiązujący numeryczny model różnic pomiędzy układami odniesienia PL-ETRF2000 i PL-ETRF89. Ten model numeryczny jest realizowany w programie, umożliwia on stosowne przeliczania współrzędych pomiędzy układami odniesienia.

Program umożliwia przeliczenie układu odniesienia dla współrzędnych płaskich prostokątnych x,y w układach PL-2000 i PL-1992 lub współrzędnych geodezyjnych φ,λ na elipsoidzie GRS80.