Ověření stability a monitoring referenční GNSS stanice

Závěr

Cílem bakalářské práce bylo ověřit přesnost produkovaných dat UPOL především ve vztahu vzdálenosti měřeného bodu od referenční stanice UPOL a srovnat tyto výsledky s běžně využívanými službami v geodetické praxi. Cílem také bylo ověřit přesnost produkovaných dat i za zhoršených meteorologických podmínek a ověřit stabilitu souřadnic stanice UPOL. Na základě realizovaných kampaní lze rozhodnout o vhodnosti využití stanice pro přesné geodetické účely i za zhoršených meteorologických podmínek a o doporučení zapojení stanice do dalších sítí referenčních stanic.

Pro ověření přesnosti produkovaných dat UPOL bylo vybráno osm stanovišť ve vzdálenostech 0,3 km až 52,2 km od referenční stanice. Na bodech 1 až 3, které se nacházejí na území obce Olomouc, byla provedena vlastní stabilizace. Ostatní body jsou součástí ZPBP. Testování proběhlo ve dvou měřických kampaní za použití dvoufrekvenčních geodetických přijímačů HiPer II od společnosti Topcon a R4 od společnosti Trimble. Každému měření předcházelo jeho plánování, byly sledovány parametry PDOP, počet satelitů, Kp index, stav a vývoj počasí v době měření. Při měření bylo využito statické metody v jednotné délce observace 30 minut a 5sekundové observace RTK metody. Při všech měření byly přijímány signály systémů GPS a GLONASS a elevační maska byla nastavena na 13 °. Na každém z osmi bodů bylo realizováno dvojí měření RTK metodou za využití korekčních dat UPOL ve formátu RTCM 3.0 a pro srovnání byla využita služba VRS sítě referenčních stanic TopNET ve formátu RTCM 3.0. Na bodech s vlastní stabilizací bylo provedeno dvojí měření statickou metodou, na ostatních bodech pouze jedno. Surová data získána měřením statickou metodou byla zpracována postprocessingem s korekčními daty UPOL ve formátu RINEX (verze 2.1 a 3.0).

Veškeré zpracování a hodnocení výsledků probíhalo v souřadnicovém systému ETRS89. Pro každou dvojici měření byly vypočítány charakteristiky hodnocení přesnosti – výběrové střední chyby pro jednotlivé souřadnicové osy a výběrové střední souřadnicové chyby. Z výsledných hodnot středních chyb bylo ověřeno, že žádné měření není zatíženo hrubou chybou. Z porovnání měřických dvojic RTK metody s korekcemi UPOL a TopNET vyplynulo, že UPOL v ose Y dosahuje třikrát vyšší přesnost než TopNET, avšak všechny výsledné hodnoty středních souřadnicových chyb splnily přesnost danou katastrální vyhláškou (vyhláška č. 357/2013 Sb.) pro tvorbu PPBP v hodnotě 0,06 m. Průměrná střední souřadnicová chyba UPOL činí 0,008 m, pro TopNET tato hodnota je 0,012 m. Lze konstatovat, že korekce UPOL pro RTK metodu se srovnáním se službou VRS sítě TopNET dosahují srovnatelně stejných přesností a v některých případech i lepších výsledků až do vzdálenosti 52,2 km od stanice UPOL.

Vliv přesnosti vzhledem k vzdálenosti referenční stanice UPOL od měřeného bodu byl vyjádřen korelačním koeficientem. Pro všechny souřadnicové osy byla z výsledků potvrzena kladná korelace značící přímo úměrný vztah narůstající vzdálenosti referenční stanice UPOL od měřeného bodu a zhoršující se přesnosti. Zatímco osy X a Z se vyznačily silnou korelační vazbou (0,83 a 0,82), osa Y projevila pouze mírný vztah (0,30). Ze srovnání výsledků přesnosti statické a RTK UPOL metody vyplynulo, že využití statické metody dokáže výborně eliminovat negativní vliv zhoršující se přesnosti s narůstající vzdáleností od UPOL, který se projevuje při využití RTK metody. Vliv vzdálenosti u statické metody nebyl shledán v žádné ose, proto při horších výsledcích metody RTK lze využít metodu statickou minimálně do testované vzdálenosti 52,2 km a získat tak výsledky s požadovanou přesností.

Pro ověření vlivu meteorologických prvků na přesnost měření bylo provedeno sedm měření na bodě vzdáleném 1,3 km od stanice UPOL. Byly použity stejné přístroje, nastavení, metody a korekční data jako u předchozích měřických kampaní. Ve dvou případech nebylo možné navázat spojení pro přenos RTK korekčních dat ze stanice UPOL. Avšak chyba nebyla na straně stanice, ale v nefunkčním internetovém připojení v budově, na které je stanice instalována. Čtyři ze sedmi měření byla realizována za zhoršených podmínek relativní vlhkosti vzduchu a stavu geomagnetického pole Země. Tyto dva faktory způsobují refraktivitu elektromagnetického záření vysílaného družicemi v atmosféře. Nejvyšší hodnota relativní vlhkosti vzduchu v době měření byla 90,7 % a planetárního Kp indexu v hodnotě 5. Vypočítané střední chyby vyloučily zatížení výsledků hrubými chybami a vyplynulo z nich, že přesnost statické a RTK metody není ovlivněna testovanými meteorologickými vlivy a lze využívat korekce za nepříznivých podmínek se stejnou přesností jako za podmínek příznivých.

Pro ověření stability referenční stanice bylo provedeno opakované určení souřadnic, které bylo porovnáno se souřadnicemi určenými v říjnu 2015. Bylo zrealizováno měření statickou metodou v dubnu 2016 v délce 140 hodin, postprocessing zajistila společnost Geotronics Praha, spol. s r. o. Do výpočtu vstupovaly korekční data za čtyř stanic sítě Trimble VRS Now Czech a přesné efemeridy družic z analytických center IGS. Z výpočtu vyplynulo, že souřadnice ve všech osách jsou totožné se souřadnicemi určenými v říjnu roku 2015. Stabilita referenční stanice je tedy zajištěna, ale je potřeba sledovat její vývoj i v budoucnosti.

Závěrem lze konstatovat, že korekce stanice UPOL jsou vhodné k využívání pro velmi přesné geodetické účely i za zhoršených meteorologických podmínek. Ověření souřadnic UPOL potvrdilo jejich stabilitu, avšak ověření stability je dlouhodobý úkol, kterým je potřeba se zabývat i nadále. Na základě bakalářské práce lze referenční stanici UPOL doporučit k zapojení do dalších sítí referenčních stanic.