Uklady z neta.pdf

(1805 KB) Pobierz

Rozdział 1

Ziemskie systemy

odniesienia i ich realizacje

Systemodniesienia(referencesystem)stanowizbiórustaleńizaleceńwrazz

opisem modeli niezbędnych do zdeﬁniowania początku, skali (metryki) i orien

tacji osi oraz zmienności tych parametrów w czasie.

Układ odniesienia (reference frame) stanowi praktyczna realizacje systemu

odniesienia. Na układ odniesienia składają się wyznaczone z obserwacji war

tości parametrów opisujących początek układu, skalę i orientacje osi oraz ich

zmienność w czasie. Na rysunku 1.1 przedstawiono geometryczna interpretację

Umownego (Konwencjinalnego) Ziemskiego Systemu Odniesienia.

Rys. 1.1. Umowny (Konwencjonalny) Ziemski System Odniesienia

Fig. 1.1. Conventional Terrestrial Reference System

MiędzynarodowaUniaGeodezjiiGeoﬁzyki( I nternational U nionof G eodesy

and G eophysics: IUGG http://www.iugg.org/ ) wprowadziła w 1991 roku Mię

dzynarodowy Ziemski System Odniesienia ( I nternational T errestial R eference

S ystem: ITRS ). Służbą odpowiedzialną za realizację systemu ITRS jest po

wołana w 1987 roku przez IUGG oraz Międzynarodową Unię Astronomiczną

( I nternational A stronomical U nion: IAU http://www.iau.org/ ) Międzynarodo

waSłużbaRuchuObrotowegoZiemiiUkładuOdniezienia( I nternational E arth

7

990154885.226.png

990154885.237.png

990154885.248.png

990154885.259.png

990154885.001.png

990154885.012.png

990154885.023.png

990154885.034.png

990154885.045.png

990154885.056.png

990154885.067.png

990154885.078.png

990154885.089.png

990154885.100.png

990154885.111.png

990154885.122.png

990154885.133.png

990154885.144.png

990154885.155.png

990154885.166.png

990154885.177.png

990154885.188.png

990154885.194.png

990154885.195.png

990154885.196.png

990154885.197.png

990154885.198.png

990154885.199.png

990154885.200.png

990154885.201.png

990154885.202.png

R otation and Reference systems S ervice : IERS http://www.iers.org/ ). Obo

wiązującyobecniesystem IERS zostałzdeﬁniowanyprzez IERS wkonwencjiz

2003rokuwrozdziale4(Chapter4ConventionalTerrestrialReferenceSystem

and Frame: http://tai.bipm.org/iers/conv2003/conv2003 c4.html ).

IERS został zdeﬁniowany przez przestrzenny obrót względem nie ob

racającego się systemu geocentrycznego M iędzynarodowy N iebieski S ystem

O dniesienia ( ICRS ) przy zachowaniu następujących warunków:

1. Jest układem geocentrycznym o początku w centrum mas Ziemi (łącznie

z oceanami i atmosferę);

2. Jednostką długości jest metr ( SI ). Skala systemu jest spójna z czasem

współrzędnych geocentrycznych TCG zgodnie z rezolucjami Międzyna

rodowej Unii Astronomicznej IAU i Międzynarodowej Unii Geodezji i

Geoﬁzyki IUGG z roku 1991;

3. Orientacja IERS jestzgodnazorientacjąMiędzynarodowegoBiuraCzasu

(Bureau International de l’Heure) BIH dla epoki 1984 . 0;

4. Zmienność orientacjiw czasie jest określanapoprzez zastosowaniewarun

ku, iż globalna suma poziomych ruchów tektonicznych nie zawiera skła

dowych obrotu.

IERS jest pierwszym systemem kinematycznym i jest realizowany poprzez

estymację współrzędnych i prędkości (wraz z pełną macierzą wariancyjno

kowariancyjną) stacji w oparciu o obserwacje VLBI, LLR, GPS, SLR i DO

RIS prowadzone na tych stacjach. Realizacje te noszą nazwę: Międzynarodowy

Ziemski Układ Odniesienia ( I nternational T errestial R eference F rame: ITRF

http://itrf.ensg.ign.fr/ ).

Służba IERS dorealizacjiukładu ITRF wykorzystujeobserwacjezczterech

geodezyjnych technik satelitarnych pracujących w ramach służb obserwacyj

nych:

Międzynarodowa Służba GNSS ( I nternational G NSS S ervice: IGS

http://www.iers.org/ ),

Międzynarodowa Służba Pomiarów Laserowych( I nternational L aser R anging

S ervice: ILRS http://ilrs.gsfc.nasa.gov/ ),

Międzynarodowa Służba VLBI ( I nternational V LBI S ervice: IVS

http://ivscc.gsfc.nasa.gov/ ),

Międzynarodowa Służba DORIS ( I nternational D ORIS S ervice: IDS

http://ids.cls.fr/ ).

Informacje dotyczące poszczególnych realizacji systemu IERS dostępne są

na stronie internetowej: http://itrf.ensg.ign.fr .

1.1. Realizacja systemu ITRS

Układ ITRF jest układem kinematycznym, deﬁniują go bowiem współrzęd

ne stacji X YY pracujących w ramach służby IERS , wyznaczone na określoną

epokę t 0 oraz ich pochodne względem czasu (prędkości punktów) X YY wraz z

8

990154885.203.png

charakterystykądokładnościową.Wzwiązkuz tymwyznaczeniewspółrzędnych

stacji na określoną epokę t C następuje wegług następującej formuły (Boucher

and Altamimi, 2008):

X YY ( t C )= X YY ( t 0 )+ X YY · ( t C −t 0 )

(1.1)

przy czym:

X YY ( t C ) współrzędneuzyskanezopracowaniadanychGNSSwepoce t C ukła

du ITRF YY ,

X YY ( t 0 ) współrzędne w układzie ITRF YY na epokę odniesienia t 0 ,

X YY wektor prędkości stacji odniesienia w układzie ITRF YY .

Pierwasza realizacja systemu IERS została zrealizowana na epokę t 0 =1988 . 0

i nosi nazwę ITRF88 . W realizacji ITRF88 wykorzystano obserwacje z trzech

geodezyjnychtechniksatelitarnych:VLBI,SLRiGPSzxxstacjipermanentnych

(rys. 1.2).

Rys. 1.2. Wybór stacji do rozwiązania ITRF88 i ilość technik satelitarnych na nich

realizowanych (źródło: http://itrf.ensg.ign.fr/)

Fig. 1.2. ITRF88 sites and collocated techniques (suorce: http://itrf.ensg.ign.fr/)

Rozwiązaniemukładu ITRF obecniestosowanymjest ITRF2005 zdeﬁniowa

ny na epokę t 0 = 2000 . 0 (Altamimi et al., 2007). Do tego rozwiązania zostały

włączone stacje, na których prowadzone są obserwacje permanentne realizowa

ne jedną z czterech geodezyjnych technik satelitarnych: VLBI, SLR, DORIS i

GNSS (rys. 1.3).

Strategięrealizacjiukładu ITRF2005 zwykorzystaniemrozwiązańtygodnio

wych z sieci: ILRS , IGS i IDS oraz dobowych z sieci IVS przedstawiono na

rysunku 1.4.

W strategii realizacji układu ITRF2005 (rys. 1.4) przyjęto następujace za

łozenia:

Połączenie rozwiązań z sieci ILRS i IDS przy założeniu minimalizacji

odchyłek na punkach łącznych,

9

990154885.204.png

990154885.205.png

990154885.206.png

990154885.207.png

990154885.208.png

990154885.209.png

990154885.210.png

990154885.211.png

990154885.212.png

990154885.213.png

990154885.214.png

990154885.215.png

990154885.216.png

990154885.217.png

990154885.218.png

990154885.219.png

990154885.220.png

990154885.221.png

990154885.222.png

990154885.223.png

990154885.224.png

990154885.225.png

990154885.227.png

990154885.228.png

990154885.229.png

990154885.230.png

990154885.231.png

990154885.232.png

990154885.233.png

990154885.234.png

990154885.235.png

990154885.236.png

990154885.238.png

990154885.239.png

990154885.240.png

990154885.241.png

990154885.242.png

990154885.243.png

990154885.244.png

990154885.245.png

990154885.246.png

990154885.247.png

990154885.249.png

990154885.250.png

990154885.251.png

990154885.252.png

990154885.253.png

990154885.254.png

990154885.255.png

990154885.256.png

990154885.257.png

990154885.258.png

990154885.260.png

990154885.261.png

990154885.262.png

990154885.263.png

990154885.264.png

990154885.265.png

990154885.266.png

990154885.267.png

990154885.268.png

990154885.269.png

990154885.002.png

990154885.003.png

Rys. 1.3. Wybór stacji do rozwiązania ITRF2005 i ilość technik satelitarnych na nich

realizowanych (źródło: http://itrf.ensg.ign.fr/)

Fig. 1.3. ITRF2005 sites and collocated techniques (suorce: http://itrf.ensg.ign.fr/)

Nałożenie warunków braku translacji i rotacji na układy równań normal

nych z sieci stacji VLBI IVS ,

Uzycie rowiązań z minimalizacją odchyłek na punkach łącznych dla sieci

IGS ,

Utworzenie dla każedej techniki satelitarnej szeregu czasowych tygodnio

wych (dla VLBI dobowych) rowiązańw postaci współrzędnych stacji, ich

prędkości,parametrówruchuobrotowegoZiemi(TRF+ EOP)orazpara

metrówtransformacji(7paramtrowej)względemrozwiązaniałącznegona

epokę realizacji (dla ITRF2005t 0 =2000 . 0),

Identyﬁkacjawartosciodstających,ichusunięcie/przewagowanieorazuzu

pełnienie ewentualnych nieciągłości szeregyu z wykorzystaniem funkcji

przedziałami liniowej,

Uwzglednieniewrozwiązaniułącznymlokalnychpołączeńnastacjachpro

wadzących obserwacje różnymi technikami (colocation sites).

Rozwiazanie końcowe układu ITRF2005 zgodnie ze schematem przed

stawionym na rysunku 1.4 stanowią wyznaczone współrzędne i prędkości

stacji oraz parametry ruchu obrotowego Ziemi (TRF + EOP) otrzymane w

wyniku łącznego wyrównania. Parametry ruchu obrotowego Ziemi (EOP) były

wyznaczane od lat osiemdziesiatych ubiegłego wieku technikami VLBI, SLR,

DORISod1993rokuaGPSod1995.5.Zewzględnąnasłabąjakośćpoczątkowo

wyznaczanych parametrów EOP przyjmuje się jako dobre parametry EOP

wyzanczane z rozwiązania łącznego od roku 1993.

ITRF2005 jest11zkoleirealizacjąsystemu IERS .Aktualnieptrwająprace

nad nową realizacją noszącą nazwę ITRF2008 , która mabyć wprowadzona w

roku 2010.

10

990154885.004.png

990154885.005.png

990154885.006.png

990154885.007.png

990154885.008.png

990154885.009.png

990154885.010.png

990154885.011.png

990154885.013.png

990154885.014.png

990154885.015.png

990154885.016.png

990154885.017.png

990154885.018.png

990154885.019.png

990154885.020.png

990154885.021.png

990154885.022.png

990154885.024.png

990154885.025.png

990154885.026.png

990154885.027.png

990154885.028.png

990154885.029.png

990154885.030.png

990154885.031.png

990154885.032.png

990154885.033.png

990154885.035.png

990154885.036.png

990154885.037.png

990154885.038.png

990154885.039.png

990154885.040.png

990154885.041.png

990154885.042.png

990154885.043.png

990154885.044.png

990154885.046.png

990154885.047.png

990154885.048.png

990154885.049.png

990154885.050.png

990154885.051.png

990154885.052.png

990154885.053.png

990154885.054.png

990154885.055.png

990154885.057.png

990154885.058.png

990154885.059.png

990154885.060.png

990154885.061.png

990154885.062.png

990154885.063.png

990154885.064.png

990154885.065.png

990154885.066.png

990154885.068.png

990154885.069.png

990154885.070.png

990154885.071.png

990154885.072.png

990154885.073.png

990154885.074.png

990154885.075.png

990154885.076.png

990154885.077.png

990154885.079.png

990154885.080.png

990154885.081.png

990154885.082.png

990154885.083.png

990154885.084.png

990154885.085.png

990154885.086.png

990154885.087.png

990154885.088.png

990154885.090.png

990154885.091.png

990154885.092.png

990154885.093.png

990154885.094.png

990154885.095.png

990154885.096.png

990154885.097.png

990154885.098.png

990154885.099.png

990154885.101.png

990154885.102.png

990154885.103.png

990154885.104.png

990154885.105.png

990154885.106.png

990154885.107.png

990154885.108.png

990154885.109.png

990154885.110.png

990154885.112.png

990154885.113.png

990154885.114.png

990154885.115.png

990154885.116.png

990154885.117.png

990154885.118.png

990154885.119.png

990154885.120.png

990154885.121.png

990154885.123.png

990154885.124.png

990154885.125.png

990154885.126.png

990154885.127.png

990154885.128.png

990154885.129.png

990154885.130.png

990154885.131.png

990154885.132.png

990154885.134.png

990154885.135.png

990154885.136.png

990154885.137.png

990154885.138.png

990154885.139.png

990154885.140.png

990154885.141.png

990154885.142.png

990154885.143.png

990154885.145.png

990154885.146.png

990154885.147.png

990154885.148.png

990154885.149.png

990154885.150.png

990154885.151.png

990154885.152.png

990154885.153.png

990154885.154.png

990154885.156.png

990154885.157.png

990154885.158.png

990154885.159.png

Rys. 1.4. Strategia opracowania układu ITRF2005

Fig. 1.4. The strategy adopted for the ITRF2005 solution

Kryteria wyboru stacji do realizacji systemu

IERS począwszy od układu ITRF2000 są następujące

( http://itrf.ensg.ign.fr/ITRF solutions/2000/datum.php ):

1. Ciągłe obserwacje w ostatnich 3 latach,

2. Zlokalizowanenastabilnympodłożu(skale)iz dalekaodstrefdeformacji,

3. Błąd średni wyznaczenia prędkości (z kombinowanego rozwiązania

ITRF )lepszy niż 3 mm/rok,

4. Wartości odchyleń (residuów) prędkości mniejsze niż 3 mm/rok w ostat

nich trzech rozwiązaniach ITRF .

Na rysunku 1.5 przedstawiono wynika analiz wyboru stacji do rozwiązania

ITRF2000 według kryteriów przedstawionychpowyżej.

Wwynikutychanalizostateczniewybrano54stacje(niebieskiekropki)speł

niające powyższekryteria.Na rysunku (1.5) zaznaczonotakże stacje (czerwone

trójkąty) spełniające kryteria: 1, 3 i 4.

Do przeliczeń między poszczególnymi ralizacjami systemu IERS (np. A i

B ) wykorzystuje się następującą regułę transformacji (Boucher and Altamimi,

2008):

0

@ X B

1

0

@ X A

1

0

@ T 1

1

0

@ D

1

−R 3

R 2

A =

A +

A +

A

Y B

Z B

Y A

Z A

T 2

T 3

R 3

D

−R 1

×

−R 2

R 1

D

0

@ X A

1

A

×

Y A

Z A

(1.2)

gdzie:

T 1, T 2, T 2 składowe wektora translacji,

R 1, R 2, R 2 składowe obrotów,

11

990154885.160.png

990154885.161.png

990154885.162.png

990154885.163.png

990154885.164.png

990154885.165.png

990154885.167.png

990154885.168.png

990154885.169.png

990154885.170.png

990154885.171.png

990154885.172.png

990154885.173.png

990154885.174.png

990154885.175.png

990154885.176.png

990154885.178.png

990154885.179.png

990154885.180.png

990154885.181.png

990154885.182.png

990154885.183.png

990154885.184.png

990154885.185.png

990154885.186.png

990154885.187.png

990154885.189.png

990154885.190.png

990154885.191.png

990154885.192.png

990154885.193.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

GNSS - Wykałd Transformacje.pdf (290 KB)
GNSS - Wykład Prace geodezyjne.pdf (278 KB)
GNSS - Wykład System.pdf (387 KB)
GNSS -ŚCIĄGA.docx (27 KB)
GNSS- Wykład ASG-EUPOS.pdf (279 KB)

Inne foldery tego chomika:

stp_pytania

Zgłoś jeśli naruszono regulamin