Testování stability stanic GNSS na území ČR v místním analytickém centru GO Pecný

1. Testování stability stanic GNSS na území ČR v místním analytickém centru GO Pecný Vratislav FILLERGeodetická observatoř Pecný Mezinárodní konference GEOS 2008 Praha, 27.-28.2. 2008

2. Úvod Obsah • Místní analytické centrum EPN LAC GOP • Zpracovávané sitě, stanice na území ČR • Test stability na základě denních řešení • Výsledky - stabilita v poloze • Důsledek pro přípravu referenčního systému JTSK-05

3. EPN LAC GOP: Zpracování podsítě EUREF EPN LAC GOP • zpracování >40 stanic • DD Postprocessing Parametry řešení od GPS týdne 1400 • Absolutní model fázových center • souř. syst. IGS05 • FES2004 • Troposférické gradienty a elevační maska 3° Produkty • denní a týdenní; Souřadnice a kovarianční matice (SINEX)

4. Kampaň CZECH • Zpracování blízké standardům EPN • Všechny dostupné stanice (aktuálně 40 v ČR) • zpětně od 1.2005

5. Kampaň CZECH - zpracovávané sítě EPN/ITRS • Opěrné stanice a okolí ČR CZEPOS • Navržená pro poskytování korekcív reálném čase (RTCM, DGPS) • Ocelové nosníky (možná nestabilita) VESOG • Výzkumná síť • Stanice na stabilních budovách GeoNAS • Geodynamická síť ÚSMH • Data pouze ze stanic EPN TOPNet • síť firmy GEODIS Brno • Pro korekce RTCM a DGPS • Propojení s GeoNAS (pouze ne-GeoNas stanice)

6. Kampaň CZECH - parametry Příslušnost k sítím: Nastavení odlišné od podsítě EPN: • Stálá návaznost na 6 opěrných stanic EPN (současně ITRF) • BOR1, JOZE, PENC, POTS, WTZR a GOPE • Použit přímo systém ITRF 2005 (trn.=> ETRF-89/05)

7. Test stability stanic v ČR Princip testu: • Vyhodnocení reziduí vůči kombinaci denních normálních rovnic Vstup: • Stanice sítí CZEPOS a VESOG observují > 2 roky • V kampani CZECH zpracované období 5.2006-9.2007 • V kampani LAC EPN zpracované období 4.2005-11.2006 Realizace: • Řešení oddělených kombinací v LAC EPN a CZECH • Sloučení obou řešení • Společné vyhodnocení závěrů Cíl: Předběžné zhodnocení kvality stanic a jejich použitelnosti pro realizaci národního referenčního systému.

8. Předběžný test stability stanic v ČR (2) Postup vyhodnocení • Vstup: Rezidua denních řešení vzhledem ke kombinaci • Sloučení reziduí z obou řešení s využitím překrytu 175 dnů • Výsledek: Souvislá rezidua pro úsek až 2,4 roku Počty řešení na jednotlivých stanicích Strategie hledání nestabilit • Aproximace součtem přímky a harmonické řady • Společné určení trendu a amplitudy pomocí MNČ • Zvláštní řešení pro krátká sledovaná období

9. Předběžný test stability stanic v ČR (3)Rozdělení stanic do skupin Projevy nestability (jevy) • skoky (zjištěné dříve); prokázaná periodicita; sekulární pohyb Rozdělení jevů: • Oddělení zkoumání v poloze (N,E) a ve výšce Stabilita v poloze amin = 1 mm Bmin = 1 mm/rok minimální doba pozorování 1 rok Stabilita ve výšce amin = 3 mm Bmin = 3 mm/rok pozorování minimálně 1,5 roku Stabilita v poloze

10. Předběžný test stability stanic v ČR (4)Stabilní stanice • Detekované trendy a amplitudy pod 1 mm • asi 30% stanic • CZEPOS - 10 / 23:CFRM, CKRO, CKVA, CLIB, CPAR, CRAK, CSUM, CSVI, CTAB, CTRU • VESOG - 1 / 4: VSBO • GeoNAS-EPN - 3 / 5:BISK, POUS, VACO

11. Předběžný test stability stanic v ČR (5)Stanice s odlehlými měřeními • Vysoce položené stanice • Odlehlá měření jsou zřešení vyloučena • SNEC - nejvýraznější: • odlehlá měření v řádu dm • problematická detekce periodicity nebo trendu • CZEPOS - 0 / 23 • VESOG - 1 / 4: LYSH • GeoNAS-EPN - 1 / 5:SNEC

12. Předběžný test stability stanic v ČR (6)Stanice s periodickou změnou polohy 1/4 stanic, asi 2/5 CZEPOSu • CZEPOS - 10 / 23:CDAC, CDOM, CJIH, CKAP, CLIT, CMBO, CMOK, CPRI, CVSE, CHOD • VESOG - 1 / 4: PLZE • GeoNAS-EPN - 1 / 5:MARJ

13. Předběžný test stability stanic v ČR (7)Stanice se sekulárním pohybem Nestabilita ve výšce • Několik stanic s trendemB > 3 mm/rok: CFRM (4,2 mm/rok) CHOD (3,2 mm/rok) CKRO (3,6 mm/rok) (doba pozorování ~1,8 roku) • V poloze pouze jedna stanice: CBRU ( S 1,0 mm/rok ) • První test ( < 1,5 roku) nabízel více podezření na trend, které se změnilyv periodicitu

14. Předběžný test stability stanic v ČR (8)Případy anomálního chování stanic CPRA • Plynulý posun mezi 10.’06 a 1.’07 • Zasaženy všechny souřadnice KUNZ • Obdobný plynulý posun • Zasaženy pouze vodorovné složky souřadnic

15. Předběžný test stability stanic v ČR (9)Krátce sledované stanice • Sledováno < 1 rok • TOPNet (12 stanic) • CPRG (od 1.1.2007) • Nyní nelze hodnotit

16. Předběžný test stability stanic v ČR (10)Přehled zjištěných nestabilit (1) Trend : CBRU N 1.04 mm/yr ( 1.8 yr ) Slabý severní trend Ampl.: CDAC N 1.00 mm ( 2.4 yr ) Zjevná periodicita S-J CDOM NW 1.20 mm ( 2.4 yr ) Periodicita SZ-JV, asi 1.2 mm Trend : CFRM U 4.17 mm/yr ( 1.8 yr ) Poměrně jasně patrný trend v U Ampl.: CHOD N 1.00 mm ( 1.9 yr ) Periodicita potvrzena, ale v VZ Ampl.: CHOD E 3.08 mm ( 1.9 yr ) Může být slabší (mix s trendem) Trend : CHOD U 3.26 mm/yr ( 1.9 yr ) Jeden ze svislých trendů Ampl.: CJIH N 1.72 mm ( 2.4 yr ) Potvrzena jasná periodicita Ampl.: CJIH E 2.27 mm ( 2.4 yr ) jihovýchd, červenec, 2.8 mm Ampl.: CKAP N 1.19 mm ( 2.1 yr ) Jasná periodicita, mírně odlišné Ampl.: CKAP E 2.13 mm ( 2.1 yr ) fáze… Trend : CKRO U 3.60 mm/yr ( 1.8 yr ) Poměrně jasný trend v U Ampl.: CLIT E 1.62 mm ( 2.1 yr ) Perioda potvrzena, v N 0.99 mm Ampl.: CMBO E 1.24 mm ( 2.2 yr ) Perioda potvrzena, slabý trend E Ampl.: CMOK E 1.00 mm ( 1.8 yr ) slabá perioda potvrzena Trend+ampl.: CPRA N -1.72 mm/yr 2.11 mm ( 2.4 yr ) Problém s posunem v zimě 06/07 Trend : CPRA E -1.44 mm/yr ( 2.4 yr ) způsobuje falešné trendy Trend+ampl.: CPRA U 6.73 mm/yr 5.50 mm ( 2.4 yr ) a periodicity ve všech složkách Ampl.: CPRI E 2.20 mm ( 2.4 yr ) Periodicita potvrzena Ampl.: CVSE N 1.26 mm ( 1.8 yr ) Periodicita potvrzena Trend : KUNZ E 2.57 mm/yr ( 1.9 yr ) Spíš než na trend to vypadá na Trend : KUNZ U 5.82 mm/yr ( 1.9 yr ) posun souřadnic v zimě 06/07 Ampl.: LYSH U 7.04 mm ( 1.9 yr ) Zde způobeno zimními outliery Ampl.: MARJ N 1.07 mm ( 2.4 yr ) Periodicita slabší, než byla Ampl.: PLZE E 1.86 mm ( 1.8 yr ) Periodicita potvrzena Ampl.: POUS U 4.70 mm ( 1.9 yr ) Mix s trendem, nepotvrzeno Ampl.: SNEC E 5.10 mm ( 2.3 yr ) Způsobeno zimními outliery

17. Předběžný test stability stanic v ČR (11)Přehled zjištěných nestabilit (2) Stabilita v poloze Stabilita ve výšce

18. Předběžný test stability stanic v ČR (12)Shrnutí - stabilita stanic jednotlivých sítí CZEPOS: • Stabilní cca 2/5 stanic (v poloze < 1 mm, ve výšce < 3 mm) • Cca 1/2 stanic vykazuje periodické vodorovné pohyby (a > 1mm, až 3 mm) • 1 stanice s vodorovným sekulárním pohybem ~ 1 mm/rok (CBRU) • 3 stanice s výškovým sekulárním pohybem > 3 mm/rok (CFRM, CHOD, CKRO) • 1 stanice s problematickým chováním (CPRA) Stabilita sítě odpovídá kvalitě stabilizace na ocelových nosnících na střechách budov. Dlouhodobá stabilita na mm úrovni je dosažitelná jen u části stanic. VESOG: • Různá stabilita jednotlivých stanic. Stanice s problémy v zimě (LYSH), roční periodicitou (PLZE), nebo anomálním chováním (KUNZ). GeoNAS: • 3/5 stanic stabilní • Trvají potíže se sněhem a odlehlými měřeními na stanici SNEC • Jedna stanice s vodorovnou periodicitou (MARJ) TOPNet: • Stanice sítě jsou pozorovány příliš krátkou dobu pro zhodnocení stability

19. Předběžný test stability stanic v ČR (13)Výhled Použitelnost výsledků: • Pro geodynamiku řada stanic (zejm. Czepos) nevyhovuje • Stabilita v poloze je vesměs dostatečná pro českou realizaci referenčního systému ETRS89/05 • Existují stanice s projevujícím se trvalým pohybem • narušení dlouhodobé stability sítě • nutnost dalšího sledování polohy stanic Další testy: • V rámci určení souřadnic stanic v ETRS-89/05 • Po dokončení výpočtu kampaně CZECH zpětně do 1.2005 Budoucnost: • Systém sledování GNSS stanic na území ČR • Kontrola chodu stanic • Kontrola polohy

20. Děkuji za pozornost

21. BISK

22. CBRU

23. CDAC

24. CDOM

25. CFRM

26. CHOD

27. CJIH

28. CKAP

29. CKRO

30. CKVA

31. CLIB

32. CLIT

33. CMBO

34. CMOK

35. CPAR

36. CPRA

37. CPRG

38. CPRI

39. CRAK

40. CSUM

41. CSVI

42. CTAB

43. CTRU

44. CVSE

45. KUNZ

46. LYSH

47. MARJ

48. PLZE

49. POUS

50. SNEC