Globālās pozicionēšanas sistēmas LatPos validēšanas pārskats

 

       Ģeodēziskās atskaites sistēmas realizāciju apvidū nodrošina valsts ģeodēziskais tīkls, ieskaitot pastāvīgo globālās pozicionēšanas bāzes staciju sistēmu “Latvijas Pozicionēšanas sistēma” (turpmāk - LatPos). Latvijas Ģeotelpiskās informācijas  aģentūra (turpmāk - LĢIA) no 04.06.2012. līdz 06.09.2012. validēja globālās pozicionēšanas sistēmu LatPos, kurā ietilpst bāzes stacijas: Alūksne, Balvi, Bauska, Dagda, Daugavpils1, Dobele1, Irbene, Jēkabpils1, Kuldīga1, Liepāja1, Limbaži, Lode, Lielvārde, Madona, Mazsalaca, Ojārs, Palsmane, Preiļi, Rēzekne1, Sigulda, Saldus1, Talsi un Valmiera1.

 

Bāzes staciju koordinātas

        LĢIA Ģeodēzisko mērījumu daļa veica alternatīvu bāzes staciju koordinātu aprēķinu, kur salīdzinājumā ar 2011. gada GNSS bāzes staciju tīkla LatPos koordinātu atkārtotas noteikšanas pārskatu, izmantota atšķirīga vektoru shēma, citi bāzes staciju datu uzkrāšanas laiki un apstrādes programmas. Ģeodēziskā tīkla G0 punktos Rīga, Arājs, Indra un Kangari izmantoti 2011. gada 10. novembrī uzkrātie mērījumu dati.  

         Pastāvīgo bāzes staciju sasaistei ar G0 punktiem izmantoti 20 ar datorprogrammu ”Trimble Business Center 2.60” no 4 stundu mērījumu sesijām aprēķināti neatkarīgie vektori. Starp bāzes stacijām no 12 stundās uzkrātiem datiem  aprēķināti 100 neatkarīgie vektori. Šo vektoru aprēķinam izmantoti no 09.11.2011. līdz 11.11.2011. uzkrātie dati. Mērījumu izlīdzināšanai un koordinātu aprēķinam izmantota datorprogramma ”Toponet  5.0”. Alternatīvajā koordinātu aprēķinā pastāvīgo bāzes staciju tīkls izlīdzināts kā brīvs tīkls ar dotām G0 punktu un IGS stacijas Rīga koordinātām.

         Aprēķinā iegūto pastāvīgo bāzes staciju koordinātu (x,y) standartnovirzes ir līdz 2 mm un augstumu (h) - līdz 4 mm. Atšķirības no 2011. gada GNSS bāzes staciju tīkla LatPos koordinātu atkārtotas noteikšanas pārskatā sniegtajām koordinātu un augstumu vērtībām ir līdz 8 mm koordinātām un līdz 13 mm augstumiem (sk. Tabulu).

 

Atšķirības plaknes (LKS-92 TM)  koordinātām un ģeodēziskajiem augstumiem

Stacija

Validējamās koordinātas un augstumi

Aprēķinātās atšķirības

x

(m)

y

(m)

h

(m)

dx

(mm)

dy (mm)

dh (mm)

IRBENE

381137,166

371472,548

45,823

2

4

-13

ALUKSNE

368767,729

684444,151

238,274

-1

- 3

- 9

BALVI

336401,489

697627,262

145,667

- 8

- 3

9

BAUSKA

251271,229

511487,312

69,395

- 3

0

6

DAGDA

222580,586

719741,425

223,110

- 5

- 5

7

DAUGAVPILS1

194384,059

657579,760

130,229

- 3

- 3

9

DOBELE1

277175,283

456046,668

92,303

- 2

-1

7

JEKABPILS1

263838,408

614761,955

116,010

1

-1

-10

KULDIGA1

316987,931

375188,239

62,292

- 2

2

3

LIEPAJA1

266705,144

316436,125

45,364

1

2

2

LIMBAZI

374452,065

542746,164

115,385

- 5

-1

8

LODE

333120,232

599645,410

228,505

- 6

1

5

LIELVARDE

291847,660

550573,366

86,518

4

1

-10

MADONA

303239,934

635457,430

174,194

- 5

-1

4

MAZSALACA

413259,190

562588,958

80,373

1

-1

- 6

OJARS

309093,593

504631,314

41,962

3

0

- 3

PALSMANE

362909,378

631206,579

141,146

- 8

0

10

PREILI

241689,638

668648,821

159,163

- 4

- 3

8

REZEKNE1

269831,799

705617,363

187,312

1

-1

-12

SIGULDA

334306,016

554012,156

133,906

- 6

0

8

SALDUS1

280522,715

407977,007

143,692

0

-1

2

TALSI

345708,168

414728,454

115,073

- 3

1

7

VALMIERA1

377920,046

584171,776

76,013

- 6

-1

6

          Alternatīvā koordinātu aprēķina rezultāti apliecina to, ka LĢIA GNSS pastāvīgo bāzes staciju koordinātu precizitāte atbilst Ministru kabineta 15.11.2011. noteikumiem Nr. 879 ”Ģeodēziskās atskaites sistēmas un topogrāfisko karšu sistēmas noteikumi”.

 

Reālā laika mērījumi sistēmas izmantošanai paredzētajā teritorijā

        LĢIA Ģeodēzisko mērījumu daļa no 09.08.2012. līdz 06.09.2012. veica LatPos sistēmas reālā laika kontrolmērījumus (turpmāk - RTK) ar globālās pozicionēšanas uztvērējiem Leica GX1230 Nr. 455058 un Trimble R8 Model 2 GNSS Nr. SN 4723134157.

        Mērījumi veikti visā Latvijas teritorijā, izmantots 31 Valsts ģeodēziskā tīkla punktu, tai skaitā G0 punkts Indra, G1 punkts Mērsrags, 28 G2 punkti un viens Rīgas pilsētas globālās pozicionēšanas projektam RG2 piederīgs N1 punkts Rp173 (sk. shēmu Validācijai_izmantotie_punkti.pdf).

Kontrolmērījumi veikti sērijās pa 10 mērījumiem katrā: 5 mērījumi ar tuvākās stacijas risinājumu un 5 mērījumi ar tīkla risinājumu. Mērījumu intervāls 1 sekunde, ilgums no 5 līdz 10 intervāliem. Katrā punktā veiktas 3 mērījumu sērijas - ik pēc 30 minūtēm, kopā 30 reģistrēti mērījumi ar reālā laika korekciju - RTCM3.0.

Ar reālā laika korekciju veiktie LatPos sistēmas kontrolmērījumi apkopoti  datu mapē “RTK_mērījumi.zip”. Datne “VGT_dati.txt” satur koordinātas un augstumus no Valsts ģeodēziskā tīkla datubāzes un standartnovirzes no valsts globālās pozicionēšanas tīkla pārskatiem.

Datnē “Koordinātu_starpības.pdf” katram kontrolpunktam dotas kontrolmērījumos iegūto koordinātu vidējās vērtības - atsevišķi tuvākās stacijas (tuv) un tīkla (cel) risinājumiem, kā arī abu risinājumu vidējā vērtība (vid). Turpat pievienotas arī valsts ģeodēziskā tīkla datubāzes koordinātas (db) un aprēķinātas koordinātu starpības - gan ar datubāzē dotajām, gan savstarpēji atšķirīgajos RTK risinājumos iegūtajām.

Mērījumu precizitātes raksturošanai aprēķinātas standartnovirzes:

·         σbs – vienam RTK mērījumam attiecībā pret Latpos bāzes staciju sistēmu;

·         σgt – kontrolpunktā veikto RTK mērījumu kopumam attiecībā pret valsts ģeodēziskā tīkla datiem.

 

Datnē “standartnovirzes_bs.pdf” apkopotas pēc novirzēm no vidējās aritmētiskās vērtības aprēķinātās standartnovirzes - katram RTK risinājumam atsevišķi atbilstošajā kontrolpunktā. Plaknes koordinātām tās ir robežās līdz 0,025 m, augstumiem  līdz 0,040 m. Veicot 5 līdz 10 atkārtotus mērījumus, vidējās vērtības standartnovirzi plaknes koordinātām var samazināt līdz 0,015 m, augstumiem līdz 0,025m.

Datnē “standartnovirzes_gt.pdf” aprēķinātas standartnovirzes pēc vidējo vērtību novirzēm no valsts ģeodēziskā tīkla datiem. Plaknes koordinātām tās ir:

 

σgt-x  =  0,023 m;   σgt-y   =  0,021 m,

 augstumiem:

σgt-h  =  0,031 m.

 

Aprēķinātās standartnovirzes no valsts ģeodēziskā tīkla datiem (σgt) ir ietekmētas arī  no ģeodēziskā tīkla datu kļūdām (sk. datni “VGT dati.txt” ).  Šo kļūdu ietekme ir līdzvērtīga ar validējamo RTK mērījumu ietekmi. Katra no šīm divām ietekmēm atsevišķi var tikt vērtēta ar viena faktora standartnovirzi, proti:

 

  ,

 

iegūstot:

                       σx  =  0,016 m,  σy   =  0,015 m  un  σh  =  0,022 m.

 

LatPos sistēmas validēšanā aprēķinātās reālā laika standartnovirzes parāda, ka ar LatPos sistēmu reālā laika režīmā iegūto mērījumu precizitāte nodrošina ģeotelpisko pamatdatu ieguvi valsts vai pašvaldību funkciju un uzdevumu izpildei.