Výroční zpráva VÚGTK za rok 2000
| Výroční zpráva VÚGTK za rok 2000 |
|
| VÚGTK 39 972 | |
Mezinárodní vědecko-technická spolupráce | |
| Zdiby: VÚGTK, 2001. - S.22-34 : 2 obr. | |
Struktura komise vytváří prostor pro geodeticky orientované výzkumné aktivity v oblasti statistiky, numerických a aproximačních metod, okrajových úloh teorie potenciálu, geometrie, kartografie, relativity, teorie drah a dynamických systémů. Vedení komise bylo svěřeno do VÚGTK v roce 1999 po volbách na valném shromáždění IUGG. Obsah funkce je vymezen Statutem a řádem IAG. Předseda komise vypracoval návrh výzkumného programu komise pro období 1999 - 2003, sestavil strukturu komise (subkomise a pracovní skupiny) a mezinárodní tým spolupracujících odborníků. Výsledky všech těchto kroků byly po schválení vý-konným výborem IAG souborně publikovány v příručce The Geodesist's Handbook, která jako speciální číslo časopisu Journal of Geodesy vyšla v únoru t.r. Dále byly zajišťovány operativní kontakty se členy komise a stimulována její práce. Aktuální úkoly byly shrnuty v cirkulárních dopisech.
Ve druhém pololetí 2000 bylo uspořádáno pracovní zasedání komise, na kterém byla podána informace o její dosavadní činnosti. Zasedání se uskutečnilo v souvislosti s Mezinárodním sympoziem IAG "Gravity, Geoid and Geodynamics 2000" v Banffu (Kanada). Pracovní zasedání komise vytvořilo prostor i pro vystoupení dalších jejích funkcionářů, kteří referovali o práci svých skupin a pod-komisí. V souvislosti s připravovanou reorganizací IAG po roce 2003 proběhla na jednání důležitá diskuse o budoucím začlenění aktivit typických pro komisi o matematických a fyzikálních základech do příští struktury IAG. Na zasedání byly rovněž shrnuty výsledky ankety o nejdůležitějších současných úkolech v oblasti základů geodezie. Za významné je třeba považovat to, že pracovní zasedání komise se uskutečnilo ještě před vědeckým shromážděním IAG, které se bude konat v roce 2001 v Budapešti a které bude mít pro další podobu připravovaných reforem zásadní význam. Pracovního zasedání komise se zúčastnil i prezident IAG. Z jeho vystoupení bylo zřetelné, že komise má v exekutivě IAG podporu a že IAG počítá s dalším rozvojem aktivit v oblasti matematických a fyzikálních základů geodezie. V činnost byla uvedena základní kostra domovské stránky komise v síti Internet, která bude průběžně doplňována řadou podrobnými a speciálně orientovaných materiálů a informací o komisi.
Na mezinárodním sympoziu EUREF v Tromso (Norsko) byla prezentována národní zpráva za ČR Kostelecký, J., Šimek, J., Beneš, F., Provázek, J.: Development of the Czech National Geodetic Control. a referáty Cimbálník, M., Kostelecký, J.: Geodetic Integration of Europe: Practical Problems a Douša, J.: New activities and products at GOP analysis center (period 1999/2000).
Těžiště práce bylo v obsahové úpravě dílčích úkolů mezinárodního projektu CERGOP-2 a v jeho obsahové úpravě. Předpokládaná mezinárodní GPS kampaň CEGRN se v roce 2000 neuskutečnila. Podle doporučení řídícího výboru projektu bude realizována jednou za dva roky. Rozšířená geodynamická síť CEGRN zahrnuje: 64 epochových a permanentních stanic. Na pracovní poradě národních zástupců projektu CERGOP-2 v listopadu 2000 ve Štýrském Hradci byla předložena národní zpráva za ČR a návrhy na úpravu projektu.
V listopadu 2000 byla realizována kampaň absolutního tíhového měření na GO Pecný v rámci mezinárodního projektu UNIGRACE a řada souvisejících velmi přesných relativních tíhových měření.
Zástupce VÚGTK vykonával funkci člena redakční rady časopisu Reports on Geodesy, vydávaného Varšavskou polytechnikou.
Rozpracováván byl projekt UNIHIP, zaměřený na homogenizaci geodynamických sítí středoevropských států (Maďarska, Polska, Slovenska, ČR). Za tímto účelem bylo provedeno nové souborné zpracování Geodynamické sítě ČR. Výsledky jsou k dispozici ve formě pracovních materiálů. Projekt bude přihlášen jako oficiální akce v rámci programu Visegrádské čtyřky.
V roce 2000 byla dokončena příprava k vydání zvláštního čísla časopisu Physics and Chemistry of the Earth, které bude obsahovat referáty přednesené na zasedání zorganizované zástupcem VÚGTK na téma "Matematické modelování a teorie vyrovnání".
Ve druhé polovině roku byly zahájeny organizační přípravy sympozia "Geodynamické projekty a programy Středoevropské iniciativy", jehož spoluorganizátorem je VÚGTK a které bude konáno v březnu 2001 v Nice v rámci Valného shromáždění Evropské geofyzikální společnosti.
Na sympoziu FIG "The Mediterranean Surveyor in the New Millennium", konaném v září 2000 na Maltě byl přednesen příspěvek "GPS Based Global and Regional Services Benefit Research and Practice in Surveying, Geodesy and Geodynamics", který propagoval mezinárodní stálé vědecké služby a ukázal mnohostranné možnosti jejich využití.
Po kladném hodnocení projektu ČR v rámci akce 716 předsedou akce (Gunnar Elgered, Švédsko) a předsedou WG2 Demonstration (Hans van der Marell, Nizozemí) byl náš projekt postoupen pro podpis v Bruselu (očekáván v 1. čtvrtletí 2001). Tím se stane za ČR oficiálním partnerem v tomto projektu. Účast ČR bude bohužel zastoupena pouze analytickým centrem GOP, tudíž jenom aktivitami v geodetické části projektu. Půjde o zpracování permanentní sítě GPS se specifiky pro monitorování troposféry v reálném čase. Hlavními úkoly bude zajištění datového centra GOP užitečného pro tato zpracování a produkce hodinových drah družic GPS pro režim zpracování v kvazireálném čase (NRT). V září 2000 se AC GOP již aktivně zúčastnilo 1. kampaně COST pro srovnávací účely. Jednalo se o simulované near real-time řešení z období 15 dnů v červnu 2000 pro danou síť stanic GPS. GOP řešení bylo jedno ze sedmi dokončených do začátku prosince 2000, ovšem stojí za zmínku, že jako jediné bylo připraveno v požadovaném zářijovém termínu. Pro 1. polovinu roku 2001 je připravována účast ve 2. kampani, demonstrující skutečný near real-time režim zpracování GPS včetně asimilací výsledků do numerických předpovědí počasí.
Spolupráce s Geografickou službou Armády České republiky
Na základě dohody o spolupráci v oblasti geodezie a geodynamiky uzavřené mezi VÚGTK a Vojenským topografickým ústavem Dobruška se v květnu 2000 zástupci VÚGTK zúčastnili úvodního pracovního zasedání pracovní skupiny pro tvorbu světového výškového systému Pracovní skupiny pro geofyziku a geodezii NATO/PFP na Slovensku, kde byly předneseny příspěvky o modelování kvazigeoidu a o určování výšek metodou GPS.
Smlouva č. 2/2000 o poskytnutí účelových prostředků na řešení úkolů programu "Výzkumné zajištění oblasti zeměměřictví a katastru", projektu "Řešení problémů spojených s budováním geodetických bodových polí terestrickými a kosmickými metodami"
Vývoj systému kontroly výsledků měření technologií GPS, zaměření testovací základny pro technologii GPS (TZGPS)
Testovací základna GPS Skalka, stavebně vybudovaná roku 1999 v podobě základních stabilizací se systémy nucené centrace na části bodů, byla zaměřena skupinami ZÚ, VTOPÚ a VÚGTK ve dnech 20. - 24. března 2000 celkem 4 přijímači Trimble SSI a 3 přijímači Trimble SSE. Bylo zaměřeno 5 bodů "vnitřní" a 5 bodů "vnější" základny. Výsledky byly zpracovány softwarem Trimvec/Trimnet a dále Bernese ve třech variantách.
Ve dnech 27. až 29. června 2000 se konalo první zaměření testovací základny pro GPS klasickými metodami. Měření bylo prováděno v rámci diplomové práce FSv ČVUT (K. Plecháčková). Dohled nad postupem měření a jeho průběhem prováděl doc. Ing. František Krpata, CSc. a Ing. Jakub Kostelecký. Měřeny byly vodorovné směry, zenitové úhly a délky, a to ve všech kombinacích dostupných záměr. Některé délky byly též měřeny paralakticky. Zaměřována byla síť definovaná pilíři vnitřní základny (body č. 11 až 15), dvěma body vnější základny (č. 31 a 32) a čtyřmi připojovacími body, které pochází ze sítě mikrotriangulace zaměřené v letech 1961 až 1962. Dále byly měřeny směry na kostel v Kostelních Střímelicích a trigonometrický bod č. 17 v TL 2207 (Na vápence). K měření bylo použito univerzálního elektronického teodolitu Wild T3000 a elektronický dálkoměr Wild DI2000.
V roce 2000 byla testovací základna doplněna na bodech vnitřní základny o ochranný systém (roury) a u dvou bodů s vysokými pilíři o zvýšenou podlahu. Body vnější základny (kromě vzdáleného, v katastrálním území Ždánice u Kouřimi) byly dodatečně vybaveny ochrannými skružemi. V roce 2000 byly odvozeny první epochy referenčních souřadnic a navrženy postupy testování.
Testovací základna GPS VÚGTK Skalka
Přesnost určených souřadnic (podle odhadu na základě shody jednotlivých řešení) je pro vnitřní základnu (body s nucenou centrací na Skalce) asi 0,5 mm v poloze a 1 mm ve výšce, pro vnější základnu asi 1,5 - 3 mm v poloze a 5-6 mm ve výšce; jsou to hodnoty spíše pesimistické a lze očekávat, že mohou být i poloviční.
Testovací základna pro technologii GPS VÚGTK Skalka (TZGPS) je v současné době připravena k využívání. Má stabilizace, systém nucené centrace na tzv. vnitřní základně, určené referenční souřadnice (v geocentrickém a z nich odvozeném "lokálním" systému "L-JTSK") a referenční datové soubory (asi 133 MB archivovaných dat prvního GPS zaměření, RAW i RINEX). Je také navržen postup testování. Předpokládá se ovšem, že souřadnice bodů TZGPS budou opakovaně přeměřovány pro sledování stability resp. vývoje základny, a že postup testování bude případně modifikován podle získávaných zkušeností.
Po dobudování základny byla provedena "modelová zkouška" jejího použití. Zaměření několika bodů ve dnech 19. - 21. července 2000 dvojicí přijímačů VÚGTK bylo později zpracováno a zhodnoceno podle navržených zásad. Výzkumná zpráva č. 1007/2000 také zkoumá problematiku metrologického řádu pro systémy GPS a navrhuje její řešení v rámci platné legislativy. Aplikace platných pravidel pro kalibraci "měřidel", tj. jejich navázání na národní etalony měřicích jednotek, může totiž vést v případě aparatur GPS k formálním potížím plynoucím ze skutečnosti, že tyto přístroje neodpovídají zákonné definici "měřidla". Řešením může být využití některých formulací zákona, které připouštějí různý výklad, a po věcné stránce řádné testování (kalib-race) přijímačů GPS na TZGPS, pravidelně kontrolované a sledované. Podrobné informace o testovací základně jsou k dispozici na http://pecny.asu.cas.cz/www/zgpspolh.html.
V roce 2000 byla dále propracována a prohloubena aplikace elipsoidálních harmonických funkcí a souvisejícího aparátu hypergeometrických řad a funkcí při řešení geodetické okrajové úlohy variační metodou. K aproximaci řešení této úlohy bylo využito lineární kombinace členů funkcionální báze tvořené systémem elementárních potenciálů. Se zřetelem k praktické aplikaci byla pak zvláštní pozornost věnována systému lineárních rovnic pro skalární koeficienty v uvažované lineární kombinaci. Pro tento systém byly vypočteny všechny prvky jeho matice tuhosti, a to s uvážením globálního zploštění Země. Základní hodnota těchto prvků vyplynula z výpočtu pro sférickou oblast řešení. Zpřesnění pak bylo dosaženo integrováním součinů jednotlivých dvojic elementárních potenciálů přes vnějšek rotačního elipsoidu. Výsledky těchto výpočtů jsou v první fázi reprezentovány řadami. Pro všechny byl nalezen vhodný sčítací postup, který lze pružně realizovat v praxi. Detailní popis dosažených výsledků obsahuje text, který je v současnosti připravován k publikaci v Journal of Geodesy. Ve zhuštěné formě byly výsledky shrnuty v referátu Holota, P.: Variational methods in the recovery of the gravity field - Galerkin's matrix for an ellipsoidal domain, který byl přednesen na mezinárodním sympoziu "Gravity, Geoid and Geodynamics 2000", konaném pod patronací IAG v Banffu (Kanada) v srpnu 2000. Jeho písemná forma bude publikována v sérii International Association of Geodesy Symposia vydávané nakladatelstvím Springer-Verlag. Referát byl rovněž přednesen na "World Height System workshop" v Praze v listopadu 2000.
V rámci srpnového pracovního pobytu J. Kosteleckého v GeoForschungs-Zentrum Potsdam byly studovány otázky rektifikace dráhy družice CHAMP, testování modelu gravitačního pole GRIM5 a otázky využití rezonancí ve dráze CHAMPu pro zpřesnění parametrů gravitačního pole. Výsledky budou dokumentovány v monografii Klokočník, J., Reigber, Ch., Wagner, C.A., Schwintzer, P., Kostelecký, J.: Evaluation of pre-CHAMP gravity models "GRIM5-S1" and GRIM5-C1" with satellite crossover altimetry. Sci. Tech. Rep. STR 00/22, GFZ Potsdam, November 2000, 44 p.
V dalším období se vývoj soustředil na zajištění datových, řídicích a obslužných funkcí serveru a přípravu rozhraní pro výpočetní služby. Modulové řešení serveru poskytuje flexibilitu při hledání nejvhodnější konfigurace a může být výhodné zejména při přechodu na distribuovaný model. Jednotlivé verze běžící na referenční stanici a na stanicích řídicích se liší pouze v typech spuštěných procesů. Definují se typy služeb (uživatelské, administrátorské) a rozpracovávají se programové prostředky pro řízení procesů podporujících služby.
Funkčnost internetového serveru referenční stanice pro službu post-processing byla ověřena v testovacím provozu. Datové služby serveru poskytují přístup k datům zařazených referenčních stanic prostřednictvím webového rozhraní. Po období 2 měsíců byl v testovacím provozu přenos dat ze stanice GOPE na internetový server. Řídicí služba serveru garantuje přístup oprávněným uživatelům systému přes uživatelské jméno a přístupové heslo. Informační služba serveru poskytuje aktuální údaje o konfiguraci systému a podrobné údaje o referenčních stanicích.
V listopadu byla na pracovišti katedry vyšší geodezie FSv ČVUT provizorně instalována referenční stanice s přijímačem Trimble 4000 SEE. V termínu 5. - 6. prosince proběhl v rámci testovací kampaně s daty ze dvou referenčních stanic - ČVUT (zmíněný přijímač Trimble) a GOPE s přijímačme ASHTECH Z18 zkušební provoz. Jako testovací data uživatelů byly využity observace ZÚ a KÚ Praha-východ.
Pro zajištění automatizace zpracování observačních dat byla navržena struktura a služby výpočetního modulu pro dávkové zpracování observací GPS uživatelů. Výchozími podklady jsou observace v režimu static a fast-static na krátkých základnách.
Výzkumnými oblastmi centra jsou následující tematické okruhy:
GA 205/99/0833 - Statické a dynamické okrajové úlohy v geodezii, 1999 - 2000, nositel VÚGTK, řešitel P. Holota
OK321 - UNIGRACE (Unifikace gravimetrických systémů států střední a východní Evropy), 1998 - 2000, nositel: VÚGTK, řešitel: J. Šimek
ME005 - Zpřesnění a udržování evropského referenčního rámce v oblasti střední Evropy, 1996 - 2000, nositel VÚGTK, řešitel: J. Šimek
LA015 - Činnost ve vědeckých a výkonných orgánech Mezinárodní geodetické asociace, 1998 - 2000, nositel VÚGTK, řešitel : P. Holota