Odvětvové informační středisko a Zeměměřická knihovna VÚGTK VÝROČNÍ ZPRÁVA VÚGTK ZA ROK 2005

Geodezie a geodynamika

V roce 2005 byla činnost útvaru geodezie a geodynamiky VÚGTK zaměřena jednak na problematiku cíleného výzkumu, směřujícího k aplikaci výsledků v zeměměřické praxi, jednak na základní výzkum experimentálního i teoretického charakteru, orientovaný z převážné části na současné mezinárodní projekty. Stěžejní část výzkumných prací byla zaměřena na rozvoj experimentálních pozorování na Geodetické observatoři Pecný v rámci mezinárodních vědeckých služeb, na práci mezinárodních analytických center, na přímou účast v mezinárodních projektech a na výkon funkcí v mezinárodních vědeckých organizacích. V oblasti aplikovaného výzkumu šlo zejména o práce v oblasti budování geodetických bodových polí a o spolupráci se ZÚ a ČÚZK při realizaci projektu víceúčelové permanentní sítě GNSS pro Českou republiku. V součinnosti s některými akademickými pracovišti byla zabezpečena činnost permanentních stanic vědecké experimentální sítě GNSS a zprovozněna byla jedna nová stanice této sítě. Realizováno bylo propojení této sítě se systémem CZEPOS.

Práce útvaru se v roce 2005 řídila smlouvami, uzavřenými mezi ČÚZK a VÚGTK. ČÚZK poskytl útvaru plné finanční zabezpečení. Byla rovněž rozvíjena spolupráce s mimoresortními pracovišti, zejména s vysokými školami, ASÚ AV ČR, ÚSMH AV ČR, ČHMÚ, HÚVGM a ČMI.

Řešení některých dílčích problémů, které byly součástí plněných úkolů, bylo podporováno na základě smluv na grantové projekty. V roce 2005 bylo řešeno několik grantových projektů, které lze podle poskytovatele účelové dotace rozčlenit do pěti skupin - projekty podporované rámcovými programy EU, GA ČR, MŠMT, ÚNMZ a - nejrozsáhlejší a nejvýznamnější - projekt centra základního výzkumu (VCDZ).

V průběhu prvního pololetí roku 2005 byly aktivity útvaru dále rozšířeny v souvislosti s přijetím dvou navrhovaných projektů do státního plánu rozvoje metrologického systému ČR, koordinovaného ÚNMZ a především v souvislosti se zahájením činnosti reorganizovaného Výzkumného centra dynamiky Země.

Výzkumné centrum dynamiky Země (VCDZ) je jedním z center základního výzkumu, která zahájila činnost v rámci nového vládního programu ve vědě a výz-kumu. Toto centrum je dosud jediným centrem základního výzkumu v oblasti geověd v ČR. Činnost VCDZ je plánována na léta 2005 – 2009 a navazuje na výsledky projektu „Experimentální výzkum dynamiky Země a jejího povrchu“, řešeného v rámci obdobného výzkumného centra, podporovaného grantem MŠMT LN00A005, které bylo aktivní v letech 2000 – 2004. VCDZ nyní sdružuje pracoviště následujících institucí: VÚGTK – GO Pecný, Astronomický ústav AV ČR, KMG Stavební fakulty ČVUT v Praze a Ústav struktury a mechaniky hornin AV ČR. Ve VCDZ jsou řešeny vybrané problémy globální a regionální geodynamiky s využitím observačních dat, pořízených vlastním pozorováním pracovišť centra či získaných z globálních datových center mezinárodních vědeckých služeb a rovněž teoretické problémy fyzikální geodezie. Působení centra má značný význam pro výchovu mladé generace vědců.

Průběh řešení projektů byl v roce 2005 dvakrát vyhodnocován ČÚZK na kontrolních dnech, konaných v červnu a prosinci 2005 a výsledky řešení grantových projektů byly hodnoceny na národních a mezinárodních oponentních řízeních. Závěry všech provedených oponentních řízení konstatují, že řešení a jejich výsledky, jakož i čerpání přidělených finančních prostředků, jsou v souladu s projekty.

Postup řešení jednotlivých projektů a výsledky dosažené v roce 2005 jsou shrnuty v následujícím přehledu.

Ke studiu tíhového pole jsou v současnosti k dispozici údaje pořízené špičkovými technologiemi a měřickými technikami. Získaná data se vztahují nejen tradičně k povrchu Země, ale také k trajektoriím, eventuálně hladinám ve vnějším prostoru Země. Z těchto důvodů byly zkoumány kombinace různorodých dat, např. údajů z letecké gravimetrie s pozemními tíhovými údaji nebo údaje z družicové gradiometrie s pozemními tíhovými daty. Klíčovým krokem v uvažovaném postupu je návrh analytického optimalizačního postupu pro řešení matematicky přeurčených úloh. Studováno bylo několik varant a kritérií optimalizace, které současně zachovávají regularitu harmonických funkcí v nekonečnu a redukují vliv měřických chyb. Cílová funkce (funkce užitku) byla volena ve tvaru různých norem v Sobo-levově prostoru funkcí. Řešení je vyjádřeno pomocí aparátu sférických harmonických funkcí. O dosažených výsledcích referoval P. Holota v přednášce (orální presentace) „On the Combination of Terrestrial Gravity Data with Satellite Gradiometry and Airborne Gravimetry Treated in Terms of Boundary-Value Problems“ přednesené na symposiu G2 (Určování tíhového pole syntézou pozemních, družicových, leteckých a družicových altimetrických měření) uspořádaném v rámci společného shromáždění IAG, IAPSO a IABO (Dynamic Planet 2005) v Cairns v Austrálii ve dnech 22. - 26.8.2005. Celá práce na uvedené téma byla také předána k publikaci ve sborníku z uvedeného shromáždění, který připravuje IAG.

Současně s tímto tématem byla pozornost věnována krokům vedoucím k prak-tické aplikaci variačních metod při řešení matematických úloh souvisejících s ur-čením potenciálu tíhového pole Země. Uskutečněna byla rozsáhlá numerická simulace s použitím dat odvozených z modelu tíhového pole Země EGM96. Získaná řešení odpovídají určení poruchového potenciálu při sférické a také obecnější hranici v aproximačním prostoru poměrně vysoké dimenze (40962). Řešení ukazují i účinek šikmosti derivace v okrajové podmínce, který je často zanedbáván. K representaci a numerickému vyjádření poruchového potenciálu bylo experimentálně využito tří různých funkcionálních basí. Base byly generovány jednak funkcí elementárního potenciálu, jednak reprodukčním jádrem a jednak také Poissonovou waveletou. Srovnání vypočtených modelů globálního tíhového pole s modelem EGM96 vykazuje poměrně velmi dobrou shodu, a to ve smyslu potenciálních hodnot a tí-hových poruch na hraniční ploše. Řada klíčových kroků v těchto výpočtech byla řešena při doktorandském pobytu O. Nesvadby na Technické universitě v Delftách (Holandsko). Výsledky byly zveřejněny rovněž na symposiu G2 v rámci shromáždění Dynamic Planet 2005 v Cairns, a to v příspěvku „O. Nesvadba, P. Holota, R. Klees (TU Delft) - A direct method and its numerical interpretation in the determination of the gravity field of the Earth from terrestrial data“, který byl předán k publikaci.

Dále pokračovalo řešení problémů z oblasti modelace a aproximace zemského tíhového pole. Tyto problémy se týkaly jak přímého modelování (určování gravitačního účinku hmot vně geoidu, zejména topografie a atmosféry, a jejich vliv na vybraná meřená data týkající se tíhového pole Země), inverzních problémů (určování vybraných parametrů tíhového pole Země z naměřených pozemních, leteckých a družicových dat) a kombinace různých zdrojů tíhových dat při konstrukci jediného optimalizovaného modelu tíhového pole Země. Řešitel se spoluautorsky podílel na přípravě publikací v těchto oblastech v mezinárodní spolupráci. Některá pojednání byla zaslána k publikování, další jsou v přípravě, viz přiložený seznam publikací. V rámci projektu, podporovaného Grantovou agenturou České republiky, probíhalo řešení přesného modelu geoidu a kvazigeoidu pro oblast střední Evropy. Jednotlivé modely odvozené kombinací lokálních dat a nových družicových modelů byly použity pro testování nových družicových modelů na vybraných bodech EUVN. Byly zahájeny úvahy o možnosti testování nových globálních modelů geopotenciálu pomocí dat z absolutních a supravodivých gravimetrů.

Úkol byl řešen v širší národní (ASÚ AV ČR) a mezinárodní (NOAA, GFZ) spolupráci. V roce 2005 bylo pokračováno v analýze testování přesnosti modelů gravitačního pole Země, vzniklých na základě družicových misí CHAMP a GRACE. Předběžné výsledky ukazují poměrně velkou chybu u harmonických parametrů nízkých řádů. Dále byl prováděn výzkum degradace přesnosti měsíčních řešení parametrů gravitačního pole Země z družicové mise GRACE. Na základě teoretických výpočtů byla prokázána jasná souvislost mezi chybou určovaných parametrů a rezonancí, kterými nízko letící družice během své životnosti procházejí.

O otázkách určování parametrů gravitačního pole s využitím rezonancí ve drahách družic a o degradaci přesnosti modelů z důvodů průběhu družice resonancemi bylo referováno v příspěvcích: Klokočník J., Kostelecký J.: Resonance and gravity field of the Earth. Presented at NRIAG, Helwan, Cairo, invited lecture, 1.12.2005 a Klokočník J., Kostelecký J.: Satellite orbit geometry. Presented at NRIAG, Helwan, Cairo, invited lecture, 4.12.2005

Výsledky teoretických modelů odhadu přesnosti bistatické altimetrie byly publikovány v příspěvku: Kostelecký, J., Klokočník, J., Wagner C.A.: Geometry and accuracy of reflecting points in bistatic satellite altimetry. Journal of Geodesy, 79, 2005, p. 421-430, DOI 10.1007/s00190-005-0485-7. ISSN 0949-7714 (paper), ISSN 1432-1394 (electronic).

V rámci tvorby databáze vektorů měřených technologií GPS byla zpracována data, poskytnutá ZÚ v Praze. Výsledky jsou presentovány ve zprávě: Kostelecký J.: Konverze dat ZÚ Praha do databázového formátu DBGPS, zpracování měření z let 1997 – 2004, Technická zpráva VÚGTK 1080/2005, VÚGTK, září 2005.

Databáze vektorů, pořizovaných v rámci kampaně „zhušťování“ Katastrálními úřady byla doplněna o vektory mezi zhušťovacími body, respektive, zhušťovacími a trigonometrickými body.

Dále byl proveden test softwaru ETRFJT01, produkt VÚGTK, pro transformaci GNSS měření do S-JTSK, Výsledky jsou shrnuty v obsáhlé technické zprávě Výhodou použití tohoto softwaru je, že je nutno měřit pouze na jednom připojovacím bodě. Výsledky ukázaly, že software není možno použít při zaměřování bodů PPBP, je však použitelný při měření podrobných bodů katastru.

V rámci studia kinematických vlastností souřadnicového systému byl studován vliv velkých zemětřesení na trvalou změnu polohy bodů. Výsledky širší spolupráce byly presentovány na zasedání IAG v příspěvku a na sympoziu spolupořádaném Výzkumným centrem dynamiky Země, které se konalo v Ramzové.

V mezinárodní spolupráci pokračovaly práce na projektu Evropské kombinované geodetické sítě (ECGN).

V rámci budování kinematického modelu na území České republiky byla v I. pololetí provedena analýza vybraných stanic sítě EUREF-EPN. Pro analýzu byla využita data z analytického centra EUREF. Aplikací aparátu mechaniky kontinua byly odvozeny složky tenzoru deformace a porovnány s výsledky předchozí vlastní analýzy časových změn souřadnic stanic. Oblastí zájmu byl styk eurasijské a africké tektonické desky v oblasti Středozemního moře. Ve II. pololetí byly výsledky z analýzy z I. pololetí porovnány se staršími analýzami a presentovány v NRIAG Helwan.

Pokračovalo studium problematiky vlivu troposférické refrakce a variací polohy fázových center antén na výsledky zpracování GPS sítí regionálního rozsahu. Výsledky jsou shrnuty v disertační práci Filler V.: Modelling the tropospheric delay and introduction of absolute antenna PCV models in a regional GPS network, ukončené obhajobou v listopadu 2005.

V rámci účasti v mezinárodním projektu CERGOP-2 a konsorciu CEGRN (Středoevropská referenční GPS síť pro geodynamiku) bylo provedeno zpracování první verze kampaní CEGRN jednotným způsobem a zpětně (roky 2001, 1999, 1997, 1996, 1995, 1994). Dále pokračovaly práce na software pro kvalitativní hodnocení epochových GNSS kampaní (zprostředkující vyrovnání MNČ).

Ve druhé polovině roku 2005 dobudoval a zprovoznil Zeměměřický úřad všech 22 „vnitřních“ stanic národního systému pro určování polohy pomocí GNSS – CZEPOS. Do sítě CZEPOS přísluší též čtyři „vnější“ stanice, které jsou provozovány v rámci Výzkumné a experimentální sítě pro observace s GNSS (VESOG) - GOPE (Geodetická observatoř Pecný VÚGTK), VSBO (Vysoká škola báňská v Ostravě), PLZE (Západočeská universita v Plzni) a TUBO (Vysoké učení technické v Brně).

V první polovině roku 2005 byla do CZEPOS zařazena stanice PLZE a stanice VSBO byla připravena k zařazení. Ve druhé polovině roku byla zařazena stanice GOPE, zařazení stanice TUBO bylo uskutečněno 15. prosince 2005.

Předávání dat mezi operačním centrem VESOG na GO Pecný a centrálními servery CZEPOS v Zeměměřickém úřadě probíhá obousměrně. Ze zařazených vnějších stanic jsou každou hodinu předávána data s 1 sekundovým intervalem záznamu na centrální servery CZEPOS. Operační centrum VESOG získává ze všech „vnitřních“ stanic CZEPOS data s intervalem záznamu 15 sekund. Během provozování automatického předávání dat probíhá též optimalizace skriptů a auto-matické řešení překlenování výpadků spojení nebo serverů.

Pro určení počátečních poloh permanentních stanic jsou Zeměměřickým úřadem zaměřeny v okolí stanice čtyři až pět bodů referenční sítě DOPNUL a pro určení souřadnic v S-JTSK přibližně stejný počet blízkých trigonometrických bodů. Tato měření jsou zpracovávána ve VÚGTK s využitím softwaru GeoGenius. Byly vypočteny souřadnice pro 14 stanic, výsledky jsou dokumentovány ve třech technických zprávách.

S administrátory sítě CZEPOS Zeměměřického úřadu byly konzultovány záležitosti týkající se fázových center antén na permanentních stanicích sítě.

O realizaci sítě CZEPOS a VESOG bylo referováno na Geodetických informačních dnech v Brně. Dále byla o těchto sítích podána informace na pracovním zasedání mezinárodního řídícího výboru projektu EUPOS v Berlíně ve dnech 24. a 25. listopadu 2005.

Permanentní observace s využitím GNSS na GO Pecný

Kontinuální pořizování dat družicových systémů GPS NAVSTAR a GLONASS bylo po celé období prováděno na permanentní IGS/EPN stanici GOPE pomocí přijímače Ashtech Z18 a na EPN stanici TUBO pomocí přijímače Trimble 4700.

Dne 25. července 2005 byl kompletně vyměněn registrační počítač na permanentní GNSS stanici GOPE za počítač s operačním systémem Windows 2000 a větší kapacitou pevných disků. Současně byl implementován nový odesílací software, který je obdobný software instalovanému na ostatních stanicích VESOG. Dosavadní provozní zkušenosti ukázaly, že nový počítač nevyžaduje časté defragmentace disku.

Po výměně počítače stanice GOPE poskytuje data ze systémů GPS NAVSTAR a GLONASS v kompaktním balíčku v hodinových souborech s intervalem záznamu 1 sekunda - z těchto dat se v operačním centru VESOG vytváří:

Na registračním počítači se dále vytváří data ze systémů GPS NAVSTAR a GLONASS ve formátu RINEX ve čtvrthodinových souborech s intervalem záznamu 1 sekunda. RTCM korekce a měření ze systémů GPS NAVSTAR a GLONASS odesílané v reálném čase v intervalu 1 sekunda jsou produkovány jiným – Linuxovým – počítačem PECNY1.

Budování vědecké a experimentální sítě GNSS - VESOG

Výzkumná a experimentální síť pro observace s GNSS (VESOG – http://www.pecny.cz/vesog) zahrnuje permanentní GPS stanice provozované výzkumnými a akademickými pracovišti. Cílem je zajistit koordinaci aktivit souvisejících s provozem stanic, transfer zkušeností a pořizování dat vysoké kvality pro výzkumné, experimentální a výukové aktivity zapojených institucí. V současnosti je VESOG provozován třemi institucemi: Výzkumným ústavem geodetickým, topografickým a kartografickým, Geodetickou observatoří Pecný (celková koordinace a provoz operačního centra, provoz stanic GOPE, KUNZ - Kunžak a TUBO ve spolupráci s ÚG SF VUT Brno), Vysokou školou báňskou - Technickou universitou Ostrava, Institutem geoinformatiky (provoz stanic VSBO v Ostravě a LYSH na Lysé hoře) a Západočeskou universitou v Plzni, oddělením geomatiky (provoz stanice PLZE v Plzni).

Síť VESOG je kompatibilní se sítí CZEPOS, do které dodává resp. bude dodávat data ze čtyř stanic. Recipročně získává data ze všech stanic CZEPOS pro výzkumné projekty. Z některých stanic VESOG budou dodávána data též pro připravovanou síť firmy GEODIS BRNO, a.s.

Dne 25. července 2005 byla do VESOG zařazena IGS/EPN stanice GOPE na Geodetické observatoři Pecný, čímž začala tato stanice dodávat data i do sítě CZEPOS. Další zprovozněnou stanicí VESOG je stanice KUNZ na hvězdárně Astronomického spolku Kunžak v jižních Čechách. Byla postavena VÚGTK v rámci 5. rámcového projektu EU CERGOP-2/Environment pro geodynamický výzkum. Předpokládá se zapojení stanice do Evropské kombinované geodetické sítě (ECGN – European Combined Geodetic Network). Stanice je osazena přijímačem Septentrio s anténou Trimble Zephyr se sférickým krytem a byla zprovozněna dne 23. září 2005.

Na stanici PLZE se od poloviny září začaly projevovat problémy v příjmu signálu z družic. Po mnoha testech se ukázalo, že anténa nepracuje správně – pravděpodobně v důsledku proniknutí vody do tělesa antény. Po několika pokusech o opravu byla anténa vyměněna a v polovině listopadu byla stanice zprovozněna s dočasnou anténou. Je plánován nákup antény CR3, což je anténa se stínícími kruhy a protisněhovým krytem, která je již instalována na stanicích VSBO a LYSH.

Výměna dat mezi vybranými stanicemi ve VESOG a sítí CZEPOS je podrobněji popsána v příslušném odstavci. Ze stanic VSBO, LYSH (a v budoucnu i PLZE), kde jsou provozovány aparatury Topcon s rozšířením umožňujícím příjem signálů i družic systému GLONASS, jsou dodávána data i do sítě firmy GEODIS BRNO, a.s. Recipročně jsou získávána data ze stanic této sítě pro výzkumné projekty.

Tok dat ze stanic zapojených do VESOG je jednotný. Všechny stanice jsou vybaveny registračním počítačem, na kterém běží jednak firemní software dodaný výrobcem aparatury, jednak vlastní software vyvinutý na GO Pecný pro VESOG, který hodinová data s intervalem záznamu 1 sekunda v binárním formátu převede do kompaktního balíčku, který odešle do operačního centra VESOG. V operačním centru je balíček rozbalen a jsou z něj vygenerována data v požadovaných formátech a intervalech záznamu. Z operačního centra VESOG jsou data dále distribuována do datového centra IGS (BKG - Bundesamt fur Kartographie und Geodäsie ve Frankfurtu nad Mohanem v Německu), datových center EPN (OLG - Observatoř Lusbuehel Graz v Grazu v Rakousku a GOP na Geodetické observatoři Pecný), centrálních serverů CZEPOS v Zeměměřickém úřadě a serveru GEODIS BRNO, a.s.

Distribuce dat GNSS v reálném čase

Ve druhém pololetí bylo připravováno spuštění další stanice, která bude poskytovat též data v reálném čase – stanice TUBO. V současném testovacím provozu poskytuje přijímač Leica GRX1200 Pro data ve formě RTCM SC104 (Radiotechnical Commision for Maritime Services, Subcommision 104) datového proudu zapouzdřeného podle protokolu NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) přímo na caster VESOG implementovaný na Linuxový počítač PECNY0 na geodetické observatoři. U tohoto typu přijímače nebylo nutné použít jako mezistupeň počítač se software realizujícím NTRIP server, protože ten je již implementován přímo v GPS přijímači. Po zařazení stanice TUBO do sítě CZEPOS budou data distribuována na centrální servery CZEPOS z casteru VESOG.

Analytické centrum GO Pecný (GOP)

V prvním pololetí roku 2005 byla většina prací spojena s implementací Bernese GPS software verze 5.0 (BSW50), což poskytuje možnost začlenit do analýz v GOP řadu nových stanic na území ČR.

V průběhu druhé poloviny roku 2005 probíhaly všechny rutinní aktivity analytického i datového centra GOP bez významných obtíží. Byly tak po celou dobu vytvářeny a dodávány produkty i zajištěny datové služby. S implementací BSW50 bylo spojeno přeprogramování veškerých analytických činností centra GOP tak, že systém je nyní dostatečně variabilní a je jednotně nasazen pro řešení v režimu post-processing i v near-real time. Jednotný systém je nadále udržován pomocí CVS a obsahuje řadu monitorovacích a kontrolních mechanismů.

Rok 2005 je v České republice charakterizován významným nárůstem počtu stanic GPS, poskytujících hodinová data.V průběhu druhé poloviny roku byly ke zpracování pro EUREF přijaty dvě nové stanice z Francie: AUTN (Autun), PUYV (Le Puy en Velay). Po výměně vadně operujícího přijímače a při oficiálním přijetí do EUREF byla do zpracování GOP zapojena i česká stanice POUS (Poustka). Tuto zřídil a operuje Ústav struktury a mechaniky hornin v rámci výzkumného centra VCDZ. Po vyřešení problémů s výkonným počítačem pro EUREF mohly být začleněny daląí stanice z území ČR, operující v tzv. síti VESOG, jmenovitě VSBO (TU Ostrava), PLZE (Plzeň) LYSH (Lysá hora), KUNZ (Kunžak). Nakonec byly začleněny i všechny zbývající stanice zřízené pro CZEPOS: CBRU (Bruntál), CFRM (Frýdek Místek), CHOD (Hodonín), CKRO (Kroměříž), CMOK (Moravský Krumlov), CSUM (Šumperk), CVSE (Vsetín), a to jak do zpracování pro EUREF, tak i pro zpracování v near-real time (GPS meteorologie).

Zpracování subsítě EPN (EUREF LAC)

Ze současného počtu 80 stanic analyzovaných v centru GOP v rámci permanentní sítě EUREF jich je 33 v ČR! Celkově 26 stanic (ČR) je vyhodnocováno, aniž by bylo součástí oficiálního řešení EUREF. Pro GPS-meteorologii síť sestává z celkového počtu 85 stanic (z toho 38 v ČR!), což již nabízí skutečně zajímavou situaci pro aplikaci v meteorologii. (Můžeme v budoucích letech konečně očekávat užší spolupráci s meteorology i v naší republice, pokud tomu okolnosti dovolí). Jelikož na počátku roku 2005 byly analyzovány na území ČR pouze 2 stanice, nárůst velkého počtu stanic by nemohl být realizován bez zavedení vysoce efektivního způsobu zpracování připraveného již v první polovině roku 2005 - viz předchozí zpráva.

V druhé polovině roku vysadil počítač (standardní PC) realizující řešení EUREF. Nejenom že nebyl nadále schopen zpracovávat v rozumném časovém horizontu množství stanic v denních dávkách, ale došlo především k fyzickým destrukcím některých míst na disku a bylo třeba zpracování bezprodleně přesunout na alternativní stroj. Toto se podařilo zajistit ještě v průběhu listopadu.

Webová stránka produktů http://www.pecny.cz/gop (Products) byla obohacena o komentovaný přístup k výsledkům ze zpracování EUREF i GPS-meteorologie. Pro EUREF jsou k dispozici oficiální týdenní soubory SINEX s doprovodnými sumáři a k tomu denní řešení troposférických parametrů (TRO-SINEX). Tyto obsahují pouze oficiální stanice zpracování EUREF. Souřadnice v ITRS i v ETRS jsou dále dostupné i pro kompletní stav - tudíž včetně stanic národních sítí CZEPOS a VESOG vyloučených v řešení pro EUREF.

Výsledky GPS meteorologie jsou poskytovány ve formátu COST-716 2.0a a archiv obsahuje produkty již od roku 2001. Pro produkty ZTD byla rovněž založena databáze MySQL a byly vytvořeny skripty pro rutinní naplňování i statistická vyhodnocení. Pracujeme ještě na vstupech dalších alternativních zdrojů (např radiosondy, GPS výsledky z jiných zpracování) a výstupech, které umožní průběžně statisticky monitorovat tyto produkty.

Nová implementace našeho systému GPS zpracování pro Bernese GPS software, který byl v tomto roce vytvořen na GOP byl poskytnut k využití i na dalších 5 za-hraničních pracovištích (v druhé polovině roku nově v Nizozemsku a na Slovensku).

Datové centrum EPN - GOP

Od března 2005 datové centrum GOP přijímá hodinová data ze stanic CZEPOS. Tato data jsou začleněna do veřejně nepřístupné sekce datového centra a mohla by být na žádost zpřístupněna pod heslem.

Data jsou využívána k projektům analytického centra (GPS meteorologie) a k NRT i post-processing přesnému určování souřadnic v ITRF/ETRF. Dostupnost i kvalita hodinových dat je v datovém centru monitorována a výsledky jsou zobrazeny na webových stránkách GOP věnovaných problematice GNSS (rovněž na www.pecny.cz/gop) včetně zpřístupněného archívu.

Tok dat je zajišťován v hodinových souborech, které jsou pro vybranou skupinu anonymně dostupných stanic (EUREF,IGS,..) a stanic v ČR ze sítí CZEPOS, VESOG, GEODIS apod. rutinně slučovány do denních souborů včetně monitorování tohoto procesu (i na webovém rozhraní). V průběhu léta a podzimu se objevoval problém s opakovaným a opožděným získáváním dat z CZEPOS. Tento byl v listopadu částečně vyřešen v operačním centru, a bude ještě doladěn v nadcházejícím období.

Ultra-rychlé dráhy družic pro IGS

Určování drah družic z ultrarychlého řešení dosud probíhalo rutinně a stále bez změn v základním systému zpracování. Ačkoliv již započala příprava nového systému, bude jeho implementace a testování probíhat ještě v počátku dalšího roku. Byla také připravena a zaslána do IGS CB zpráva pro "IGS reports 2003-2004" o ultrarychlém produktu GOP.

Aplikace GPS v meteorologii - projekt TOUGH

Od května 2005 je nová implementace Bernese GPS software V5.0 používána i pro řešení near real-time (NRT) troposférických zpoždění. Toto procesně náročné rutinní řešení je díky novému BPE nyní po stránce technické maximálně stabilní (nedochází k častým výpadkům z důvodů přetížení počítače apod.).

Pro zájem o poskytnutí systému určování troposférických zpoždění z GPS v re-žimu near real-time byl také připraven balík nové implementace v BSW50 a tento zaslán na pracoviště na Nový Zéland (Institute of Geological & Nuclear Sciences) a do Číny (Shanghai Observatory).

Projekt TOUGH bude v lednu roku 2006 zakončen. Na podzim roku 2005 se tak konalo předposlední setkání, kterého se zúčastnili i zástupci VÚGTK a prezentovali výsledky z analytického centra GOP. Při této příležitosti byl uspořádán "User Workshop", který byl přístupný také potenciálním uživatelům výsledků řešení. Potěšitelná je účast zástupce Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) a zá-stupců Ústavu Informatiky AV ČR, která s ČHMÚ již úzce spolupracuje.

Analytické centrum DORIS

V oblasti analýz měření systému DORIS pracovní verzí Bernského GPS softwaru proběhly experimenty s nezávislým zpracováním dat metodou volné sítě při současném určení souřadnic pozemních stanic, polohy pólu, frekvenčních odchylek signálu pozemních stanic, troposférických parametrů a dráhových parametrů. Apriorní souřadnice ITRF2000 vstupovaly do vyrovnání s vysokou apriorní střední chybou (10 m). Srovnání týdenních řešení souřadnic a polohy pólu s řešeními stávajících analytických center DORIS (IGN, CLS/Legos) ukazují na jen mírně nižší přesnost, což je vzhledem k omezením současného drahového modelu velmi dobrý výsledek. Drobné neshody dřívějších řešení s některými fixovanými parametry se tak zdají být spíše důsledkem vzájemné nekompatibility fixovaných parametrů než výpočetní chyby v softwaru. V nejbližší době je třeba začít s poloautomatickým zpracováním dat delšího časového období a provést další srovnání.

Experimentální gravimetrické práce na GO Pecný

Na slapové stanici Pecný pokračoval záznam variací vertikální složky slapového zrychlení pomocí slapových gravimetrů Askania Gs 15 č. 228 a LaCoste & Romberg G č. 137.

Gravimetrem ZLS B-020 byl důkladně proměřen vertikální průběh tíže nad absolutními body 80 a 80.70 na GO Pecný. V případě měření na bodě 80.70 se jednalo o vůbec první měření, které prokázalo značnou nehomogenitu tíhového pole v gravimetrické laboratoři. Na obou bodech lze ovšem vertikální průběh tíže popsat lineárním funkcí. Gravimetr ZLS B-020 dosahoval během těchto měření velmi vysokou vnitřní přesnost do 2 mGal. Přístrojem byla z důvodu určení měřítka měřicího šroubu zaměřena Hlavní gravimetrická základna v ČR.

Měření fyzikálních parametrů prostředí v okolí GO Pecný

Pro podchycení závislosti tíhového zrychlení na vlhkosti půdy a pro GPS meteorologii jsou souběžně s GPS a gravimetrickými měřeními zaznamenávány další meteorologické a hydrologické parametry vzduchu a půdy v okolí stanice. Měření jsou prováděna jednak mobilní klimatologickou stanicí Přírodovědecké fakulty University Karlovy, která je na GO Pecný dlouhodobě instalována a obsluhována pracovníky VÚGTK, jednak přístroji VÚGTK.

Mobilní klimatologická stanice zaznamenává:

Další čidla na Geodetické observatoři Pecný zaznamenávají:

Manuálně je zaznamenávána výška sněhové pokrývky, dohlednost a pokrytí oblohy oblačností.

Pro zhodnocení prováděných měření je nutno zajistit pravidelnou kontrolu a ka-libraci měřicích čidel. Pro tento účel byla pořízena sada čidel Väisälaa skládající se z přesného tlakoměru, teploměru a vlhkoměru. Tato sada bude pravidelně kalibrována v metrologických laboratořích a měřicí čidla na GO Pecný a na ostatních permanentních GPS stanicích budou porovnávána vůči této sadě.

Zakoupená sada pro kalibraci čidel meteorologických veličin byla použita pro kalibraci čidla atmosférického tlaku v systému absolutního gravimetru. Byla potvrzena systematická odchylka čtení čidla, která byla dříve zjištěna při občasných porovnáních tlakových čidel při mezinárodních srovnávacích měření.

V červenci roku 2005 bylo absolutním gravimetrem FG5 č. 215 provedeno zaměření tíhových bodů Kvilda a Plzeň. Zaměřením posledních dvou absolutních tíhových bodů, které jsou součásti sítě 15 bodů realizujících základní kostru tíhového systému ČR, bylo dosaženo jednoho z cílů - homogenního zaměření základní kostry jedním absolutním gravimetrem. Dalším cílem absolutních měření v ČR by mělo být opakované měření vybraných bodů za účelem sledování variací tíhového pole.

V rámci spolupráce s GKÚ Bratislava a STU Bratislava bylo v letošním roce zaměřeno celkem 6 absolutních bodů na Slovensku (Bratislava, Banská Bystrica, Plešivec, Telgárt, Skalnaté pleso a Gánovce). V případě opakovaných měření byly opět potvrzeny systematické rozdíly mezi gravimetrem FG5 č. 215 a předchozích měření. Homogenní zaměření slovenské sítě absolutních bodů jedním přístrojem by mělo být dokončena na Slovensku v roce 2006.

V rámci mezilaboratorních srovnávacích měření absolutních gravimetrů bylo gravimetrem FG5 č. 215 měřeno ve spolupráci s BKG (Německo) na stanicích Wettzell, Bad Homburg a také na mezinárodním srovnávacím měření absolutních gravimetrů ICAG-2005 v laboratořích Mezinárodního úřadu pro váhy a míry v Sev-res. Konečné výsledky jsou prozatím k dispozici pouze z měřeni v Bad Homburgu. Zjištěný rozdíl tíhového zrychlení určený gravimetry FG5 č. 215 a č. 101 byl 2,2 mGal, což lze vzhledem k přesnosti gravimetrů FG5 (± 2 mGal) považovat za dobrou shodu. Na stanicích Bad Homburg a Wettzell byla měření provedena při dvou orientacích gravimetru. Opět bylo potvrzeno, že pokud je snaha dosáhnout přesnosti na úrovni ± 1 mGal je potřebné věnovat zvýšenou pozornost vlivu orientace gravimetru během měření.

Srovnávacího měření ICAG-2005 se zúčastnilo celkem 20 absolutních gravimetrů. Pomocí gravimetru FG5 č. 215 byly celkem zaměřeny čtyři absolutní body. Navíc bylo relativním gravimetrem ZLS B-020 zaměřeny vertikální průběhy tíže na stejném počtu absolutních bodů. Výsledky všech měření byly předány ke zpracování. Na závěr ICAG-2005 bylo konáno pracovní setkání na kterém byly prezentovány výsledky některých laboratorních zkoušek gravimetru FG5 č. 215.

Výsledky absolutních měření v roce 2005 byly shrnuty ve třech technických zprávách.

Práce v Subkomisi IAG 1.3a Referenční rámec pro Evropu (EUREF)

Technická pracovní skupina (TWG) EUREF, jejímž řádným členem je zástupce VÚGTK, řídí a koordinuje práci subkomise. V roce 2005 se konalo jedno pracovní zasedání Technické pracovní skupiny EUREF - v listopadu 2005 v Bernu. Hlavními body jednání byly otázky postavení subkomise EUREF v rámci IAG, rozvoj EPN, speciální projekty EPN (troposféra, časové řady pozorování, EUREF-IP), výškový systém pro Evropu, zhuštění EUVN a zejména význam a možnosti měření v rámci EPN pro aplikace v reálném čase. VÚGTK se podílí na realizaci projektů subkomise činností datového centra, analytického centra a účastí ve speciálních projektech „Troposféra“ a „EUREF-IP“.

Práce v radě Mezikomisního komitétu IAG pro teorii (ICCT)

Mezikomisní komitét pro teorii (ICCT – Inter-Commission Committee on Theory) je orgánem IAG. Zástupce VÚGTK je členem jeho poradního výboru. Posláním ICCT je rozvíjet spolupráci s komisemi a mezi komisemi IAG v otázkách metodologie, podporovat spolupráci mezi teoretiky a praktiky v tématicky orientovaných výzkumech a rozvíjet výzkum v oblasti matematických a fyzikálních základů geodezie. Úkolem ICCT je také vytvořit tvůrčí prostředí pro matematicky orientované geodety, aplikačně orientované matematiky a obecně pro teoreticky orientované výzkumníky v oboru geověd. Tematicky orientovaný výzkum je náplní pracovních skupin vytvořených spolu s jednotlivými komisemi IAG. Jedná se o vliv zpodobňování (tzv. „aliasing effect“) při modelování tíhového pole; multiměřítkové modelování tíhového pole; statistiku a geometrii ve smíšených celočíselných lineárních modelech s aplikací na GPS a InSaR; o měření, řízení a zlepšování kvality; integrovanou teorie deformací zemské kůry a o družicovou teorii tíže. Základní teoretické otázky, zejména inverzní úlohy a globální optimalizace, dynamické teorie deformace a konečně funkcionální analýza, teorie pole a dife-renciální rovnice jsou pak řešeny ve vlastních pracovních skupinách ICCT.

Ve druhé polovině roku 2005 ICCT naplno rozběhl organizační přípravy spojené s konáním VI. Hotine-Marussiho symposia na téma Theoretical and Computational Geodesy - Challenge and Role of Modern Geodesy. Symposium bude pod patronací IAG pořádat Univerzita ve Wuhanu (Čína) ve dnech 29.5. – 2.6.2006. P. Holota byl pověřen (společně s Prof. B. Heckem z University v Karlsruhe) přípravou zasedání na téma Deterministic and random field analysis with application to BVP, approximation theory. Pro tento účel vypracoval obsahovou charakteristiku zasedání, která byla již také zveřejněna na stránkách současně distribuovaných propagačních materiálech.

Práce ve studijních skupinách a komisích IAG

Zástupci VÚGTK se aktivně účastní také práce v dalších studijních skupinách a komisích IAG - Forward gravity field modelling and global databases (P. Novák), Inverse problems and global optimization (P. Novák), Satellite gravity theory (P. Novák), Satellite altimetry (J. Kostelecký), mezikomisní projekt ICP 1.2 Vertical reference frames (J. Šimek).

Práce v redakčních radách mezinárodních vědeckých časopisů

VÚGTK má svého zástupce v aktivní redaktorské funkci v časopisu Journal of Geodesy (orgánu IAG) již 16 let (do roku 2004 P. Holota, od r. 2004 P. Novák). Tato činnost je především spojena s vedením recenzních řízení u došlých rukopisů, s posuzováním těchto rukopisů, výběrem oponentů, hodnocením jejich stanovisek, hodnocením stanovisek autorů a předkládáním kvalifikovaných doporučení k pub-likaci garantujících vědeckou úroveň předního mezinárodního vědeckého časopisu v oboru geodezie. Časopis je vydáván nakladatelstvím Springer-Verlag a jeho redakční rada má mezinárodní složení. Podle přijatých pravidel recenzní řízení vyžaduje pro každý článek posudky alespoň tří nezávislých recenzentů. Časopis je digitálně zpracováván a vydává se klasicky i „on line“ v elektronické podobě.

Spoluprace s časopisem Bollettino di Geofisica teorica ed applicata se rozvíjí od roku 1997. Ve funkci „associate editor“ se zástupce VÚGTK aktivně podílí na činnosti jeho redakční rady. Znamená to vedení recenzních řízení pro rukopisy došlé do redakce, posuzování těchto rukopisů, výběr oponentů, hodnocení jejich stanovisek, hodnocení stanovisek autorů a předkládání kvalifikovaných publikačních doporučení garantujících vědeckou úroveň tohoto časopisu. Bollettino je mezinárodní časopis v oboru věd o Zemi. Vychází čtvrtletně a vydává jej Istituto Nationale di Oceanografia a di Geofisica Sperimentale, Trieste.

Také práce v redakční radě časopisu Studia geophysica et geodaetica je vykonávána již po dlouhou řadu let. Studia patří v domácím prostředí i v zahraničí k dobře známým a renomovaným vědeckým časopisům. Jeho svazky pokrývají již 5 dekád a je možno je nalézti v knihovnách předních akademických, výzkumných a univerzitních institucí ve světě. Redakční rada pracuje při Geofyzikálním ústavu Akademie věd ČR, má mezinárodní složení. Spolupráce s redakční radou zde opět znamená vedení recenzních řízení rukopisů, které jsou redakci zasílány k publikaci. Časopis vychází čtvrtletně.

Některé jednotlivé recenzní posudky byly vypracovány také pro japonský vědecký časopis Earth, Planets and Space (je publikován nakladatelstvím Terrapub pro The Society of Geomagnetism and Earth, Planetary and Space Sciences, The Seismological Society of Japan, The Volcanological Society of Japan, The Geodetic Society of Japan, The Japanese Society for Planetary Sciences), pro německý odborný časopis Zeitschrift für Vermessungswesen (ZfV), dále pro IAG při přípravě vydání sborníku ze společného shromáždění IAG, IAPSO a IABO „Dynamic Planet 2005“ v Cairns a pro katedru geodetických základů STU Bratislava při přípravě učebního textu (skript) z fyzikální geodezie.

Práce v ČNKGG

Český národní komitét geodetický a geofyzikální representuje členství ČR v Mezinárodní unii geodetické a geofyzikální (IUGG). Ve funkci tajemníka komitétu (P. Holota) byla vykonávána agenda související zejména s realizací usnesení přijatých čl. schůzí Komitétu, kontaktem s RZS AV ČR, zajištěním pravidelné distribuce elektronického informačního letáku IUGG (IUGG E-Journal) a spoluprácí se sekretariátem IUGG. Dále byla obsahově i funkčně vedena internetovská stránka komitétu, viz http://pecny.asu.cas.cz/CNCGG/ a v říjnu roku 2005 byla pak také zajištěna aktualizace údajů o zastoupení ČR v IUGG a v jejích asociacích, které budou použity pro vydání nové ročenky IUGG (IUGG Yearbook 2006) sekretariátem IUGG. Ročenka bude dostupná i na http://www.IUGG.org.

Práce v sekci C - Geodezie Komitétu pro Vědy o Zemi Středoevropské iniciativy

Hlavní pozornost byla soustředěna na projekt CERGOP-2, který je podporován grantem EU v 5. rámcovém programu. Jedná se o pokračování výzkumu geodynami-ky střední Evropy geodetickými metodami. Projekt je řešen ve spolupráci 14 členských států CEI a Německa. Zástupce VÚGTK se zúčastnil pololetního pracovního zasedání projektu CERGOP-2, konaného v listopadu 2005 v Sarajevu. Na tomto zasedání byla přednesena prezentace V. Fillera o výsledcích výzkumu určování parametrů troposféry a vlivu variací fázových center antén na výsledky zpracování regionálních sítí GPS. Součástí zasedání byla také pravidelná porada zástupců vědeckého konsorcia CEGRN. VÚGTK je hlavním řešitelem pracovního balíčku 8 „Atmosférické vlivy na měření GPS“ a podílí se na řešení dalších osmi pracovních balíčků - bezešvá databáze, monitorování kvality stanic, periodické observace v CEGRN (Středoevropská geodynamická síť), budování nových observačních zařízení, analýza měření a definice referenčních rámců, analýza dlouhých časových řad pozorování, geokinematické modelování a analýza deformací, rychlá GPS služba pro meteorologii a predikci přírodních katastrof.

Činnost VÚGTK v sekci C/CEI je podporována grantem MŠMT v rámci programu KONTAKT (projekt ME711).

Práce v Expertní skupině pro geodezii EuroGeographics

Skupina je poradním orgánem EuroGeographics a řeší otázky spojené s de-finováním a standardizací geodetických komponent georeferenčních dat. Jedná se o referenční systémy, kartografická zobrazení používaná na evropské a regionální úrovni, doporučení ohledně standardů pro tvorbu a poskytování geodetických produktů, implementaci a testování standardů definovaných na mezinárodní úrovni. Zástupce VÚGTK je řádným členem ExG-G EuroGeographics a vykonává funkci tajemníka skupiny.

Účast v mezinárodních projektech, podporovaných EU

5. rámcový program EU - projekt TOUGH
Viz odstavec "Aplikace GPS v meteorologii".

5. rámcový program EU - projekt CERGOP-2
Viz zpráva sekce C Středoevropské iniciativy.

6. rámcový program EU - projekt SWIRLS

VÚGTK je aktivně zapojen do řešení dvouletého projektu SWIRLS, přijatého do 6. rámcového programu EU, který je orientován na využití nového globálního systému navigačních družic GALILEO. Projekt SWIRLS je řešen institucemi státního i soukromého sektoru několika evropských států a zabývá se vývojem geodetického přijímače GPS pro systém NAVSTAR v kombinaci s novým evropským družicovým navigačním systémem Galileo. Tým VÚGTK se podílí na návrhu aparatury pro permanentní stanice a bude provádět testování vyvinuté aparatury.

Projekt EUPOS

Zástupce VÚGTK se v listopadu 2005 zúčastnil pracovního zasedání řídícího výboru EUPOS konaného v Berlíně. Na tomto zasedání podal zprávu o současném stavu budování systému CZEPOS a plnil také úlohu delegáta TWG EUREF v pro-jektu EUPOS. Byla dokončena editace revidovaného návrhu podprojektu EUPOS IRC, kterého se zúčastní členské státy EU, a návrh byl předložen v září 2005 ve druhém výběrovém kole veřejné soutěže EU v rámci programu INTERREG IIIC. Podprojekt by měl přispět implementaci projektu EUPOS a koordinaci jeho celoplošného zavádění v jednotlivých účastnických státech a v příhraniční spolupráci.

Práce v Evropské unii geověd

Zástupce VÚGTK se podílí na přípravě symposia „Geodetické a geodynamické programy Středoevropské iniciativy“ plánovaného v roce 2006 v rámci 3. Valného shromáždění EGU v dubnu 2006 ve Vídni.

Další mezinárodní aktivity

Práce, spojené s testováním přesnosti modelů geopotenciálu, studiem dráhových poruch družice CHAMP a bistatickou altimetrií jsou prováděny v širší národní a me-zinárodní spolupráci mezi VÚGTK, Astronomickým ústavem AV ČR, Stavební fakultou ČVUT, NOAA Silver Spring (USA), GFZ Potsdam (Německo), DGFI München (Německo) a Surrey University (V. Británie).

Práce spojené s budováním analytického centra DORIS na GO Pecný jsou prováděny v úzké spolupráci s CNES Toulouse (Francie), AIUB Berne (Švýcarsko) a IGN Saint Mandé (Francie).

Činnost v oboru metrologie

Ve druhém pololetí roku 2005 bylo ve VÚGTK zahájeno řešení tří úkolů v rámci státního programu rozvoje metrologie na rok 2005, vyhlášeného Úřadem pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví - příprava vyhlášení státního etalonu pro parametr délka, pro parametr poloha a pro parametr tíže. Útvar 24 zabezpečoval řešení pro dva posledně jmenované parametry.

V rámci řešení etalonu pro parametr poloha bylo provedeno opakované zaměření testovací základny GNSS Skalka a určeny polohy fázových center všech nasazených antén. Výsledky byly zpracovány vědeckým softwarem Bernese v. 5.0 a komerčním softwarem GeoGenius. Základna byla dále zaměřena pracovníky útvaru 25 velmi přesnými pozemními geodetickými metodami s použitím certifikovaných přístrojů. Bylo provedeno první porovnání výsledků a posouzeny možnosti řešení otázky stanovení nejistot.

Řešení projektu pro parametr tíže bylo založeno na provedení několika mezilaboratorních porovnání absolutního gravimetru FG5 č. 215 - ve Spolkovém úřadu pro metrologii a zeměměřictví ve Vídni, ve Spolkovém úřadu pro kartografii a geodezii (laboratoře ve Wettzell a v Bad Homburgu) a v Mezinárodním úřadu pro váhy a míry v Sevres. Dalším zdrojem dat pro první etapu stanovení nejistot byla časová řada měření, realizovaná v laboratoři GO Pecný.

Pedagogická činnost

V následujícím přehledu je zmíněn podíl na přednáškové a examinátorské činnosti pracovníků útvaru 24 VÚGTK v roce 2005.

ČVUT v Praze, Stavební fakulta, obor geodezie a kartografie: Douša, Holota, Kostelecký, Mervart.

VUT v Brně, Stavební fakulta, Ústav geodezie: Kratochvíl.

Západočeská univerzita Plzeň, Fakulta aplikovaných věd, katedra matematiky: Novák.

Činnost v Grantové Agentuře ČR

Od roku 2005 je P. Novák členem Podoborové komise 205 Grantové agentury České republiky.

Recenzní činnost

V roce 2005 byla pracovníky útvaru systematicky vykonávána vyžádaná recenzní činnost pro domácí a zejména zahraniční odborné časopisy a posuzování grantových projektů, předkládaných GA ČR či zahraničním grantovým agenturám. Na recenzní činnosti se podíleli J. Douša, P. Holota, J. Kostelecký, J. Kostelecký ml., P. Novák, J. Šimek.