Výroční zpráva VÚGTK za rok 1998
| Výroční zpráva VÚGTK za rok 1998 |
|
| VÚGTK 39 972 | |
Geodezie a geodynamika | |
| Zdiby: VÚGTK, 1999. - S.15-25. | |
V roce 1998 byla práce útvaru Geodezie a geodynamiky zaměřena především na řešení vědeckého projektu Časové změny geodetických bodových polí, na speciální práce pro organizace resortu ČÚZK, na zabezpečení vědeckých pozorování na Geodetické observatoři Pecný v rámci mezinárodních vědeckých služeb, na činnost mezinárodních analytických center, na účast v mezinárodních projektech a výkon vědeckých funkcí v mezinárodních organizacích. Činnost útvaru byla financována formou institucionálních prostředků a účelové dotace, poskytnutých Radou vlády pro vědu a technologie prostřednictvím ČÚZK, účelových dotací Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy České republiky na řešení mezinárodních projektů, formou grantu Grantové agentury ČR a byla rovněž podporována grantem EU na řešení dvou mezinárodních projektů, v rámci programu projektu INCO-COPERNICUS.
17. listopadu 1998 byla zahájena realizace pilotního projektu poskytování dat ze stanic EUREF permanentní sítě GPS v intervalech 1 hodiny, kterého se zatím účastní pouze 7 evropských stanic. To si vyžádalo zcela přepracovat strukturu programů řídících tok dat stanice GOPE (viz VZ č. 989/98).
V rámci analytického centra GOPE je od počátečního termínu pilotního projektu poskytování dat ze stanic EUREF v intervalech 1 hodina testována metoda okamžitého vyhodnocení výsledků s přihlédnutím k aplikacím v meteorologii. Jelikož oficiální zajištění této druhé části projektu (zpracování dat) zatím výrazně nepokročilo a nejsou dosud známy odpovědi na některé zásadní otázky ohledně formy produkovaných výsledků, obecných požadavků na zpracovatele a sjednocení základních rysů zpracování, lze tuto dosavadní činnost považovat pouze za přípravné a testovací práce.
Do konce roku 1998 bylo možné se věnovat především řešení a testování metody spolehlivého a včasného získání dat z počítačové sítě, dále byla navržena a realizována základní struktura kroků pro zpracování napsáním potřebných skriptů pro prostředí automatického systému zpracování v rámci Bernese GPS software a ověřována v průběžném automatickém zpracování. Dále se vývoj soustředuje na specifika této metody zpracování a hledání maximálně vhodné strategie vzhledem k požadavkům pro účely meteorologie (tj. sledování obsahu vodních par v atmosféře).
V rámci příprav na absolutní měření tíže na GO Pecný (projekt UNIGRACE) bylo gravimetrem LCR 137 částečně proměřeno pole tíhových gradientů nad absolutním bodem a měřena mikrosíť v okolí absolutního bodu.
Pokračovala také reGIStrace pomocných dat (teploty, tlaku a vlhkosti vzduchu a výšky hladiny spodní vody). V listopadu 1998 bylo modernizováno měření výšky hladiny spodní vody, kapacitní snímač byl nahrazen tlakovým.
Geodetická observatoř Pecný je definiční stanicí dvou mezinárodních astrometrických center - Gosstandartu Ruské federace a Šanghajské observatoře Čínské akademie věd. Výsledky pozorování cirkumzenitálem jsou pravidelně zasílány do těchto center, kde jsou zpracovány a následně publikovány v "Report on Optical Astronomic observations" a "Vsemirnoje vremja a koordinaty poljusa" a dále ještě v cirkulářích českých a slovenských observatoří "Time and Latitude". Jednou ročně obě centra hodnotí kvalitu jednotlivých observatoří, resp. přístrojů.
V roce 1998 byly dokončeny práce na novém globálním řešení parametrů orientace Země z pozorování optické astrometrie v systému Hipparcos, která se konala v letech 1899,7 až 1992. Nositelem prací byla "Mezinárodní pracovní skupina pro rotaci Země v systému katalogu Hipparcos", zřízená 19. komisí IAU. VÚGTK se na této akci podílel spolu s dalšími 30 observatořemi z celého světa poskytnutím dat a jejich předzpracováním. Podrobnější informace spojené s poh-ledem na kvalitu dat, tzn. výsledků měření jednotlivých přístrojů observatoří, jsou dosažitelné v publikaci J.VONDRÁK a kol.: Earth orientation parameters 1899,7 - 1992.0 in the ICRS based on the HIPPARCOS reference frame. Jako spolupracující observatoř obdržel VÚGTK výběr katalogu Hipparcos, který obsahuje hvězdy katalogu FK5 a hvězdy dodatku FK5Ext.
V roce 1998 byla na observatoři provedena navazovací měření cirkumzenitálem VÚGTK 50/500 č.201. Byla použita reGIStrační aparatura pro polní měřické práce. Tyto práce byly konány pro určení tížnicových odchylek bodů v rámci grantu "Sněžník" v experimentální síti v Jeseníkách, resp. studentské diplomové práce.
Na mezinárodním workshopu, organizovaném ve dnech 28.-29. května 1998 Ústavem geofyziky Báňské akademie Freiberg, byly předneseny výsledky geodetického výzkumu seismoaktivní oblasti Západní Čechy - Vogtland, získané v rámci řešení grantového projektu GA ČR v letech 1994-97 ve spolupráci s TU Dresden. Workshopu se zúčastnili zástupci 5 českých a 6 německých institucí, zabývajících se v různé míře experimentálním výzkumem oblasti.
Na základě práce lokálního analytického centra EUREF byl rozvíjen výzkum metodiky využitelnosti pozorování GPS pro geodynamické účely. Práce se soustředila do následujících tří směrů:
V analýze dlouhodobých dat byla mimo jiné zachycena závislost vlivu umístění plastového krytu nad anténou GPS (problémy u stanice MOPI), pokrytí antény sněhem a ledem (rovněž MOPI, ale i některé severské stanice).
Kombinaci výsledků z více než 1 a 1/2 ročního zpracování dat permanentní sítě GPS zatím nelze dosáhnout spolehlivého určení rychlostí v oblasti Evropy. Výsledky potvrzují, že v tomto regionu lze očekávat hodnoty rychlostí maximálně v několika mm za rok. Byla však stanovena vhodná metoda kombinace dat, konkrétně volba apriorního modelu rychlostí, umístění sítě, vyběr vhodných kandidátů (stanic) na určované horizontální (a případně vertikální) rychlosti apod. Určované rychlosti evropských stanic byly porovnávány s globálním modelem rychlostí ITRF96, přičemž byly odhaleny výraznější nesrovnalosti především u stanic MOPI a MDVO a dále u některých stanic severní Evropy, které svědčí o ne-homogenitě a rovněž zatím o nedostatečné přesnosti tohoto modelu.
Dále byla zahájena analýza více než 900 dnů dlouhé časové řady pozorování více než 60 stanic permanentní sítě EUREF za účelem odvození jejich relativních rychlostí vzhledem k euroasijské desce. Zvláštní pozornost je věnována detekci a eliminaci skoků a periodicit. Výsledky budou prezentovány na sympoziu G4 na 24. Valném shromáždění EGS v dubnu 1999.
V rámci projektu "Metodika integrovaných lokálních geodetických sítí" ve spolupráci s Vysokým učením technickým v Brně bylo v září 1998 měřeno gravimetrem LCR č. 137 na některých bodech lokální geodetické sítě "Sněžník". Měření se konalo od 7.9. do 11.9.1998, navazovalo na měření v r.1996 a bylo jím dokončeno tíhové zaměření celé geodetické sítě "Sněžník". Naměřený material byl zpracován systémem programů J. Kosteleckého na PC. Síť byla vyrovnána a její jednotková střední chyba je 15 µGal.
Pokračovalo zpracování a analýzy observačních materiálů, pořízených v experimentální síti "Sněžník" za účelem vytvoření metodiky geodetických měření a modelů v lokálních monitorovacích deformačních sítích.
V červenci a srpnu 1998 bylo provedeno astronomické pozorování na třech bodech sítě za účelem určení přirozených (astronomických) souřadnic těchto bodů a následný výpočet převýšení kvazigeoidu mezi body sítě kombinovanou metodou. Celkový počet bodů s astronomicky měřenými souřadnicemi v této lokální síti se tak zvýšil na šest. Průběh lokálního kvazigeoidu v oblasti pokryté touto sítí byl vyšetřován gravimetrickou a astronomicko-gravimetrickou metodou a porovnáván s výsledky přesných měření GPS a nivelačních. Konečně byly pro tuto oblast vypočteny gravimetrické a astronomicko-geodetické tížnicové odchylky v pravi-delné síti 1' x 1,5'. Úkol je podporován GA ČR.
Dále byla zpracována dlouhodobá pozorování GPS v části experimentální sítě Bernským softwarem a proveden rozbor vlivu metodiky zpracování na výsledky.
Na sympoziu European Geophysical Society XXIII General Assembly v dubnu 1998 v Nice byl přednesen referát zabývající se testováním zbytkových chyb v diferenciální altimetrii.
Na sympoziu EUREF v Bad Neuenahr - Ahrweileru (BRD) byl přednesen příspěvek o využití diferenciální altimetrie pro určování rozdílu počátků souřad-nicových soustav při zpracování dvou odlišných altimetrických misí.
Současná aktivita je věnována statistickému testování kombinací diferenciální altimetrie, za účelem prokázání/zamítnutí zbytkového oceánografického efektu v testovaných datech mezi altimetrickými misemi družic Geosat, TOPEX/Poseidon a ERS1.
V oblasti využití jednoduše a dvojitě diferencovaných dat ke zpřesnění parametrů byly provedeny testovací výpočty a široce konzultována strategie výpočtu. První výsledky byly presentovány na sympoziu "Towards an Intergrated Global Geodetic Observing System", 5 - 9 October 1998, Munich - Germany.
Byla rovněž vyvinuta metoda testování zbytkového altimetrického oceánografického signálu pomocí kombinací dvojitě diferencovaných altimetrických dat s využitím jednoduchých statistických kritérií. Výsledky byly též presentovány na výše zmíněném sympoziu, dále se připravuje publikace pro časopis Journal of Geodesy.
V r. 1998 byla průběžně v měsíčních úsecích analyzována data získaná z digitální reGIStrace signálu gravimetru Gs15 č.228 opatřeného zpětnou vazbou. Střední chyba jedné ordináty v měsíčních analýzách vychází v průměru menší než 1 nm.s-2 a parametry slapových vln jsou v dobré shodě s výsledky dlouhodobé analogové (1976 - 1995) i následné digitální reGIStrace (1996). Pro ověření, nejsou-li výsledky slapových měření gravimetru Gs15 č.228 na GO Pecný zatíženy systematickými chybami (zejména systematickou chybou v cejchování záznamu), budou tyto výsledky porovnány s výsledky absolutního tíhového měření vykonaného Finským geodetickým ústavem v Masale. Toto měření se konalo v ob-dobí, kdy byly mimořádně velké slapové variace tíhového zrychlení (237 mGal, největší variace v roce 1998). Výsledky kalibrace slapového záznamu pomocí absolutních měření jsou zpracovávány do pojednání, jehož prezentace byla ohlášena organizátorům sympozia G14 Valného shromáždění EGS v dubnu 1999.
Přístup ke studovaným otázkám vycházel ze zobecněné formulace geodetické okrajové úlohy a konceptu jejího tzv. slabého řešení v Sobolevově prostoru funkcí. Toto řešení úlohy bylo interpretováno dvěma způsoby - za pomocí Lax-Milgramova teorému a na základě minimalizace kvadratického funkcionálu při vedlejších omezujících podmínkách. Přístup k numerickému řešení byl vyložen s použitím funkcionální báze dané elementárními potenciály Laplaceovy rovnice. Pozornost byla věnována také přesnosti výpočtu prvků Galerkinovy matice v závislosti na topografii a hloubce bodových koncentrací hmot.
Dále bylo provedeno testování použitých datových souborů z území ČR a SR a upraveny nové datové soubory z území Polska a Rakouska. Pozornost se soustředila také na minimalizaci vlivu "švů" mezi jednotlivými použitými soubory. Výsledkem je model gravimetrického kvazigeoidu v pravidelné síti 1'x1,5'. Ve stejné síti byly určeny rovněž gravimetrické tížnicové odchylky. Nový model dosud nebyl začleněn do rámce ETRF89. K tomu budou využity výsledky kombinovaného řešení kampaně EUVN´97. Testování bylo provedeno pouze v oblasti lokální sítě "Sněžník", a to pomocí velmi přesných měření GPS a velmi přesné nivelace. Tato měření byla vykonána na 22 bodech sítě. Po eliminaci trendu rozdílů se zbytkové rozdíly pohybují v rozpětí 1 - 3 cm.