Výroční zpráva VÚGTK za rok 1999
| Výroční zpráva VÚGTK za rok 1999 |
|
| VÚGTK 39 972 | |
Mezinárodní vědecko-technická spolupráce | |
| Zdiby: VÚGTK, 2000. - S.22-34 : 3 obr. | |
V případě projektu CERGOP2 se jednalo především o práci v šestičlenném řídícím výboru. Projekt, na jehož řešení se má podílet 16 evropských států, byl předložen EU v rámci zahajovaného 5. rámcového programu. V roce 1999 byla uskutečněna čtyři pracovní setkání řídícího výboru, na kterých byl projekt rozpracován po stránce obsahové i formální v souladu se současnou koncepcí vědecko-technologické politiky EU. Projekt byl zaslán do Bruselu ve stanoveném termínu. Kromě práce v řídícím výboru zpracovali zástupci VÚGTK zvláštní "pracovní balíček" jako pracovní program výzkumu troposféry a určování meteorologických parametrů pomocí GPS, a pracovní programy dvou studijních skupin.
Pro pracovní poradu mezinárodního projektu UNIGRACE byla zpracována národní zpráva za ČR, která obsahuje rovněž návrhy na spolupráci v oblasti gravimetrie.
Ve spolupráci Polska, Maďarska, Slovenska, ČR a SRN byl zpracován nový mezinárodní projekt UNIHIP, zaměřený na spojení geodynamických sítí těchto států a na začlenění lokálních GPS sítí pro geodynamické výzkumy do společného referenčního rámce. Také tento projekt byl v termínu předán do Bruselu a bude se ucházet o zařazení do horizontálních programů 5. rámcového programu EU.
Pro 22. valné shromáždění IUGG byla zpracována obsáhlá zpráva o výsledcích práce zvláštní subkomise "Geodetické a geodynamické programy států SEI", komise RCM (5. sekce IAG).
V srpnu a září 1999 byla provedena systemizace a předzpracování dat z mezinárodní kampaně CEGRN99, které se letos v rámci spolupráce v SEI zúčastnilo 64 stanic. Mezinárodnímu koordinátorovi bylo oznámeno předpokládané zaměření činnosti analytického centra CEGRN.
V rámci mezinárodního gravimetrického projektu UNIGRACE bylo zorganizováno další absolutní tíhové měření na GO Pecný a provedena řada měření vertikálních tíhových gradientů v okolí absolutního tíhového bodu.
Na 22. valném shromáždění IUGG, konaném v červenci 1999 v Birminghamu, byla na zasedání komise pro recentní pohyby zemské kůry přednesena zpráva "Geodetické a geodynamické programy států SEI". V listopadu a prosinci proběhly první přípravy sympozia "Geodetické a geodynamické programy států SEI", které se bude konat v roce 2000 v rámci 25. valného shromáždění Evropské geofyzikální společnosti. Zástupce VÚGTK je jedním z konvenorů sympozia.
Na 4. mezinárodním vědecko-technickém sympoziu "Geoinformativní monitorování životního prostředí: GIS a GPS technologie", které se konalo v září 1999 v Aluště (Ukrajina), byly předneseny tři příspěvky, charakterizující současné trendy mezinárodní spolupráce v budování geodetických základů a geodynamickém výzkumu.
Funkce člena výkonného výboru IAG a předsedy 4. sekce IAG (Obecná teorie a metodologie)
Činnost navazovala na výsledky dosažené v předchozích obdobích a v průběhu roku 1999 se týkala zejména plnění funkce člena výkonného výboru IAG, plnění funkce předsedy 4. sekce IAG (Obecná teorie a metodologie), členské aktivity ve speciální komisi IAG pro matematické a fyzikální základy geodezie a výkonu funkce člena redakční rady časopisu Journal of geodesy, který je orgánem IAG. V roce 1999 vykonávané činnosti měly povahu jak organizační a operativní, tak vědecko-výzkumnou, expertní a zastupitelskou. Ve dnech 22. a 23. března 1999 se konalo řádné zasedání výkonného výboru IAG, z něhož vyplynula řada aktuálních úkolů, které se vztahovaly zejména k činnosti IAG obecně a dále k přípravě 22. valného shromáždění IUGG (International Union of Geodesy and Geophysics, IAG je členskou asociací IUGG) v Birminghamu (18.-30. července 1999). Zápis je dostupný v elektronické formě na domovských stránkách centrálního byra IAG na adrese http://www.gfy.ku.dk/iag/.
Konkrétní úkoly, které byly v rámci vykonávaných funkcí plněny, se týkaly zejména dokončení programové přípravy sympozia G4 na 22. valném shromáždění IUGG, přípravy nové struktury 4. sekce IAG, přípravy zprávy předsedy 4. sekce IAG pro zahajovací zasedání IAG na 22. valném shromáždění IUGG, přípravy pracovního zasedání 4. sekce IAG a přípravy textu kapitoly o 4. sekci IAG pro Travaux de l'Association Internationale de Géodésie.
Na žádost organizátorů 2. mezinárodního sympozia "Geodynamics of the Alps-Adria Area by means of Terestrial and Satellite Methods" (Dubrovník, 28.9. - 2.10.1998) byla vypracována zpráva o tomto sympoziu IAG pro časopis Journal of geodesy.
Po volbách na 22. valném shromáždění IUGG v červenci roku 1999 došlo k určité změně ve struktuře funkcí. Úspěšně byly zajištěny následující aktivity:
Práce v redakční radě časopisu Journal of geodesy
Mezinárodní časopis Journal of geodesy vychází od počátku roku 1996 jako oficiální orgán IAG, je vydáván nakladatelstvím Springer s měsíční periodicitou a je zahrnut do Springer Journals Preview Service, tj. obsah a abstrakty článků jsou dostupné několik týdnů předem v síti Internet. Časopis je také plně digitalizován. V roce 1999 byl pracovníkem VÚGTK k publikaci doveden jeden článek, recenzní řízení bylo dokončeno u čtyř článků, pokračovalo u čtyř článků a zahájeno bylo u tří nově došlých článků. Na 22. valném shromáždění IUGG byl pracovník VÚGTK (P. Holota) zvolen členem mezinárodní redakční rady i pro volební období 1999 - 2003.
Výkon funkce tajemníka Českého národního komitétu geodetického a geofyzikálního a předsedy jeho geodetické sekce
Průběžně byla zajišťována administrativa předsednictva ČNKGG a jeho kontakty s IUGG, které byly převážně orientovány na přípravu 22. valného shromáždění IUGG. Vedena byla i evidence přírůstků knihovního fondu ČNKGG.
Aktivity v Evropské geofyzikální společnosti
Programový komitét 24. valného shromáždění EGS (Haag, 19.-23. dubna 1999) pověřil P. Holotu (spolu s W. Boschem - DGFI, Mnichov) organizací zasedání na téma Matematické modelování a teorie vyrovnání a J. Kosteleckého (spolu s J. Śledzińskim) organizací sympozia Geodetické a geodynamické programy států SEI. Z těchto zasedání byly připraveny sborníky.
Práce v redakční radě časopisu Bolletino di geofisica teorica ed applicata
Bolletino di geofisica teorica ed applicata je mezinárodní časopis. Vydává jej Osservatorio Geofisico Sperimentale, Trieste (Itálie). Praktická činnost v redakční radě započala v první polovině roku 1999, a to zahájením recenzního řízení článku: A. Introcaso, M.C. Pacino and F. Guspi: The Andes of Argentina and Chile: Crustal configuration, isostasy, shortening and tectonic features from gravity data.
Výjezdové zasedání redakční rady časopisu Studia geophysica et geodaetica na Slovensku
Časopis Studia geophysica et geodaetica vydává Akademie věd ČR. Redakční rada tohoto časopisu má mezinárodní složení a schází se čtyřikrát do roka. Zasedání 23. června 1999 se uskutečnilo na astronomické a geofyzikální observatoři Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Komenského v Modre na Slovensku.
Úkoly, hrazené z účelové dotace na základě smlouvy č. 2/99 v rámci projektu "Řešení problémů spojených s budováním geodetických bodových polí terestrickými a kosmickými metodami"
Testovací základna GPS Pecný a Skalka
Vybudování testovací základny pro aparatury a technologie GPS je součástí vývoje systému ověřování výsledků měření GPS. Posláním testovací základny je umožnit ověřování správné funkce přijímačů GPS (příp. i systému GLONASS), technologie měření a porovnání výsledků "testovacích" měření (souřadnic, délek) na bodech základny s údaji předem danými (tj. různými způsoby určenými a průběžně zpřesňovanými).
Jádrem TZGPS je vnitřní základna Skalka, vybudovaná v uzavřeném objektu této původní družicové stanice. Je určena pro nejpřesnější testovací a kalibrační práce s aparaturami GPS. Jejím doplňkem je navazovací základna Pecný, tj. stanice GOPE permanentních služeb IGS a EUREF a bod měření EUREF-CS-H. Je ve vzdálenosti ca 1 km a umožňuje přesné navazování testovacích měření na aktuální geocentrický systém. Vnější základna je tvořena několika běžně stabilizovanými body trigonometrické sítě v okruhu cca 10 km a jejím posláním je testování aparatur, technologií a softwarů v podmínkách blízkých provozní praxi.
Vnitřní základna Skalka je tvořena pěti pilíři se systémem nucené centrace. Umístění ve vlastním uzavřeném objektu umožní dlouhodobá měření při minimálním ohrožení přístrojů, nucená centrace zajistí maximální přesnost srovnání výsledků. Tři pilíře jsou umístěny na skalním hřebenu, dva jsou dole, poblíž vchodu do objektu. Umístění pilířů je dáno požadavkem zajištění volného obzoru nad elevačním úhlem ca 10° a podmínkou vzájemné viditelnosti vždy alespoň mezi dvěmi body, aby bylo možné proměření základny klasickými metodami. Rozměry a převýšení základny jsou za těchto podmínek dány tvarem a velikostí pozemku Skalka. Maximální vzdálenost mezi pilíři je asi 230 m, převýšení asi 23 m. Nezanedbatelné převýšení je důležité pro vypovídací schopnost testovacích měření. Dvojice pilířů poblíž vchodu je, při vzájemné vzdálenosti cca 5 m, určena mj. k zjišťování fázových center otáčením a záměnou antén i k porovnávání přijímačů přímým přepojováním antén.
Pro navazování testovacích (resp. kalibračních) měření na geocentrický systém bude využito výsledků permanentních měření stanice GOPE na observatoři Pecný. Jako vnější testovací základna bylo vybráno pět bodů trigonometrické sítě s dobře zachovanými stabilizacemi, vyhovujích požadavkům pro kvalitní měření metodou GPS. Předpokládá se, že budou dodatečně vybaveny ochrannými skružemi.
Rovněž byly zpracovány důvodová zpráva pro vývoj systému ověřování výsledků technologie měření GPS (příp. také GLONASS) v geodetické praxi a přehled možných zdrojů chyb a nepřesností, zformulovány principy testování používaných aparatur, softwarů a technologií jako celku. Dobudována byla testovací základna Skalka a byly zpracovány návrhy předpokládaných způsobů jejího užívání. Karský, G.: K problematice systému ověřování výsledků měření GPS : VZ č. 997. - Zdiby ; Ondřejov : VÚGTK, 1999.
K problematice určování výšek byl zpracován příspěvek k hodnocení přesnosti a využitelnosti mezinárodní GPS kampaně EUVN 97. Byla vypočtena variace výšek pozorovacích stanic, způsobená změnou tlaku vzduchu. O výsledcích bylo referováno na 24. val. shrom.EGS v Haagu (duben 1999) a na zasedání EUREF99 v Praze (červen 1999) viz: Kostelecký J., Zeman A.: EUVN'97 GPS Campaign: Atmospheric loading and changes of the heights.
Problematice určování rychlostí permanentních GPS stanic na eurasijské desce jsou věnována dvě pojednání, přednesená na mezinárodních sympoziích. Pojednání Douša, J., Lukeš, Z.: Combination of the Permanent GPS Network Solutions from the Long-Period Observations. (- In.: Reports on geodesy, č.5(46), 1999, s.195-203) se zabývá odvozením rychlostí evropských permanentních stanic na základě kombinace všech disponibilních výsledků do jednoho dlouhodobého řešení. Dále byla provedena analýza časových řad pozorování 66 stanic permanentní sítě EUREF (62 z nich leží na eurasijské desce) z období 1996 - 1998. Analyzována byla týdenní řešení, přičemž časové řady byly nejprve statisticky testovány za účelem indikace skoků a dlouhých periodicit (delších než 1 měsíc). Následovalo parametrické vyrovnání MNČ, kde parametry byly souřadnice na počátku řad, rychlosti souřadnicových změn, skoky, amplitudy a rotace eurasijské desky. Spolehlivé určení vektorů rychlosti vyžaduje delší řady pozorování. Výsledky byly prezentovány v: Kostelecký, J. (ml): Analysis of the Relative Velocities of the EUREF Permanent Network Sites na: 24th EGS General Assembly, April 1999, The Hague, The Netherlands (a bude uveřejněno v Reports on geodesy).
Na základě výsledků opakovaných nivelací, poskytnutých Zeměměřickým úřadem, byly vypočteny rychlosti svislých pohybů zemského povrchu pro body Základní geodynamické sítě ČR. Nad rámec úkolů stanovených smlouvou bylo provedeno zpracování červnové kampaně v Základní geodynamické síti ČR (GEODYN99) v několika variantách a provedeno srovnání s výsledky předchozích kampaní. Kromě toho byla zpracována GPS pozorování v lokalitě geodynamického bodu Lišov.
Řešení teoretických problémů detailního popisu tíhového pole
V prvním pololetí 1999 bylo řešeno použití metod vycházejících z Dirichletova principu při řešení geodetických okrajových úloh. Tyto tzv. energetické metody umožňují vyjádřit řešené úlohy jako problém minimalizace kvadratického funkcionálu. Pro praktickou aplikaci těchto metod v geodezii byla vyřešena otázka rektifikace šikmé derivace poruchového potenciálu v okrajové podmínce pomocí iteračního procesu. Speciálně byla dokázána konvergence tohoto procesu v normě použitého Sobolevova prostoru funkcí. Postupná rektifikace šikmé derivace zjednodušuje vyjádření příslušné bilineární formy definující řešený okrajový problém a usnadňuje interpretaci numerického řešení ve zvolené funkcionální bázi, tj. konstrukci Galerkinovy matice příslušného lineárního systému pro hledané koeficienty. O výsledcích bylo referováno na 24. valném shromáždění EGS v Haagu v dubnu t.r., v rámci zasedání na téma Matematické modelování a teorie vyrovnání a také na Konferenci o matematických metodách geodezie pořádané Matematickým výzkumným ústavem v Oberwolfachu (SRN) rovněž v dubnu t.r.
Ve druhé polovině roku 1999 byla dále propracována a zdokonalena aplikace energetických metod, Dirichletova principu a konceptu tzv. slabého řešení při určování tíhového pole a tvaru Země na základě gravimetrických informací a řešení tzv. geodetických okrajových úloh teorie potenciálu. K tomu účelu byl odvozen a teoreticky zdůvodněn postup umožňující vyjádřit příslušnou okrajovou úlohu se šikmou derivací jako sekvenci minimalizačních problémů pro kvadratický funkcionál. Prakticky to znamená, že malou korekcí vstupujících hodnot lze rektifikovat vliv sklonu šikmé derivace v hraničním operátoru. Současně byla tímto postupem zjednodušena i struktura Galerkinovy matice související se systémem lineárních rovnic při numerickém řešení. O této metodice aplikované na úlohu s tzv. pevnou hranicí (která v jistém smyslu reflektuje současné přínosy GPS pro určení tvaru Země) bylo referováno na 22. valném shromáždění IUGG v Birminghamu t.r, v rámci sympozia G6 na téma "Geodesy beyond 2000: The challenges of the first decade", viz odst. referáty a publikace.
Byly provedeny další výpočty modelů kvazigeoidu s uvážením různých rozměrů integračních oblastí a s podrobnější rozlišitelností. Na základě srov-návacího rozboru byl proveden experimentální odhad vlivu přesnosti vstupních dat na výsledek. Podrobné řešení bylo dále porovnáno s regionálním modelem EGG97 a globálním modelem EGM96 jakož i s některými výsledky GPS a nivelace z projektu EUVN. Výsledky byly shrnuty v následujícím pojednání: Pešek, I., Šimek, J.: Different Approaches to Precise Quasigeoid Modelling - A Case Study for the Czech Republic, předneseném na 24. valném shromáždění IUGG :Birmingham, 18.-30. červenec 1999, a bude otištěno v Bull. Int. Geoid Service.
DGPS Server
Předmětem je vývoj stabilního softwaru pro službu PP (post-processing) řídící stanice aktivní referenční sítě GPS. Služba PP poskytuje uživatelům přístup k observacím GPS referenční stanice GOPE prostřednictvím internetového protokolu HTTP. Software - HTTP server je ve stadiu experimentálního provozu pod multiuživatelským operačním systémem Linux.
Řešené dílčí problémy
Výsledky
Za vhodný databázový nástroj pro správu dat byl vybrán a otestován multiuživatelský SQL server MySQL. Testovacími kritérii byly především dosahovaná rychlost v přístupu k datům, robustnost, bezpečnost a dostupná aplikační rozhraní (API). MySQL je pro nekomerční využití zdarma k dispozici pro platformy typu UNIX a OS/2. Rozhraní mezi databází a uživatelem vytváří dynamicky generované webovské stránky využívající jazyka PHP. Model databáze je založen na relačním principu, který je nejvhodnějším z hlediska uložení a přístupu k datům.
V experimentální fázi server používá denní a hodinové observace GPS ve formátu RINEX s intervalem záznamu 30 sekund, které převádí do interního formátu a ukládá do databáze. Uživatel vybírá data po přihlášení k serveru a au-tentifikaci a po úspěšném zadání požadavku si je může přenést na lokální pracovní stanici službou ftp. Se zpožděním několika hodin jsou tak uživatelům, kteří mají přístup k síti internet, k dispozici kontinuální data GPS.
Klíčovým prvkem v řízení přijímače GPS referenční stanicí je komunikace prostřednictvím sériového rozhraní standardu RS 232. Způsob spojení byl testován aplikací na principu klinet-server mezi dvěma PC.
Další postup Dosažené výsledky představují základ pro vývoj stabilní verze softwaru pro poskytování služby PP prostřednictvím internetu, přípravu začlenění další referenční stanice a rozšíření o službu NRT (near-real time). Dílčí problémy představují doplnění služby PP o ftp archiv, vyřešení spojení serveru s přijímačem GPS a návrh uživatelského rozhraní v kódu nezávislém na použité platformě.
ZK001VZZK99 - Řešení problémů spojených s budováním geodetických bodových polí terestrickými a kosmickými metodami, 1999 - 2003, VÚGTK
Granty Grantové agentury ČR
GA103/99/1633 -Geodetické referenční rámce nové generace v České republice - udržování, metodologická a mezinárodní integrace, 1999 - 2001, VÚGTK
GA205/99/0833 - Statické a dynamické okrajové úlohy v geodezii, 1999 - 2000, VÚGTK
Granty MŠMT:
OK321 - UNIGRACE (Unifikace gravimetrických systémů států střední a východní Evropy), 1998 - 2000, VÚGTK
ME 005 - Zpřesnění a udržování evropského referenčního rámce v oblasti střední Evropy, 1996 - 2000, VÚGTK
LA015 - Činnost ve vědeckých a výkonných orgánech Mezinárodní asociace geodezie, 1998 - 2000, VÚGTK.
 |  |
| Permanentní stanice GPS GOPE na Geodetické observatoři Pecný | GPS anténa Ashtech Choke Ring GG |
 |