Latvijas kvaziģeoīda modelis
Ar 2014. gada 1. decembri pieejams jauns kvaziģeoīda modelis LV′14, kuru ir izstrādājusi Latvijas Ģeotelpiskās informācijas aģentūra LĢIA. Kvaziģeoīda modelis LV′14 ir izsniegts visiem instrumentu un datorprogrammatūru izplatītājiem.
Kvaziģeoīda modeļa LV′14 validēšanas pārskats
Nosakot normālo augstumu Eiropas Vertikālās atskaites sistēmas (turpmāk - EVRS) realizācijā Latvijas teritorijai ar globālo pozicionēšanu valsts un pašvaldību funkciju veikšanai, izmanto validētu kvaziģeoīda modeli.
Kvaziģeoīda modeļa validācijas mērķis ir noskaidrot augstumu anomāliju modeļa galarezultātu novirzi pret savietotiem nivelēšanas un globālās pozicionēšanas tīkla punktiem, kas laukā realizē augstumu un koordinātu atskaites sistēmu, tādējādi spriežot par modeļa galarezultāta noteiktību konkrētā augstumu atskaites sistēmā, nevis modelēšanas posmiem un lietotajiem izejas datiem. Validēšanai izmantojami savietotie globālās pozicionēšanas un nivelēšanas punkti ar zināmu ģeodēzisko (elipsoidālo) un normālo augstumu, no kuriem aprēķina augstuma anomāliju.
Validācijas process ir iedalāms četros galvenos etapos:
- iespējamo savietoto un validācijas punktu kamerāla atlase;
- mērījumu veikšana savietotos un validācijas punktos;
- mērījumu apstrāde;
- galarezultāta salīdzināšana ar validējamo vērtību.
Savietoto un validējamo punktu atlase
Savietotie punkti ar normālo augstumu EVRS realizācijā Latvijas teritorijai ir nivelēšanas tīkla 1. klases punkti.
Validējamie punkti ar normālo augstumu EVRS realizācijā Latvijas teritorijai ir nivelēšanas tīkla 1. un 2. klases punkti.
Laika posmā no 2010. gada līdz 2014. gada augustam LĢIA uzkrāja globālās pozicionēšanas datus nivelēšanas tīkla 1. un 2. klases punktos, radot savietotus punktus kvaziģeoīda modeļa LV′14 modelēšanai un validēšanai. No uzmērītiem punktiem tika atlasīti 84 punkti un izmantoti kā savietotie punkti kvaziģeoīda modelēšanai.
Papildus 2014. gadā LĢIA atlasīja nivelēšanas tīkla 1. un 2. klases punktus vai to tiešā tuvumā veidojamus iznesumus, kuros veikt reālā laika režīma mērījumus pastāvīgo globālās pozicionēšanas bāzes staciju sistēmā “Latvijas Pozicionēšanas sistēma”.
Mērījumi savietotajos un validācijas punktos
Savietotajos nivelēšanas tīkla 1. klases punktos globālās pozicionēšanas mērījumi īstenoti pēcapstrādes režīmā, uzkrājot datus 4 stundu garumā. Savietošanai izmantotie 84 punkti atrodas datnē GNSS_N1mod.dat.
Validēšanai izmantotajos nivelēšanas tīkla 1. un 2. klases punktos pozicionēšanas mērījumi īstenoti pēcapstrādes režīmā, uzkrājot datus 4 stundu garumā. 1. klases 28 punkti, kas netika izmantoti modelēšanā, bet izmantoti tikai validācijai atrodas datnē GNSS_N1.dat.
Validēšanā izmantotie nivelēšanas 2. klases 30 punkti un trīs ar ģeometrisko-trigonometrisko nivelēšanu noteiktas LatPos bāzes stacijas, kas netika pielietoti modelēšanā un uzmērīti no 2013. līdz 2014. gadam, atrodas datnē GNSS_N2_LatPos.dat.
Globālās pozicionēšanas mērījumi reālā laika režīmā LatPos sistēmā veikti atbilstoši “Pastāvīgās globālās pozicionēšanas bāzes staciju sistēmas „Latvijas Pozicionēšanas sistēma” lietošanas noteikumiem”, tas ir, 10 sesijas, katrā sesijā 10 mērījumi ar intervālu 1 sekunde. Izvēlēts tuvākās stacijas risinājums.
7 punktiem reālā laika novērojumi veikti uz aptuveni 80 m attāliem iznesumiem. Iznesumiem normālais paaugstinājums noteikts ar ģeometrisko nivelēšanu no vidus atbilstoši nivelēšanas 1. klases precizitātei, un augstums noteikts pret tuvāko nivelēšanas zīmi. Validēšanas mērījumi reālā laika režīmā Latvijas pastāvīgo bāzes staciju sistēmā veikti 2014. gada augustā. Validācijai izmantotie 69 punkti atrodas datnē RTK_N1_N2.dat.
Mērījumu apstrāde
Savietotajiem un validācijas punktiem, kam ģeodēziskais augstums noteikts, pēcapstrādes režīmā uzkrājot datus 4 stundu garumā, globālās pozicionēšanas aprēķiniem izmantota Bernese Software 5.2 programma ar precīzām satelītu efemerīdām un, ievērojot neatkarīgo vektoru principu.
Validācijas punktiem, kam ģeodēziskais augstums noteikts reālā laika režīmā LatPos sistēmā atbilstoši “Pastāvīgās globālās pozicionēšanas bāzes staciju sistēmas „Latvijas Pozicionēšanas sistēma” lietošanas noteikumiem” - 10 reizes pa 10 sekundēm ar tuvākās stacijas risinājumu -, ģeodēziskais augstums noteikts kā vidējais no visiem mērījumiem, atmetot rupjas vai sistemātiskas novirzes.
Galarezultāta salīdzināšanas ar validējamo vērtību
Kvaziģeoīda modeļa validēšanu veic, salīdzinot modeļa empīriskās augstuma anomālijas ar iegūtām lauka mērījumu ceļā. Augstuma anomālijas ir vērtības, ko ģeodēziskās programmas izmanto pārejai no ģeodēziskā (elipsoidālā) uz normālo augstumu gan globālās pozicionēšanas instrumentos, gan datu aprēķinu programmās.
Vērtējot kvaziģeoīda saderību ar augstumu atskaites sistēmu, jāņem vērā, ka arī augstumu sistēma, savietotie un validācijas punkti, un globālās pozicionēšanas mērījumi ir realizēti ar noteiktu noteiktību. Iegūtie normālie augstumi savietotajiem un validācijas punktiem vērtējami vismaz piecas reizes labāk nekā iegūtais ģeodēziskais augstums, tāpēc to ietekme uz gala novērtējumu ir izslēdzama.
Salīdzināšanā iegūtā starpība ir vērtējama kā pilnā novirze no īstenās vērtības jeb pilnā kļūda. Vienas sigmas standartnovirzes iegūšanai nepieciešams to dalīt ar trīs.
Validēšanai izmantotajos nivelēšanas tīkla 1. un 2. klases punktos, kuros globālā pozicionēšana veikta ar pēcapstrādi, kvaziģeoīda modeļa augstumu anomāliju standartnovirze pret uzmērītiem punktiem vienas sigmas robežās ir līdz 14 mm.
Augstuma anomāliju starpības maksimālās vērtības pēcapstrādes punktos ir līdz 53 mm.
Validēšanai izmantotajos nivelēšanas tīkla 1. un 2. klases punktos, kuros globālā pozicionēšana veikta ar reālā laika mērījumiem, standartnovirzes vienas sigmas robežās maksimālā vērtība ir līdz 22 mm. Augstuma anomāliju starpības ir līdz 65 mm.
Veicot globālās pozicionēšanas mērījumus reālā laika režīmā, īpašu vērību jāpievērš novērojumu izkliedei, rupju kļūdu izslēgšanai, lēcieniem novērojumu virknē, kā arī kontroles novērojumiem.
Kvaziģeoīda modeļa LV′14 validēšanā iegūtās standartnovirzes pēcapstrādes un reālā režīmā parāda, ka kvaziģeoīda modeļa LV′14 precizitāte nodrošina ģeotelpisko pamatdatu ieguvi valsts vai pašvaldību funkciju un uzdevumu izpildei.