[Katastr] Nezávislé měření GNSS

Pondělí Červenec 16 13:47:46 CEST 2018

Dobrý den,

předem bych se chtěl omluvit za to, že jsem místo doby oběhu uvedl dobu dvoj-oběhu systému Glonass, asi jsem měl zrovna zatměno před očima. Dále se omlouvám panu Tarabovi, pokud se ho můj výrok "o otáčení Země" osobně dotknul. Pokud je pan Taraba obeznámem s tím, že se Země točí a pokud ví, že systém Glonass má dobu dvou oběhů  cca o 1,5h kratší než je otočení Země kolem vlastní osy, tak by mu mělo přece být jasné, že při určování vzorce v příloze 9.5 vyhlášky 31/1995 Sb. muselo dojít k omylu. "Chybovat je lidské", ale asi by se spíš hodil citát "úsilí, s nímž skrýváme své chyby, by z poloviny stačilo na to, abychom se jich zbavili." 

Již po několikáté upozorňuji, že pokud má být omezujicí podmínka o +- 1 hodině stejná jak pro GPS tak pro Glonass, tak je potřeba místo 22,5 h ve vzorci pro Glonass použít 8 siderických dnů, což je doba, za kterou je stejná konstelace družic, stejně jako u Navstar GPS je to po 1 siderickém dni. I zde v konferenci jsem na tuto chybu upozorňoval (v roce 2014), a pan Taraba vzorec s 22,5 h obhajoval, odvolávaje se na rozdílné frekvence jednotlivých družic.

Proto apeluji a zároveň s co největší pokorou prosím všechny, kteří mají tu moc udělat cokoli, co by vedlo k opravě této chyby v bodě 9.5 vyhlášky 31/1995 SB., ať tak bez zbytečného odkladu učiní. Polemiku o tom, jestli se má měřit znova po +-1 hodině anebo poprvé za novu a podruhé za úplňku, ponechávám bez komentáře.

Doba oběhu systému Glosnass je 11h 15m 44 s, při 17. oběhu se nachází družice na stejném místě, 17. oběh (17x11h15m44s/23h56m4,09s) nastáva po 8. siderickém dnu.

S přáním pěkného dne,

Jiří Líbal

On Fri, 13 Jul 2018 12:36:25 +0000
<Pavel.Taraba na cuzk.cz> wrote:

> Dobrý den kolegové.
> Předem se omlouvám, že reaguji až s odstupem, ale předešlé dny jsem byl mimo pracovní proces a tak mne jednotlivé diskuzní příspěvky míjely.
> Přiznám se, že je mi s podivem, jakým způsobem dokázal kolega Líbal diskuzi posunout z odborné roviny do roviny osobní. Moc netuším, kde vzal tu kompetenci rozšiřovat fámy o mých názorech. Naštěstí jde o takovou "ptákovinu", kterou snad nikdo nemůže brát vážně.
> Vraťme se ale na odbornou rovinu.
> Pokusím se reagovat na všechny příspěvky a zejména na prvotní dotaz kolegy Hrubého najednou a úplně, ale nejsem přítelem rozsáhlých slohových cvičení a tak si dovolím poznamenat jen několik postřehů:
> - V příspěvku kolegy Líbala je mylně uvedeno, že doba oběhu družic GLONASS je 22,5 hod. Ta ve skutečnosti činí 11:15 hod. Ve vzorci je uvedeno 22,5000 právě proto, že po 11:15 se sice sat. GLONASS nacházejí na svých drahách na stejné pozici, ale protože se Země za tu dobu pootočí o téměř 180 °, jsou pak dotčené satelity vůči místu, na kterém byla provedena observace, skryty za Zemí. Důvodem skutečnosti, že opakovatelnost konstelace satelitů GLONASS je kratší, a že GLONASS má 3 dráhy namísto 6, není, jak kolega Líbal také mylně uvádí, otáčení Země, ale použití jedné konkrétní z mnoha možných variant konstelace systému. U GLONASS se konkrétně jedná o 3 dráhy se sklonem 65 ° vůči rovině rovníku, dráhy jsou vůči sobě pootočeny pravidelně, tj. o 120 °, a na každé z nich je v pravidelném intervalu rozmístěno 8 družic, tj. po 45 °. Oproti NAVSTAR GPS, který má 6 drah se sklonem 55 °, na kterých jsou rozmístěny 4 (včetně záložních pak 5 až 6) satelity v nepravidelných intervalech, má tedy nevýhodu v časté opakovatelnosti konstelace pozic satelitů vůči místu na zeměkouli, naproti tomu však, díky vyššímu sklonu drah (i když družice GLONASS mají nižší orbitu než družice GPS) je lépe než GPS dostupný ve vyšších zeměpisných šířkách.
> - Každý satelit GLONASS má trochu jinou frekvenční modulaci.  Toho bylo "s odřenýma ušima" využito při sestavení konstanty ve vzorci pro opakovatelnost, s tím, že díky jiné frekvenci a tedy i jinak na ni působícím refrakčním vlivům, není nutné konstantu 22,5000 dělit 8, což by jinak ve svém důsledku přineslo vážný problém při hledání "okna" pro druhou nezávislou observaci.
> - Domnívám se, že poslední zásadní úprava bodu 9 přílohy k vyhl. č. 31/1995 v maximální míře respektovala stupeň poznání a technologického vývoje v oblasti GNSS a IT technologií a odbourala tak mnohá již překonaná omezení ("protivenství"), např. požadavek na časový odstup observací byl upraven ze "zcela bezpečných" 3 hodin na "ještě dostatečně bezpečnou" 1:00 hodinu, a umožnila u "méně důležitých" měření použít, ovšem za konkrétních dalších podmínek, i výsledky, které jsou téměř na hraně věrohodnosti (viz např. body 9.7  - 9.9 přílohy). Ustanovení hodnoty 1:00 hod. vycházelo z toho, že vědecké práce kolegů z Ústavu geodézie na FSv VUT v Brně potvrdily, že nezávislost dat z GNSS začíná "někde" na 30 - 40 minutách jejich odstupu. Koeficient bezpečnosti (20 minut) je tedy pouhých 50 %. Zkušenosti z praxe ukazují, že není vhodné ho "podlézat", ale naopak je vhodné, pokud to příliš neztěžuje organizaci práce, interval i prodloužit s tím, že jeho nárůst např. na 1:15 hod. je mnohem více přínosný, než jeho další nárůst z 1:15 na 1:45.
> - Během vlastní měřické praxe jsem se osobně opakovaně (pravda v dřevních dobách časů pouze GPS, bez GLONASS) setkal se situací, kdy dvojice dvou měření provedených  s odstupem i několika týdnů na observačně zcela bezproblémovém bodě rychlou statickou metodou (cca 15 minut observace) šly k sobě, ale měly také stejně "divné" charakteristiky přesnosti (rms a rario). Polohu jsem neměl šanci ověřit klasicky, nicméně v jednom případě, kde bylo možné se alespoň výškově připojit, byla výška oproti nivelaci 2 x stejně mimo o 2,5 m (to za předpokladu 2,5 x horší přesnosti určení výšky ukazuje na nejistotu v poloze okolo 1,0 m). Všechna ta místa byla observačně zcela bezproblémová, počet satelitů víc než 6, PDOP na nízkých hodnotách, jedinou vadou byla konstelace satelitů posunutá jen o několik málo minut.
> - Posun satelitů za jednu hodinu je malý, satelit se posune o pouhých 15 °, ale důležité je, že i tento posun stačí k tomu, aby se případné zašumění signálu překážkou nebo multipáth v druhé observaci už neprojevily. Navíc lze předpokládat, že během té doby některý ze satelitů zapadne, nebo naopak jiný vyjde a konfigurace se tak změní výrazně. Nakolik se za tu dobu změní atmosférické podmínky může být značně rozdílné, záleží na průběhu počasí. Změna může být jen pozvolná, ale i náhlá (jistě všichni známe situaci "a je po dešti"). Důležité je, aby byla poskytnuta dostatečná šance i možné změně vlivů, které nejsou ze země patrné, např. pohyb ionosférických čoček, protuberance... 
> - Ano, korekce síťových řešení, které jsou vytvářeny z dat získaných na permanentních stanicích, jsou zřejmě korektní a zbaveny vlivu refrakce. Vždyť stanice jsou samozřejmě zřizovány na observačně bezpečných místech. Ale pokud je pozice měřiče, díky špatným observačním podmínkám v jeho okolí, určena s nezjištěnou chybou, výsledkem pak nutně je vadná hrubá pozice, sice opravená o korektní korekci, ale pořád nezjištěně vadná.
> - Lze vyslovit předpoklad, že pro měření prováděná v místech s normálními observačními podmínkami, bychom se mírou závislosti druhého měření na několika satelitech, které by se náhodou nacházely na té samé pozici jako při první observaci, nemuseli zabývat, protože při měření by byla zachycena celá řada dalších satelitů ve zcela nezávislých pozicích, ale měření je možné/jsou, i díky vzrůstajícímu počtu satelitů, provádět i ve zcela stísněných až nevhodných observačních podmínkách (pod, za normálních podmínek celkem oprávněným, heslem: "přece sem nepotáhnu polygon, když mi tu měří džípíeska!") a pak už výše uvedený předpoklad prostě nelze použít. Dost dobře si nedovedu představit, jaké všechny další údaje bychom museli zaznamenávat a předávat k posouzení, ani jak bychom takové údaje vlastně měli posuzovat a zejména v jednoznačném znění zapracovat do norem a předpisů, aby bylo možné posoudit, nakolik a jak nebezpečně je ještě závislá dvojice měření provedená v lesním průseku nebo v aleji stromů na např. 8 satelitů, přičemž by platilo, že v obou měřeních je 5 stejně postavených sat. GLONASS a tři nezávislé GPS
> -  Pokud přes všechny výhody, které GNSS přináší, se někomu nelíbí, že i u této technologie je potřeba při zeměměřických činnostech ctít geodetické zásady a principy, které se s naprostou samozřejmostí  uplatňují  při "klasických" metodách, a také ctít její objektivní fyzikální vlastnosti a limity, může svoje dilema snadno vyřešit tím, že GNSS využívat nebude, ale pokud ho využívá, je žádoucí, aby její objektivní vlastnosti respektoval (stejně jako u jiných technologií) a v zažitých pracovních postupech provedl takové úpravy, které budou respektovat odlišnosti použití GNSS od "klasických" metod.
> Zdravím
> Pavel Taraba
> P.S. Zejména ty čtenáře, kteří to dočetli až sem.
> 