Testovanie kvázigeoidov Slovenska na novej národnej realizácii výškového systému EVRS
Loading...
Date
2025-03-24
Authors
Jančovičová, Miroslava
Droščák, Branislav
Bublavý, Ján
Bucha, Blažej
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně,Fakulta stavební
Altmetrics
Abstract
Based on the Decree No. 300/2009 Z.z. of the Office of Geodesy, Cartography and Cadastre of the Slovak Republic, (hereinafter referred to as the "Decree"), two height systems are binding on the territory of Slovakia: the Baltic Height System after adjustment (Bpv) with the code EPSG: 8357 and the European Vertical Reference System (EVRS). The national implementation of the EVRS height system in Slovakia is SKVRF2024, which corresponds to EVRF2019 with the EPSG code: 9390. To convert between ellipsoidal heights in ETRS89 and normal heights in the Bpv, the decree provides for the use of the digital height reference model DVRM05 [3].
Simultaneously with the calculation of the SKVRF2024 realization, a new gravimetric model of the Slovak quasi-geoid called GMSQ2019 [2] with a spatial resolution of 2'' (~ 60 m) was acquired by the the Geodetic and Cartographic Institute in Bratislava (GKÚ). In 2024, this version of the quasi-geoid was recalculated by the author using the latest digital relief model DMR5.0 and two new versions of the quasi-geoid with a spatial resolution of 1'' (~ 30 m) were created with the names GMSQ2024A and GMSQ2024B [1].
The presentation focuses on the comparison of normal heights in the SKVRF2024 realization with normal heights calculated from ellipsoids using different quasi-geoids. The following quasi-geoids of Slovakia were used to transform the ellipsoidal heights: GMSQ2019, GMSQ2024A, GMSQ2024B and DVRM05. This comparison was carried out on two sets of points of the National Spatial Network (ŠPS), namely on the points of the permanent SKPOS stations (36 points), where the accuracy of the ellipsoid heights is at the level of 10 mm, and on a set of class B and C points (851 points), where the accuracy of the ellipsoid heights is up to 25 mm. The points used for fitting the DVRM05 were not included in this set.
The following table shows the differences of the normal heights of the SKVRF2024 with the ellipsoidal heights calculated using different quasi-geoids. In the comparison of the quasi-geoids on the SKPOS points, the GMSQ2024A quasi-geoid had the lowest mean error. However, the differences in standard deviations compared to quasi-geoids GMSQ2024B and GMSQ2019 were minimal and only differed at the 1mm level. Similar results, but with a higher mean error, were also observed when using a more extensive test point set, the class B and C point, which have lower quality ellipsoidal heights. However, the accuracy of this set of points is much closer to the real accuracy of ellipsoidal heights determined in normal surveying practice.
Based on the obtained results, it can be argued that all three latest quasi-geoids GMSQ2019, GMSQ2024A and GMSQ2024B performed better in combination with the heights of the SKVRF2024 than with using the older quasi-geoid DVRM05, which was fitted to Bpv57. It should also be added that the results presented were obtained without fitting the new GMSQ20XX quasi-geoids. On the basis of this comparison, the GMSQ2024A quasi-geoid will be subject to subsequent fitting at the GKÚ. It performed best when tested and was calculated using the latest data currently available to the ÚGKK. After the fitting, the GMSQ2024A quasi-geoid will ensure that surveyors can determine normal heights in the SKVRF2024 realization using GNSS instruments with better accuracy than it is currently in the case using Bpv and DVRM05.
Na základe vyhlášky č. 300/2009 Z. z. Úradu geodézie, kartografie a katastra Slovenskej republiky, ktorou sa vykonáva zákon Národnej rady Slovenskej republiky č. 215/1995 Z. z. o geodézii a kartografii v znení neskorších predpisov (ďalej ako „Vyhláška“) sú na území Slovenska záväzné dva výškové systémy: Baltský výškový systém po vyrovnaní (Bpv) s kódom EPSG: 8357 a Európsky vertikálny referenčný systém (EVRS). Národnou realizáciou výškového systému EVRS na Slovensku je SKVRF2024, ktorá zodpovedá EVRF2019 s kódom EPSG: 9390. Na prevod medzi elipsoidickými výškami v systéme ETRS89 a normálnymi výškami v realizácii Bpv vyhláška stanovuje použitie digitálneho výškového referenčného modelu DVRM05 [3]. Súčasne s výpočtom realizácie SKVRF2024 bol správcom geodetických základov na Slovensku, ktorým je Geodetický a kartografický ústav Bratislava (GKÚ), obstaraný aj nový gravimetrický model slovenského kvázigeoidu s označením GMSQ2019 [2] s priestorovým rozlíšením 2´´ (~ 60 m). Na reprezentáciu terénu bol použitý digitálny model reliéfu DMR3.5. V roku 2024 bola táto verzia kvázigeoidu autorom prepočítaná, pričom bol použitý najaktuálnejší digitálny model reliéfu DMR5.0 a vznikli dve nové verzie kvázigeoidu s priestorovým rozlíšením 1´´ (~ 30 m) pod označením GMSQ2024A a GMSQ2024B [1]. Porovnaním týchto verzií kvázigoidov s pôvodnou GMSQ2019 boli autorom deklarované rozdiely ~0.08 m, a to najvýraznejšie v exponovanom teréne [1]. Príspevok je zameraný na porovnanie normálnych výšok v národnej realizácii SKVRF2024 s normálnymi výškami vypočítanými z elipsoidických použitím rôznych kvázgeoidov. Na transformáciu elipsoidických výšok boli použité nasledovné kvázigeoidy Slovenska: GMSQ2019, GMSQ2024A, GMSQ2024B a DVRM05. Toto porovnanie bolo realizované na dvoch množinách bodov Štátnej priestorovej siete (ŠPS), a to na bodoch permanentných staníc SKPOS (36 bodov), kde presnosť elipsoidických výšok je na úrovni 10 mm a na množine bodov triedy B a C (851 bodov), kde presnosť elipsoidickej výšky je do 25 mm. Z tejto množiny boli vylúčené body, ktoré slúžili na fitovanie DVRM05. Porovnaním kvázigeoidov na bodoch SKPOS bola najnižšia stredná chyba dosiahnutá pri kvázigeoide GMSQ2024A. Rozdiely stredných chýb oproti kvázigeoidom GMSQ2024B a GMSQ2019 boli však minimálne a líšili sa iba na úrovni 1 mm. Podobné výsledky, avšak s vyššou hodnotou strednej chyby, boli zaznamenané aj pri použití rozsiahlejšej testovacej množiny bodov, a to množiny bodov ŠPS triedy B a C, ktorá má nižšiu kvalitu elipsoidických výšok. Táto množina bodov sa však svojou presnosťou oveľa viac približuje k reálnej presnosti elipsoidických výšok určovaných v bežnej geodetickej praxi. Na základe dosiahnutých výsledkov možno tvrdiť, že všetky tri najnovšie kvázigeoidy GMSQ2019, GMSQ2024A a GMSQ2024B dosahovali v kombinácii s výškami novej realizácie výškového systému SKVRF2024 lepšie výsledky, ako v prípade použitia staršieho kvázigeoidu DVRM05, ktorý bol nafitovaný na Bpv57. Je taktiež potrebné dodať, že odprezentované výsledky boli dosiahnuté bez akéhokoľvek fitovania nových kvázigeoidov GMSQ20XX. Je zrejmé, že ich nafitovaním by boli dosiahnuté lepšie výsledky. Na základe tohto porovnania bude predmetom následného fitovania na GKÚ kvázigeoid GMSQ2024A, nakoľko vyšiel z testovania najlepšie a na jeho výpočet boli použité najnovšie dostupné dáta, ktorými v súčasnosti ÚGKK disponuje. Kvázigeoid GMSQ2024A po nafitovaní zaručí geodetom v praxi určovať normálne výšky v realizácii SKVRF2024 prístrojmi GNSS s lepšou presnosťou ako je tomu v súčasnosti pri využívaní Bpv a DVRM05.
Na základe vyhlášky č. 300/2009 Z. z. Úradu geodézie, kartografie a katastra Slovenskej republiky, ktorou sa vykonáva zákon Národnej rady Slovenskej republiky č. 215/1995 Z. z. o geodézii a kartografii v znení neskorších predpisov (ďalej ako „Vyhláška“) sú na území Slovenska záväzné dva výškové systémy: Baltský výškový systém po vyrovnaní (Bpv) s kódom EPSG: 8357 a Európsky vertikálny referenčný systém (EVRS). Národnou realizáciou výškového systému EVRS na Slovensku je SKVRF2024, ktorá zodpovedá EVRF2019 s kódom EPSG: 9390. Na prevod medzi elipsoidickými výškami v systéme ETRS89 a normálnymi výškami v realizácii Bpv vyhláška stanovuje použitie digitálneho výškového referenčného modelu DVRM05 [3]. Súčasne s výpočtom realizácie SKVRF2024 bol správcom geodetických základov na Slovensku, ktorým je Geodetický a kartografický ústav Bratislava (GKÚ), obstaraný aj nový gravimetrický model slovenského kvázigeoidu s označením GMSQ2019 [2] s priestorovým rozlíšením 2´´ (~ 60 m). Na reprezentáciu terénu bol použitý digitálny model reliéfu DMR3.5. V roku 2024 bola táto verzia kvázigeoidu autorom prepočítaná, pričom bol použitý najaktuálnejší digitálny model reliéfu DMR5.0 a vznikli dve nové verzie kvázigeoidu s priestorovým rozlíšením 1´´ (~ 30 m) pod označením GMSQ2024A a GMSQ2024B [1]. Porovnaním týchto verzií kvázigoidov s pôvodnou GMSQ2019 boli autorom deklarované rozdiely ~0.08 m, a to najvýraznejšie v exponovanom teréne [1]. Príspevok je zameraný na porovnanie normálnych výšok v národnej realizácii SKVRF2024 s normálnymi výškami vypočítanými z elipsoidických použitím rôznych kvázgeoidov. Na transformáciu elipsoidických výšok boli použité nasledovné kvázigeoidy Slovenska: GMSQ2019, GMSQ2024A, GMSQ2024B a DVRM05. Toto porovnanie bolo realizované na dvoch množinách bodov Štátnej priestorovej siete (ŠPS), a to na bodoch permanentných staníc SKPOS (36 bodov), kde presnosť elipsoidických výšok je na úrovni 10 mm a na množine bodov triedy B a C (851 bodov), kde presnosť elipsoidickej výšky je do 25 mm. Z tejto množiny boli vylúčené body, ktoré slúžili na fitovanie DVRM05. Porovnaním kvázigeoidov na bodoch SKPOS bola najnižšia stredná chyba dosiahnutá pri kvázigeoide GMSQ2024A. Rozdiely stredných chýb oproti kvázigeoidom GMSQ2024B a GMSQ2019 boli však minimálne a líšili sa iba na úrovni 1 mm. Podobné výsledky, avšak s vyššou hodnotou strednej chyby, boli zaznamenané aj pri použití rozsiahlejšej testovacej množiny bodov, a to množiny bodov ŠPS triedy B a C, ktorá má nižšiu kvalitu elipsoidických výšok. Táto množina bodov sa však svojou presnosťou oveľa viac približuje k reálnej presnosti elipsoidických výšok určovaných v bežnej geodetickej praxi. Na základe dosiahnutých výsledkov možno tvrdiť, že všetky tri najnovšie kvázigeoidy GMSQ2019, GMSQ2024A a GMSQ2024B dosahovali v kombinácii s výškami novej realizácie výškového systému SKVRF2024 lepšie výsledky, ako v prípade použitia staršieho kvázigeoidu DVRM05, ktorý bol nafitovaný na Bpv57. Je taktiež potrebné dodať, že odprezentované výsledky boli dosiahnuté bez akéhokoľvek fitovania nových kvázigeoidov GMSQ20XX. Je zrejmé, že ich nafitovaním by boli dosiahnuté lepšie výsledky. Na základe tohto porovnania bude predmetom následného fitovania na GKÚ kvázigeoid GMSQ2024A, nakoľko vyšiel z testovania najlepšie a na jeho výpočet boli použité najnovšie dostupné dáta, ktorými v súčasnosti ÚGKK disponuje. Kvázigeoid GMSQ2024A po nafitovaní zaručí geodetom v praxi určovať normálne výšky v realizácii SKVRF2024 prístrojmi GNSS s lepšou presnosťou ako je tomu v súčasnosti pri využívaní Bpv a DVRM05.
Description
Citation
Družicové metody v teorii a praxi 2025, s. 69-72. ISBN 978-80-86433-86-8.
http://geodesy.fce.vutbr.cz/konference/gnss-seminar/
http://geodesy.fce.vutbr.cz/konference/gnss-seminar/
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
Comittee
Date of acceptance
Defence
Result of defence
Document licence
© Vysoké učení technické v Brně,Fakulta stavební