Přesná a operativní technologie GPS je v geodetické praxi již delší dobu oblíbená a hojně uplatňovaná. Přesto někdy dochází k "záhadným" nesouhlasům opakovaných měření pomocí GPS navzájem, nebo s výsledky měření "klasickými" technikami. Jejich zdroje mohou být v neobvyklých podmínkách měření, v nepřesné funkci aparatury či v nekorektní interakci obsluhy s přijímači nebo softwarem. Proto je pociťována potřeba, aby tato "družicová" technologie byla ve své konkrétní realizaci vhodným způsobem objektivně ověřována, zejména v těch případech, kdy mají být výsledky měření GPS využity pro zodpovědnou technickou činnost, nebo být právně závazné. To je možné testováním užívaného vybavení, softwaru a způsobu měření standardním postupem, založeným na zaměření bodů vhodné testovací základny s a priori přesně známými souřadnicemi.

    Podle požadavku ČÚZK byly tedy ve VÚGTK jako součást vývoje systému ověřování výsledků měření GPS zahájeny v roce 1999 práce na vybudování testovací základny pro aparatury a technologie GPS (TZGPS) a na stanovení principů a postupů jejího využívání. TZGPS byla roku 1999 stavebně vybudována v podobě základních stabilizací se systémy nucené centrace na části bodů, v roce 2000 byla poprvé zaměřena skupinou přijímačů GPS a klasickými technikami, toto měření zpracováno, odvozeny první epochy referenčních souřadnic a navrženy postupy testování. Toto sdělení má krátce seznámit odbornou veřejnost se základnou a s předpokládanými způsoby jejího využívání. Podrobná dokumentace budování TZGPS je ve zprávách citovaných jako "literatura".

    Jádrem TZGPS je vnitřní základna Skalka, vybudovaná v uzavřeném objektu této původní družicové stanice, a určená pro nejpřesnější testovací a kalibrační práce s aparaturami GPS. 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 cca 10° a podmínkou vzájemné viditelnosti vždy alespoň mezi dvěmi body, aby bylo možné proměření základny klasickými metodami. Rozměry a převýšení vnitřní základny jsou za těchto podmínek dány tvarem a velikostí pozemku Skalky. Maximální vzdálenost mezi pilíři je 224 m, převýšení asi 21 m. Nezanedbatelné převýšení je důležité pro vypovídací schopnost testovacích měření. Dvojice pilířů poblíž vchodu je při vzájemné vzdálenosti asi 3 m určena mj. k zjišťování fázových center otáčením a záměnou antén, i k porovnávání přijímačů přímým přepojováním antén. Stabilizace bodů vnitřní základny je řešena v podobě armovaných pilířů vysokých cca 150 cm a zakotvených ve skalním podkladu. Jsou tvořeny vybetonovanými cementovými rourami o vnitřním průměru 30 cm a vnějším 40 cm. Jako vnější tepelná ochrana pilířů (a také ochrana mechanická) jsou kolem měřických pilířů osazeny další cementové roury o vnitřním průměru 56 cm a vnějším 62 cm. Prostor mezi rourami není zaplněn, je zajištěn odtok vody. Zařízení pro nucenou centraci v horní části pilířů má podobu ocelové rovnostranné trojúhelníkové desky o straně 270 mm a tloušťce 5 mm, namontované na zacementovaných ocelových sloupcích. Ve středu desky je otvor o průměru 16 mm pro upevňovací šroub, jehož závit končí 5 mm od hlavy (spodní dosedací plochy) šroubu. Bod je definován středem otvoru v úrovni horní plochy desky. Rozměry desky, její výška nad hlavou pilíře a možnost použití šroubů různého typu a délky závitu dovolují upevnění a snadnou orientaci i určení výšky všech známých antén a novějších trojpodstavcových souprav. Podle potřeby lze pořídit a na desku upevnit speciální centrační a orientační pomocné zařízení.

    Druhou částí TZGPS je vnější "technická" základna. Jsou to "polní" body, na kterých se bude měřit důsledně tak, jako při praktickém využívání GPS, s použitím stativu, měřením výšky antény od značky atd. Vnější základna zahrnuje 3 body zkušebního fotogrammetrického bodového pole Pecný (které je v prostoru Skalka - Kostelní Střímelice), 1 nivelační kámen pod Kostelními Střímelicemi (pro velké převýšení) a 1 trigonometrický bod ve vzdálenosti asi 12 km (v k. ú. Ždánice u Kouřimi). Body vnější základny (kromě vzdáleného) byly dodatečně vybaveny ochrannými skružemi.

    Za zvláštní součást TZGPS se pod názvem navazovací základna Pecný považuje bod GOPE na této observatoři, kde se konají permanentní měření družic GPS Navstar a GLONASS, a některé doplňkové body na Pecném. Měření na GOPE se využívá pro přesné navázání TZGPS na geocentrický souřadnicový systém.

    TZGPS byla zaměřena metodou GPS poprvé ve dnech 20. - 24. března 2000 hlavně pracovními skupinami ZÚ Praha (6 přijímačů), dále skupinou VTOPÚ Dobruška (1 přijímač) a VÚGTK (3 přijímače). Měření byla zpracována vědeckým softwarem Bernese a z porovnání několika nezávislých výpočtů odhadnuta přesnost výsledných referenčních souřadnic pro vnitřní základnu (body s nucenou centrací na Skalce) asi 0,5 mm v poloze a 1 mm ve výšce, pro vnější základnu asi 1,5 - 3 mm v poloze a 5 - 6 mm ve výšce. Předpokládá se, že TZGPS bude opakovaně přeměřována, aby mohla být sledována její stabilita, resp. časové změny polohy bodů. V rámci diplomových prací Stavební fakulty ČVUT byly všechny body vnitřní základny a dva blízké body vnější základny zaměřeny klasickými metodami. Rozdíly relativních poloh proti GPS nepřekročily pro vnitřní základnu 1,1 mm v poloze a 2,2 mm ve výšce.

    Je předpoklad, že v praxi provozu TZGPS se budou testované komplexy GPS (přijímače, softwary, činnost obsluhy... dále "TK") testovat ve dvou úrovních:

• základní testování, které bude prostě konstatovat, že TK vyhověl nebo nevyhověl podmínkám pro práci v bodových polích;
• úplné testování, které umožní odlišit (rozdělit) vlastní přesnost přijímačů a softwaru (resp. jeho použití), stanovit některé zdroje případných chyb a určit celkovou přesnost TK v polních podmínkách. V budoucnu bude možné podle potřeby doplnit úplné testování o kalibraci antén.

Literatura:
KARSKÝ, G.: K problematice systému ověřování výsledků měření GPS. Výzkumná zpráva VÚGTK č. 997. Ondřejov, listopad 1999.
KARSKÝ, G.: Testovací základna pro technologii GPS. Výzkumná zpráva VÚGTK č. 1007. Ondřejov, listopad 2000.
KOSTELECKÝ, J.: Zaměření testovací základny pro GPS pozemními metodami (shrnutí prací provedených v roce 2000). Technická zpráva VÚGTK č. 1008. Ondřejov, prosinec 2000.

    vyvěšeno: 8.3.2001

---

Z časopisu Zeměměřič č. 3/2001