Zeměměřič

Máme ještě zájem o DGPS
nebo je všechno vyøešeno zrušením Selective Availability?

Bavorská metropole Mnichov, 23. května, začíná dvoudenní 3. symposium SAPOS s mezinárodní účastí celkem 280 účastníků ze zemí EU, Švýcarska, Polska, Chorvatska, Slovinska, Makedonie a Ruské federace. Marně jsem mezi přihlášenými hledal někoho z Čech nebo Slovenska. Asi je odradilo vysoké zápisné nebo navštívili FIG 2000 v Praze. Ale i nás by snad mělo zajímat, jak se připravujeme na vstup do EU, jak budeme konkurence schopni, jak využíváme nové technologie, jak se snažíme sjednotit výsledky měření GPS. Necháme vše na nově vzniklé společnosti by/S@T group a.s., která razí cestu nových revolučních technologií DGPS v Česku a na Slovensku? Jsou vůbec její záměry slučitelné se záměry největšího provozovatele referenčních stanic v Evropě SAPOS?
   Kdo je nebo kým chce být společnost by/S@T group a.s., o tom se mohli přesvědčit účastníci symposia v Průhonicích 30. března t.r. Ale do jaké míry je by/S@T slučitelný s tím, co dělá SAPOS, který provozuje 200 referenčních stanic na celém území Německa a jehož pokrytí referenčními stanicemi má být ukončeno s cca 250 stanicemi do konce roku 2001?
   Jakožto účastník symposia SAPOS se omezím na subjektivní dojmy a poznatky. Bavorsko charakterizují tři L - Ludwig, Lederhosen a Laptop. Kdo v Bavorsku byl, ví, o čem je řeč. Na mne zapůsobila spíše návštěva residence a několik pozdravných slov bavorského ministra financí. Jeho přítomnost přidala symposiu na politické důležitosti. Tím byl ale první den až zakončen, zpět na začátek.
  Úvod symposia patřil samozřejmě zrušení SA. Je toto zrušení konečné nebo jen dočasné? Na tuto otázku nikdo nechtěl odpovídat, většina přítomných byla zrušením SA zjevně zaskočena - vždyť přišlo skoro o šest let dříve oproti plánům. Podle mého názoru je Clintonovo rozhodnutí zrušit SA jen strategický tah, kterým chce upevnit závislost na Spojených státech, odložit vybudování evropského navigačního systému Galileo a potlačit používání GLONASS (který SA nevyužíval a přesto nebyl dostačující). Přislíbení dalších satelitů a frekvencí bude asi poslední tečkou za programem Galileo, těžko se budou hledat peníze na konkurenční projekt. Vystoupení početné delegace z Ruské federace, která prosazovala svůj GLONASS (i když s vývojem nových přijímačů ve společném programu s GPS-NAVSTAR) a přislíbila rozšíření stávajících devíti, víceméně nefunkčních satelitů o další, nebylo bráno příliš vážně. Tyto nové satelity řady GLONASS-M budou podle slov Izmailoviche Jamaletdinova (Russian Institute of Space Device Engineering RISDE Moskau) vybaveny mnohem přesnějšími hodinami 1x10-13, delší životností a měly by podávat informace o stavu ionosféry. Kolik satelitů hodlají poslat na oběžnou dráhu nám ale neprozradil. Viacheslav Dvorkin nám sdělil, jak v Moskvě testují sledování vozidel pro provoz rychlé záchranné služby, nebezpečných nákladů, čištění vozovek či odvoz odpadků. K těmto účelům využívají jak GLONASS, tak GPS-NAVSTAR a šíří korekce z televizní vysílací věže Ostankino až do vzdálenosti 100 km.
   Na některých referátech bylo patrné, že byly psány ještě před zrušením SA, a ne každému se podařilo nazývat věci správnými jmény. Ti odvážnější přiznali, že zpřesňování má význam pouze pro měření, kde je požadována kontrolovatelná přesnost. Je to jako všechno otázka vynaložených nákladů, nikdo již nebude platit za zpřesnění nad 3 metry, když může měřit bez zpřesnění na cca 10 m. Něco úplně jiného je dosahování ověřitelných hodnot do 3 m v reálném čase (mimo jiné je tato přesnost výchozí pro kolejová vozidla).
   Určování polohy pomocí GPS proniklo do mnoha odvětví, počínaje sledováním pohyblivých objektů přes Precission Farming, navigaci letadel, letecké snímkování až po velice přesná kontrolní měření staveb. Všechny aplikace mají společného jmenovatele a tím je určování polohy v reálném čase. Na symposiu zazněly z větší míry firemní presentace výrobců nebo uživatelů technologie DGPS. Každý, kdo měl nebo chtěl k této technologii co říci, byl přítomen. Vysoká úroveň připravených referátů byla doprovázena dychtivými posluchači, kteří každou popisovanou aplikaci nebo představování nových zařízení pro GPS sledovali s opravdovým zaujetím. Mezi nejzajímavější témata prvního dne symposia patřil bezpochyby referát "Sítě referenčních stanic a mezinárodní normy" opravdového pionýra DGPS Dr. Wübbeny. Nikdo jiný DGPS tolik neovlivňuje. Jeho teorie mají bezpochyby vědecký podtext (pohyblivé virtuální referenční stanice nebo rastr virtuálních referenčních stanic, FKP-Flächenkorrekturparameter a princip nulové antény - na 2. symposiu SAPOS v Berlíně byla zmíněna kalibrace antén). Bohužel, s praktickou realizací některých jeho teorií to trochu pokulhává. Buď příliš předběhl dobu, nebo jsou jeho vize prakticky nerealizovatelné. Každopádně jeho vliv na SAPOS je nepopiratelný a jeho zájem sjednotit normy pro RTK a postprocessing jsou jistě namístě. Zazněly i návrhy na rozšíření RTCM 2.1 o další využité typy, které budou více respektovat sítě referenčních stanic a použití virtuální referenční stanice. V budoucnu se u RTCM verze 2.3 očekává také rozšíření o problematiku antén. Pro postprocessing jsou požadavky na úpravy a jednotnost formátů menší než na RTK, důležitým zlepšením je Compressed Compact RINEX, který má pouze 20 % původní velikosti, což ocení zejména uživatelé internetu.
  Další referáty z prvního dne se orientovaly na praktické výsledky a poznatky z měření jako je Precision Farming, sledování a navigace vozidel a kontroly staveb. Dozvěděli jsme se, jak probíhalo kontrolní měření na Köhlbrandbrücke v Hamburku. Měření byla provedena v noci, aby byl vyloučen vliv ze slunečního záření, protože teplotní rozdíly na tak velkém objektu mohou výsledky měření negativně ovlivnit. Docílená spolehlivost měření byla přes 97 %, přičemž v poloze bylo dosaženo přesnosti ?18,7 mm a ve výšce ?23,8 mm.
  Mnohem zajímavější referáty zazněly druhý den, kdy Dr. Landau (viz Zeměměřič č. 1+2/2000, K zajišťování jakosti a k tvorbě sítí referenčních stanic GPS) předvedl, jak aplikovat teorii do praxe. Jako čítankový příklad popsal síť by/S@T, teorii chyb z vlivu ionosféry a hlavně praktické výsledky z měření v síti by/S@T. Jestliže se na 2. symposiu SAPOS v minulém roce v Berlíně pouze uvažovalo o zkušebním zasíťování referenčních stanic, dnes již nikdo nepochybuje o jeho přednostech.
  Nejenom v Bavorsku se řeší chyby z vlivu ionosféry - Dr. Wanninger z technické university v Drážďanech nastínil hlavní vlivy ionosféry na sítě referenčních stanic. Jeho varování před očekávaným jedenáctiletým maximem omezí rapidně měření mimo síť, jím doporučená vzdálenost mezi jednotlivými referenčními stanicemi by neměla příliš překračovat 50 km. Relativní vliv ionosféry na DGPS může být až 50 ppm, zatímco u troposféry jen 3 ppm. Oproti těmto vlivům bylo SA pro DGPS absolutně neškodné.
  Spíše zajímavostí byla přednáška o aplikaci DGPS při pokládání návnad na lišky, kdy byly tyto návnady shazovány z vrtulníku při rychlosti 63 km/h a výšce 20 až 30 m nad zemí s metrovou přesností, pilot vybavený cyber-brýlemi byl přesně navigován na danou trasu, návnady byly po shození v reálném čase i dokumentovány.
  Mnohem závažnějším tématem se zabýval ing. Feigel z říční plavby ve Würzburgu. Zde jsou GPS svěřována drahá plavidla s nákladem, kde několik málo centimetrů může znamenat i ekologickou katastrofu. Navigace říčních plavidel pomocí DGPS je běžnou záležitostí - dnes by se již těžko někdo mohl při zaměřování toku, dna, hladiny, záplavové čáry spolehnout na něco jiného než na DGPS s korekcemi v reálném čase.
  Jak bude vypadat budoucnost šíření korekcí pro měření v reálném čase?
  V Německu rozšířené 2m vysílače budou i nadále vysílat korekce RTCM rozšířené o FKP (Flächenkorrekturparametr), které uživatel získá v taktu 0,2 Hz. K přijímání korekcí přes 2m vlny je nutné mít zvláštní přijímače, které budou schopny tyto informace zpracovat. Cena přijímače kombinovaného navíc ještě s GSM je cca 5 000 DM (jedná se pouze o komunikační modul SAPOS bez přijímače GPS).
  Do druhé kategorie patří směr, který jako první uvedl do praktického života by/S@T - centrální zpracování zasíťovaných referenčních stanic a předávání korekcí přes GSM. (V Čechách byl představen např. na symposiu by/S@T v Průhonicích a MGID ?99).
  Rozdílnost obou systémů je patrná. Na jedné straně je uživatel odkázán pouze na zpracování na místě s vybavením nestandardní přijímací technikou. Přijímáním dat z referenčních stanic (3) se tak uživatel stává centrálou. Výhodou je využitelnost v letectví, kde GSM není povoleno. Náklady na provoz leží z větší míry na straně provozovatele, protože musí vybudovat síť vysílačů, navíc komunikace je pouze jednostranná (od vysílače směrem k uživateli). Rychlost přenosu dat je cca 2400 bps.
  Proti tomuto systému stojí přenos dat přes GSM, který je oboustranný s přenosovou rychlostí 9600 bps a využívá všech možností centrálního zpracování dat. Celý systém je kontrolován z cen-trálního počítače a zaručuje vyšší přesnost a spolehlivost. I v Německu je jen na uživatelích, který z těchto dvou hlavních směrů se prosadí nejvíce.
  Mám-li vše shrnout, zrušením SA v měření GPS jsme sice zaznamenali veliký skok v řádu až desetinásobku dosažitelné přesnosti, ale tato přesnost je pro geodetická měření bez použití diferenciální metody stále ještě nepoužitelná.

Dipl. Ing. (FH) Arnošt Kopal

Z časopisu Zeměměřič č. 6+7/2000