Μετασχηματισμός συντεταγμένων GPS (WGS84/ITRF) σε προβολικές συντεταγμένες ΤΜ87(ΕΓΣΑ87) – Ένταξη δΙκτύου GPS

Abstract

Είναι γνωστό σε όλους του Τοπογράφους μηχανικούς, ότι η ύπαρξη αλλά και η επέκταση των γεωδαιτικών δικτύων είναι πολύ σημαντική, ώστε να εκτελούνται οι διάφορες τοπογραφικές εργασίες με μεγαλύτερη ευκολία και ταυτόχρονα με μικρότερη αβεβαιότητα. Έτσι λοιπόν, τα τελευταία χρόνια, η χρήση των δορυφορικών συστημάτων πλοήγησης στο καθημερινό αντικείμενο του Τοπογράφου έχει εδραιωθεί και οι βασικοί λόγοι που οδήγησαν σε αυτό είναι, η μεγάλη ακρίβεια που επιτυγχάνεται, η ταχύτητα και η εύκολη χρήση των δορυφορικών συστημάτων σε σχέση με τους κλασικούς γεωδαιτικούς σταθμούς. Τέλος η βασική προϋπόθεση λειτουργίας των συστημάτων, είναι ότι απαιτείται ανοιχτός ορίζοντας ώστε να εξασφαλίζεται η συνεχής λήψη του σήματος. Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούν μαθηματικά συστήματα αναφοράς των τρισδιάστατων συντεταγμένων που παρέχουν. Συγκεκριμένα το σύστημα αναφοράς των GNSS συστημάτων είναι ένα Παγκόσμιο Γεωκεντρικό Σύστημα Αναφοράς το WGS84 (World Geodetic System 1984). Αντικείμενο της παρούσας πτυχιακής εργασίας είναι η ίδρυση τριγωνομετρικού δικτύου στο ΕΓΣΑ’87 κοντά στο Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής (ΠΑ.Δ.Α.) με σκοπό την εύρεση των τελικών συντεταγμένων των κορυφών του νέου δικτύου (E, N. H), καθώς και των τοπικών παραμέτρων που προκύπτουν κατά την εφαρμογή του μετασχηματισμού από το σύστημα WGS84 στο ΕΓΣΑ’87. Συγκεκριμένα, το GPS παρέχει συντεταγμένες στο γεωκεντρικό σύστημα αναφοράς WGS84 και οι μετρήσεις αυτές θα πρέπει να μετασχηματιστούν στο Κρατικό σύστημα αναφοράς το οποίο είναι το ΕΓΣΑ’87. Θα πρέπει να πραγματοποιηθεί ένας μετασχηματισμός ομοιότητας όπου οι παράμετροι μετασχηματισμού που συνδέουν τα δύο συστήματα να αναφέρονται στην περιοχή του Αιγάλεω διότι οι ήδη υπάρχοντες παράμετροι αναφέρονται σε όλη την Ελλάδα, αφού έχει γίνει μια βέλτιστη προσαρμογή του παγκόσμιου συστήματος ως προς την Ελλάδα με πιθανό αποτέλεσμα να έχουν χαμηλή ακρίβεια σε τοπική κλίμακα. Έτσι η ίδρυση του δικτύου βοηθά σε μετέπειτα Τοπογραφικές εργασίες ακριβείας, όπως στην ίδρυση ενός νέου σημείου με σκοπό μια αποτύπωση, χρησιμοποιώντας το ήδη υπάρχον δίκτυο και τις τοπικές του παραμέτρους. Η πτυχιακή αποτελείται από, το θεωρητικό μέρος, τα τμήματα των μετρήσεων, της επεξεργασίας και των τελικών προϊόντων (παράμετροι μετασχηματισμών, τελικές συντεταγμένες, ακρίβειες κ.α.). Αρχικά, η πρώτη ενέργεια που πραγματοποιήθηκε κατά την ανάθεση αυτής της πτυχιακής, ήταν ο σχεδιασμός και η επιλογή των κορυφών του δικτύου. Αφού εντοπίστηκαν τα “καλύτερα” τριγωνομετρικά σημεία (με κριτήρια που θα αναφερθούν στο κυρίως μέρος της εργασίας), από τη ΓΥΣ (Γεωγραφική Υπηρεσία Στρατού) και ορίσθηκαν, όσο το δυνατόν, ομοιόμορφα τα σημεία εντός Αττικής και συγκεκριμένα κοντά στο Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής ακολούθησαν οι μετρήσεις στο πεδίο με τη χρήση δεκτών GPS. Η μέθοδος που χρησιμοποιήθηκε είναι ο σχετικός στατικός εντοπισμός, με τον οποίο έχουμε ακριβή προσδιορισμό της θέσης των σημείων. Τέλος, μετά το πέρας των μετρήσεων των σημείων στο πεδίο, ακολούθησε η επεξεργασία αυτών. Χρησιμοποιώντας τα λογισμικά Topcon Tools, Octave και Excel, προκύπτει το τελικό αποτέλεσμα δηλαδή, οι τελικές συντεταγμένες των κορυφών, οι τοπικές παράμετροι μετασχηματισμού αλλά και οι αντίστοιχες ακρίβειες των μετρήσεων. Η επίλυση του μετασχηματισμού που εφαρμόστηκε επιλύθηκε με δύο τρόπους, ακολουθώντας το 3-Δ και το 2-Δ μοντέλο μετασχηματισμού ομοιότητας. Τέλος, η πτυχιακή ολοκληρώνεται με τη σύγκριση, των τελικών αποτελεσμάτων των παραπάνω μετασχηματισμών, τα συμπεράσματα της και τις προτάσεις που προέκυψαν από την εκπόνηση της.