Результаты многолетних измерений на линейном базисе Коштице

В настоящее время для сбора геопространственной информации широко используются электронные тахеометры, основанные на принципах лазерной дальнометрии. В процессе эксплуатации изменяются их технические параметры и возникает необходимость периодической калибровки. Она осуществляется на специальных линейных базисах и состоит в поверке постоянной cоставляющей электронного тахеометра, определении ошибки масштаба и циклической ошибки. На территории Чешской Республики действуют два линейных базиса – Гвезда и Коштице. Последний является национальным государственным эталоном длины дальних расстояний, на котором осуществляются поверки электронных тахеометров. С 2017 по 2020 год здесь выполнена калибровка порядка 600 тахеометров различных фирм (Leica Geosystems, Trimble, Topcon, Sokkia, Nikon, Pentax, South и Geomax), общее количество измерений во всех комбинациях около 40000. В статье представлены результаты анализа многолетних измерений, проведенных на линейном базисе Коштице тахеометрами фирмы Leica Geosystems. Исследованы 9186 измерений между секциями базиса 1–2, 1–3, 1–4, 1–5, 1–6, 1–7 и 1–8. По каждой секции выявлялись измерения, которые не прошли заданный критерий Смирнова – Граббса, обнаружен 261 выброс, что составляет 3 % всех измерений. После исключения выбросов с помощью алгоритма параметрической версии МНК-оптимизации определена длина каждой секции базиса и выполнена оценка точности полученных результатов. Вычисленные значения длин секций в целом хорошо согласуются с результатами измерений, проведенных на линейном базисе Коштице Лабораторией геодезии Военного университета Мюнхена (Германия) и Научно-исследовательского института геодезии, топографии и картографии. По секции 1–5 в ходе обоих сравнений получены разности, превышающие допустимые значения точности определения характеристик базиса. Это может быть связано с тем, что по отдельным пунктам наблюдаются смещения, которые носят в основном периодический характер и зависят от времени года. Для более конкретных предположений о нестабильности отдельных пунктов рекомендуется проводить поверку длин секций базиса один раз в три месяца по программе во всех комбинациях, что позволит сопоставлять значения доверительных границ длин секций базиса и выдвигать гипотезы о колебаниях положения отдельных центров. В дальнейшем это позволит включать полученные смещения в остаточную неопределенность измерения длины.     

1. International Organization for Standardization (2002). ISO 17123-4:2001. Optics and Optical Instruments – Field Procedures for Testing Geodetic and Surveying Instruments. Part 4. Electro-Optical Distance Meters (EDM Instruments). Geneva, Switzerland.

2. Joint Committee for Guides in Metrology (2008). JCGM 100:2008. Evaluation of Measurement Data – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement.

3. EDM Calibration Handbook (2014). Department of Transport, Planning and Local Infrastructure Victoria. Available at: https://nanopdf.com/download/edm-handbook-edition-december-2014_pdf.

4. Dracup J. F., Fronczek C. J., Tomlinson R.W. (1977) Establishment of Calibration Base Lines. NOAA Technical Memorandum (NOS NGS-8). NGS, USA. Available at: https://repository.library.noaa.gov/view/noaa/23408.

5. Jokela J. (2014) Length in Geodesy – On Metrological Traceability of a Geospatial Measurand. Doctoral Dissertation. Aalto University. Available at: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/14055.

6. Shchipunov A. N., Tatarenkov V. M., Denisenko O. V., Sil’vestrov I. S., Fedotov V. N., Vasil’ev M. Yu., Sokolov D. A. (2015) A Set of Standards for Support of the Uniformity of Measurements of Length in the Range above 24 m: Current State and Prospects for Further Development. Measurement Techniques, 57 (11), 1228–1232. https://doi.org/10.1007/s11018-015-0610-9

7. Pollinger F., Meyer T., Beyer J., Doloca N. R., Schellin W., Niemeier W., Jokela J., Hakli P., Abou-Zeid A., Meiners-Hagen K. (2012). The Upgraded PTB 600 m Baseline: a High-Accuracy Reference for the Calibration and the Development of Long Distance Measurement Devices. Measurement Science Technology, 23, 094018:11. https://doi.org/10.1088/0957-0233/23/9/094018.

8. Jokela J., Häkli P., Kugler R., Skorpil H., Matus M., Poutanen M. (2010) Calibration of the BEV Geodetic Baseline. FIG Congress 2010, Sydney, April 11–16, 2010. Available at: https://fig.net/resources/proceedings/fig_proceedings/fig2010/papers/ts05c/ts05c_jokela_hakli_et_al_3873.pdf.

9. García-Asenjo L., Baselga S., Garrigues P. (2016) Deformation Monitoring of the Submillimetric UPV Calibration Baseline. Journal of Applied Geodesy, 11 (2), 107–114. https://doi.org/10.1515/jag-2016-0018.

10. García-Asenjo L., Baselga S., Atkins C., Garrigues P. (2021) Development of a Submillimetric GNSS-Based Distance Meter for Length Metrology. Sensors, 21 (4), 1145. https://doi.org/10.3390/s21041145.

11. Būga A., Birvydienė R., Kolosovskis R., Krikštaponis B., Obuchovski R., Paršeliūnas E., Putrimas R., Šlikas D. (2016) Analysis of the Calibration Quality of the Kyviškės Calibration Baseline. Acta Geodaetica et Geophysica, 51, 505–514. https://doi.org/10.1007/s40328-015-0140-6.

12. Trevogo I. S., Lechner J., Tora B., Černota P., Staňková H. (2020) Geodetic Activity for Compatibility of the Unit of Length of Geodetic Bases Kostice (Czech Republic) and Javoriv (Ukraine). Inżynieria Mineralna, 1 (1), 35–40. https://doi.org/10.29227/IM-2020-01-05.

13. Mihály S. (2005) Space Referencing Core Data for GI in Hungary. FIG Congress 2005, Cairo, April 16–21, 2005. Available at: https://fig.net/resources/proceedings/fig_proceedings/cairo/papers/ts_21/ts21_04_mihaly.pdf.

14. Geodetic Operations in Finland 2000–2003. Available at: https://iag.dgfi.tum.de/fileadmin/IAG-docs/NationalReports2003/Finland.pdf.

15. Agne V. (2015) Elektrooniliste Kaugusmõõturite Kalibreerimine [Calibration of Electronic Distance Meters]. Available at: https://dspace.emu.ee/xmlui/handle/10492/2138 (in Estonian).

16. Karpik A. P., Kosarev N. S., Antonovich K. M., Ganagina I. G., Timofeev V. Y. (2018). Operational Experience of GNSS Receivers with Chip Scale Atomic Clocks for Baseline Measurements. Geodesy and Cartography, 44 (4), 140–145. https://doi.org/10.3846/gac.2018.4051.

17. Slaboch V., Lechner J., Pizur M. (2003) Implementation of ISO 17025:2000 in the Geodetic Metrology Laboratories and their Role in the National Metrology System. FIG Congress 2003, Paris, April 13–17, 2003. Available at: https://www.fig.net/resources/proceedings/fig_proceedings/fig_2003/TS_12/TS12_2_Slaboch_et_al.pdf.

18. Lechner J., Cervinka L., Umnov I. (2008) Geodetic Surveying Tasks for Establishing a National Long Length Standard Baseline. FIG Congress 2008, Stockholm, June 14–19, 2008. Available at: https://fig.net/resources/proceedings/fig_proceedings/fig2008/papers/ts03h/ts03h_02_lechner_etal_%203076.pdf.

19. Grubbs F. E., Beck G. (1972) Extension of Sample Sizes and Percentage Points for Significance Tests of Outlying Observations. Technometrics, 14, 847–854. https://doi.org/10.1080/00401706.1972.10488981.

20. Farhadzadeh E. M., Muradaliyev A. Z., Rafiyeva T. K., Abdullayeva S. A. (2017) Method and Algorithms of Calculation of Parameters of Reliability in Accordance with Multivariate Data. Enеrgеtika. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii i Energeticheskikh Ob’edinenii SNG = Energetika. Proceedings of CIS Higher Education Institutions and Power Engineering Associations, 60 (1), 16–29. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2017-60-1-16-29 (in Russian).

21. Padve V. A. (2018). Mathematical Processing and Interpretation of the Results of Geodetic Measurements. Part 2: Synthesized and Combined Algorithms for Precision LSM Optimization and Analysis of Measurement Results. Novosibirsk, SSUGT Publ. 134 (in Russian).