Sisteme de timp si siteme de referinta utilizate in Geodezia Spatiala.pdf

1. Sisteme de timp utilizate n Geodezia Spatial

Se d : data civil N martie 2012 , ora : Nh : Nm : Ns .

Se cere :

1.1. S se transforme aceast dat n dat Julian (JD) i dat Julian modificat

(MJD) ;

1.2. S se realizeze pentru control i trasformarea invers ( D,M,Y ) ;

1.3. S se calculeze ziua din sptamn pentru aceast dat (n) ;

1.4. S se calculeze :

a) saptmna GPS corespunztoare ( GPSWEEK ) ;

b) ziua GPS ( GPSDAY ) ;

c) ziua din an ( DOY ) ;

d) secunda saptmnii GPS ( GPST ) ;

e) secunda zilei ( GPSSEC ) pentru data i ora respectiv ;

1.5. S se calculeze data civil la care ncepe sptmna GPS cu numrul

( 1550 +N)

2. Sisteme de referin utilizate n Geodezia spaial

2.1. S se prezinte sistemul de referin ITRS cu exemple ( ITRF-YY ) i sistemul de

referin ETRS89 ;

2.2. S se extrag din bazele de date ale Serviciului Internaional de Rotaie a

Pmntului ( IERS ) i/sau Reelei Europene de Staii Permanente ( EUREF-EPN ),

coordonatele i vitezele de deplasare ale staiei GNSS permanente Sofia (SOFI ) n

sistemul de referin ITRF08, epoca 2005.0, ITRF05 , epoca 2000.0 i ITRF97 , epoca

1997.0 ; Idem pentru nc 2-3 staii GNSS permanente din ar sau din Europa ( BACA ,

BAIA , COST , DEVA , PENC , GRAZ , UZHL , GLSV .a. ) ;

2.3. S se prezinte o imagine cu punctele din reeaua geodezic naional din

judeul N ( N=1 > Alba, N=2 > Arad ... ), care au coordonate determinate n sistem de

referin ETRS89 i s se prezinte ntr-un tabel, numrul acestora pe categorii ( Clasa A =

staii permanente, Clasa B, Clasa C ) ;

2.4. Cunoscnd coordonatele i vitezele de deplasare ale punctelor de la

paragraful 2 n sistemul ITRF2005, epoca 2000.0, s se calculeze coordonatele lor n

sistemul ETRF2000, epoca 1989.0 .

Rezolvare :

1. Sisteme de timp utilizate n Geodezia Spatial

N = 12 => data civil 12 martie 2012 , ora : 12h : 12m : 12s

1.1. Transformarea datei civile n dat Julian i dat Julian modificat.

tiind c originea calendarului Julian este 1,5 ianuarie 4713 .C. , numrul de zile

solare medii ce au trecut pn la data considerat reprezint data Julian.

Pentru a reduce numrul cifrelor corspunztor datei Juliene dar i pentru ca ziua s

nceap la miezul nopii, s-a adoptat data Julian modificat (MJD), care se poate definii

cu formula : MJD =JD 2 400 000,5 zile

data civil este 12 martie 2012

JD = INT(365,25y) + INT[30,6001(m+1)] + D + UT/24 + 1 720 981,5

MJD =JD 2 400 000,5 zile

Unde :INT parte ntreag;

JD data Julian;

y = Y-1 i m = M+12 dac M 2;

y = Y i m = M dac M > 2;

iar Y - anul ; M - luna din an ; D - ziua ; UT - ora din zi exprimat ca numr real.

UT = h+m/60+s/3600

D = 12

y= 2012 M = 3

m= 3

Y = 2012

UT= 12,2

JD = 2455999,008 zile MJD = 55998,508 zile

1.2. Transformarea datei Juliene n dat civil.

JD = 2455999,008 zile Se realizeaz n dou etape :

- Calculul elementelor auxiliare

a = INT(JD+0,5) =2455999 b = a+1537 =2457536 c = INT(b-122,1)/365,25) =6728 d = INT(365,25*c) =2457402 e = INT[(b-d)/30,6001] =4

- Calculu datei civile

ziua: D = b-d-INT(30,6001*e)+FRAC(JD+0,5) =12,508 luna: M = e-1-12*INT(e/14) =3 anul: Y = c-4715-INT[(7+M)/10] =2012

unde FRAC partea fracionar a unui numr

=> data civil 12 martie 2012

1.3. Calculul zilei din sptmn pentru data respectiv.

n= mod[INT(JD+0,5),7] = 0 ( Luni )

n { L , Ma , Mi , J , V , S , D

} 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6

1.4. Calculul elementelor :

a) Sptmna GPS corespunztoare ( GPSWEEK )

Sptmna GPS reprezint numrul de sptmni scurse de la 6 ianuarie 1980 ,

care este consierat epoc de referin pentru sistemul GPS, pn la nceputul

sptmnii GPS curente . Sptmna GPS ncepe de la miezul nopii de smbt spre

duminic.

GPSWEEK = INT[(JD-2 444 244,5)/7] = 1679,143 sptmni

=> de la 6 ianuarie 1980, au trecut 1679 de sptmni

b) ziua GPS ( GPSDAY )

Ziua GPS reprezint numrul de zile scurse de la nceputul sptmnii GPS pn la

momentul considerat .

GPSDAY = n= mod[INT(JD-2 444 244,5),7] = 1 ( Luni )

n { L , Ma , Mi , J , V , S , D

} 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 0 c) ziua din an ( DOY )

Ziua din an reprezint numrul de zile scurse de la nceputul anului curent pn la

momentul considerat.

DOY = 31 zile+29 zile+12 zile = 72 zile

d) secunda saptmnii GPS ( GPST )

Secunda GPS reprezint numrul de secunde scurse de la nceputul sptmnii GPS

pn la momentul considerat.

GPST = n*24*3600 + h*3600 + m*60 + s = 130332 secunde

e) secunda zilei ( GPSSEC )

Secunda zilei reprezint numrul de secunde scurse de la nceputul zilei curente

pn la momentul considerat.

GPSSEC = h*3600 + m*60 + s = 43932 secunde

5. Calcularea datei civile la care ncepe sptmna GPS cu numrul 1562 .

GPSWEEK = 1562

JD = 2 444 244,5+ GPSWEEK*7 = 2 455 179 zile

unde JD este data Julian corespunztoare sptmnii GPS cu numrul 1562

Transformarea datei Juliene n dat civil se realizeaz n dou etape dup cum

urmeaz :

- Calculul elementelor auxiliare

a= INT(JD+0,5) =2455179,0 b= a+1537 =2456716,0 c= INT(b-122,1)/365,25) =6725 d= INT(365,25*c) =2456306 e= INT[(b-d)/30,6001] =13

- Calculul datei civile

ziua: D = b-d-INT(30,6001*e)+FRAC(JD+0,5) =13,000 luna: M = e-1-12*INT(e/14) =12 anul: Y = c-4715-INT[(7+M)/10] =2009

=> data civil 13 decembrie 2009

2. Sisteme de referin utilizate n Geodezia spaial

2.1. Sistemul de referin ITRS i sistemul de referin ETRS89 .

a) ITRS ( International Terrestrial Reference Sistem ) este un tip de sistem de

referin terestru convenional ( CTRS ) i n consecin are urmatoarele caracteristici :

- este un sistem de referin neinerial , adic este n repaos fa de Pmnt i

originea se afl n geocentru ;

- axa Z coincide cu poziia medie a axei de rotaie a Pmntului , definit de CTP

(Conventional Terrestrial Pole );

- axa X coincide cu direcia interseciei planului meridianului Greenwich cu Ecuatorul

terestru .

ITRS a fost definit prin rezoluia nr. 2 a IUGG , adoptat la Viena n 1991 , ca fiind

un sistem de referin ideal .

Realizarea ITRS const ntr-un set de puncte de referin care poart denumirea de

ITRF ( International Terrestrial Reference Frame ). Numrul acestor puncte este de peste

180 i n determinarea poziiei lor se ine cont de micarea plcilor tectonice . Pentru

determinarea punctelor se folosesc tehnologiile SLR, VLBI si GPS care asigur precizii de

caiva centimetri.

Noi soluii ITRF sunt create o dat la caiva ani n scopul obinerii unei precizii ct

mai bune, folosind masurtori efectuate pn in momentul indicat de numele soluiei,

de exemplu: ITRF-89, ITRF-92, ITRF-94, ITRF-96, ITRF-97, ITRF-2000, ITRF-2005, ITRF-2008.

Epoca standard este un moment de timpt standard luat ca referin n calculul unor

parametri.

b) Sistemul de referin ETRS89 ( European Terrestrial Reference Sistem 1989 ) este

de asemenea un sistem de referin neinerial, de tip CTRS , acesta provenind din ITRF .

Definirea acestui sistem se face pe baza unei reele de puncte, denumit EUREF,

dispuse n Europa, in special staii GNSS permanente , la a cror determinare nu se ine

cont de micarea plcilor tectonice ntruct placa tectonic european este rigid i

stabil . Astfel micrile relative dintre puncte sunt nule.

Soluiile ITRF nu utilizeaz n mod direct un elipsoid. Soluiile ITRF sunt

specificate prin coordonate carteziene X , Y, Z. Dac este necesar, acestea pot fi

transformate n coordonatele geografice (longitudine, latitudine i

nlime), corespunztoare unui elipsoid. n acest caz, elipsoidul recomandat este

GRS80 (semiaxa mare a =6 378 137.000 m, turtirea = 1/298.257222101

= 7 292 115 * 10-11 rad*s-1 , GM = 3986005108 m3/s2) .

Coordonatele punctelor n sistemul ERTS89, epoca 1989.0 se calculeaz pe baza

coorodonatelor din ITRF-YY, crora li se aplic o trasformare n ETRF-YY,apoi n ETRF-2000

i apoi sunt aduse n ETRF89.Trecerea de la o epoc la alta se face n acelai sistem.

Ca tehnologii de observare sunt folosite GNSS ( GPS, GPS+GLONASS ) care asigur

o precizie relativa de ordinul mm-cm .

n Romnia sistemul ETRS89 a fost implementat n 2009, fiind utilizat concomitent

cu sistemul S42 (care folosete elipsoidul Krasovski 1940) i planul de proiecie

Stereografic 1970. Punctele incluse oficial in reeaua ETRS89 sunt staiile permanente

BACA, BAIA, BUCU, COST, DEVA i 7 borne .

2.2. Coordonatele i vitezele de deplasare ale staiilor GNSS permanente .

ITRF97, epoca 1997.0 : ITRF97 STATION POSITIONS AT EPOCH 1997.0 AND VELOCITIES

EUROPEAN STATIONS

DOMES NB. SITE NAME TECH. ID. X/Vx Y/Vy Z/Vz Sigmas SOLN

-----------------------m/m/y---------------------- *

11101M002 SOFIA GPS SOFI 4319372.239 1868687.639 4292063.852 .004 .003 .004

11101M002 -.0168 .0189 .0061 .0029 .0025 .0027

11206M006 PENC GPS PENC 4052449.639 1417680.995 4701407.024 .002 .001 .003

11206M006 -.0157 .0181 .0094 .0010 .0007 .0010

13101M004 BRUSSELS GPS BRUS 4027893.865 307045.695 4919475.025 .002 .001 .002

13101M004 -.0114 .0166 .0091 .0011 .0004 .0013

14201M010 WETTZELL GPS WTZR 4075580.697 931853.666 4801568.042 .001 .001 .001

14201M010 -.0158 .0171 .0071 .0003 .0003 .0003

___________________________________________________________________________________________________

SOLN: Solution Number Estimate using observations occured after the indicated epoch.

ITRF 2005 , epoca 2000.0 : ITRF2005 STATION POSITIONS AT EPOCH 2000.0 AND VELOCITIES

GPS STATIONS

DOMES NB. SITE NAME TECH. ID. X/Vx Y/Vy Z/Vz Sigmas SOLN DATA_START DATA_END

-----------------------m/m/y---------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

11101M002 SOFIA GPS SOFI 4319372.172 1868687.689 4292063.889 0.003 0.001 0.002

11101M002 -.0163 0.0190 0.0093 .0005 .0003 .0005

11206M006 PENC GPS PENC 4052449.571 1417681.042 4701407.064 0.001 0.000 0.001 1 00:000:00000 03:142:00000

11206M006 -.0179 0.0172 0.0094 .0003 .0002 .0004

11206M006 PENC GPS PENC 4052449.564 1417681.041 4701407.057 0.002 0.001 0.002 2 03:142:00000 00:000:00000

11206M006 -.0179 0.0172 0.0094 .0003 .0002 .0004

13101M004 BRUSSELS GPS BRUS 4027893.810 307045.740 4919475.067 0.001 0.000 0.001 1 00:000:00000 00:118:44100

13101M004 -.0126 0.0160 0.0111 .0001 .0001 .0002

13101M004 BRUSSELS GPS BRUS 4027893.815 307045.743 4919475.067 0.001 0.000 0.001 2 00:118:44100 00:000:00000

13101M004 -.0126 0.0160 0.0111 .0001 .0001 .0002

14201M010 WETTZELL GPS WTZR 4075580.633 931853.714 4801568.083 0.001 0.001 0.001 1 00:000:00000 96:182:00000

14201M010 -.0151 0.0173 0.0114 .0001 .0001 .0001


14201M010 -.0151 0.0173 0.0114 .0001 .0001 .0001


14201M010 -.0151 0.0173 0.0114 .0001 .0001 .0001

ITRF 2008, epoca 2005.0 :

ITRF2008 STATION POSITIONS AT EPOCH 2005.0 AND VELOCITIES

IGS STATIONS

DOMES NB. SITE NAME TECH. ID. X/Vx Y/Vy Z/Vz Sigmas SOLN DATA_START DATA_END

-----------------------m/m/y---------------------

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

11101M002 Sofia GNSS SOFI 4319372.089 1868687.782 4292063.938 0.001 0.001 0.001 1 00:000:00000 00:001:00000

11101M002 -.0170 0.0188 0.0089 .0001 .0000 .0001

11206M006 PENC GNSS PENC 4052449.472 1417681.124 4701407.105 0.001 0.001 0.001 1 00:000:00000 03:142:00000

11206M006 -.0179 0.0173 0.0095 .0001 .0001 .0001

11206M006 PENC GNSS PENC 4052449.467 1417681.124 4701407.105 0.001 0.001 0.001 2 03:142:00000 07:176:00000

11206M006 -.0179 0.0173 0.0095 .0001 .0001 .0001

11206M006 PENC GNSS PENC 4052449.476 1417681.128 4701407.112 0.001 0.001 0.001 3 07:176:00000 00:000:00000

11206M006 -.0179 0.0173 0.0095 .0001 .0001 .0001

13101M004 BRUSSELS GNSS BRUS 4027893.742 307045.824 4919475.121 0.001 0.001 0.001 1 00:000:00000 00:118:44100

13101M004 -.0134 0.0165 0.0106 .0001 .0000 .0001

13101M004 BRUSSELS GNSS BRUS 4027893.747 307045.824 4919475.121 0.001 0.001 0.001 2 00:118:44100 00:000:00000

13101M004 -.0134 0.0165 0.0106 .0001 .0000 .0001

14201M010 WETTZELL GNSS WTZR 4075580.553 931853.797 4801568.136 0.001 0.001 0.001

14201M010 -.0160 0.0171 0.0101 .0001 .0000 .0001

Informaiile au fost luate de pe site-urile : http://itrf.ensg.ign.fr/ITRF_solutions/97/results/ITRF97_EUROPE.SSC.txt http://itrf.ensg.ign.fr/ITRF_solutions/2005/doc/ITRF2005_GPS.SSC.txt http://itrf.ensg.ign.fr/ITRF_solutions/2008/doc/ITRF2008_GNSS.SSC.txt

DOMES NB. = cod unic de identificare la nivel global X/Vx, Y/Vy, Z/Vz = coordonatele/vitezele de deplasare ale staiilor

SITE NAME = numele localitii in care se afla staia Sigmas = erorile de determinare ale coordonatelor/vitezelor

TECH. = tipul de tehnologie folosit la msurare DATA_START = momentul n care au inceput msurtorile

ID. = cod unic de identificare n reeaua EUREF-EPN DATA_END = momentul n care s-au oprit msurtorile

Observaie : - dac DATA_START = 00:000:00000 nseamn c staia msoar de cand a fost instalat ;

- dac DATA_END = 00:000:00000 nseamn c staia msoar i n prezent .

2.3. Reeaua geodezic naional din judeul 12 > Cara-Severin .

Nr. Punct Clasa Denumire

1 A RESI

2 B, nou Vermes

3 B, nou Otelu Rosu

4 B, nou Resita

5 B, nou Armenis

6 B, nou Oravita

7 B, nou Moldova Noua

8 B, vechi Mt Mic (MTMI)

9 B, vechi Moldovita (MOLD)

10 C, vechi VIRFUL PADESU

11 C, vechi SALBAGELU NOU

12 C, vechi CRUCEA IZLAZULUI

13 C, vechi VARFUL DEALULUI

14 C, vechi DEALUL BRADULUI

15 C, vechi LA ARSURI

16 C, vechi RUGINOSU

17 C, vechi DEALUL TILVA

18 C, vechi TILVA MARE

19 C, vechi DEALUL DANCIU

20 C, vechi VARFUL OHABITEI

21 C, vechi DOCLIN SUD VEST

22 C, vechi DEALUL CRISTII

23 C, vechi CRACUL GUGU

24 C, vechi DEALUL CORCANUL

25 C, vechi VARFUL SEMENICULUI

26 C, vechi VARFUL GOZNEI

27 C, vechi DEALUL MOGHILA

28 C, vechi DEALUL CRIVA

29 C, vechi DEALUL BOATEI

30 C, vechi DEALUL DILMA

31 C, vechi CAPUL DEALULUI

32 C, vechi ARJANA

33 C, vechi LATOVA

34 C, vechi DEALUL CIOCARLIEI

35 C, vechi DEALUL RUSNICULUI

36 C, vechi MIOTINA

37 C, vechi SOCOL

38 C, vechi GRADINA

39 C, vechi GROSANAT

40 C, vechi DEALUL STENCA

41 C, vechi DRANIC

42 D, vechi TICVANIU MARE NORD

43 D, vechi GORUNUL TRAZNIT

44 D, vechi RAVENSCA SUD

n judeul Cara-Severin sunt :

- o staie permanent ce face parte din Reeaua Geodezic Naional Spaial;

- 6 puncte noi de clas B;

- 2 puncte vechi de clas B;

- 32 de puncte vechi de clas C;

- 3 puncte vechi de clas D.

Punct nou => sunt instalate borne i n punctele respective se determin

coordonate n sistemul ETRS89 cu tehnologii GNSS;

Punct vechi => n puncte geodezice deja existente s-au determinat coordonate

n sistemul ETRS89 cu tehnologii GNSS .

2.4. Transformarea coordonatelor din sistemul ITRF2005, epoca 2000.0, n

coordonate n sistemul ETRF2000, epoca 1989.0 .

Transformarea s-a realizat folosind programul de la adresa :

http://epncb.oma.be/_dataproducts/coord_trans/

Paii efectuai :

- n ferestrele Input (Date de intrare) i Output (Date de ieire) am selectat sistemul

( Frame ) si epoca (Epoch) corespunztoare, specificate n cerin ;

- n fereastra Options am bifat opiunea show intermediate steps ( arat paii

intermediari ) ;

- n fereastra Input am introdus att coordonatele ct si vitezele de deplasare ale

punctelor, n sistemul ITRF2005, epoca 2000.0, de la punctul 2.2. , n modul care

este sugerat prin exemplul din fereastr :

NumeStaie(fr spaiu) X[m] Y[m] Z[m] VX[m/yr] VY[m/yr] VZ[m/yr]

- pentru a realiza transformarea trebuie ca fiecare rnd , n afar de cele cu datele

introduse, s aiba la nceput semnul # ;

- rezultatele finale sunt n fereastra Output .

Documents

Sisteme de timp si siteme de referinta utilizate in Geodezia Spatiala.pdf