Geodéziai hálózatok

A műholdas helymeghatározás alkalmazásai többszintű földi hálózati infrastruktúrák létét követelik meg, ezek nélkül csak a navigációs célú felhasználás létezhetne. A globális GNSS hálózat észlelései (IGS) teszi lehetővé a precíz műholdpályák előállítását és vonatkoztatási rendszerének fenntartását, a regionális hálózatok (pl. EPN) a kontinentális vonatkoztatási rendszer (ETRS89) elérését teszik lehetővé, míg az országos hálózatok a különböző geodéziai feladatokat és a gazdasági alkalmazásokat támogatják. A KGO kiemelt feladata a műholdas geodézia hazai infrastruktúrájának biztosítása. Ehhez a technológiák időbeli fejlődésének, az egyes speciális alkalmazások igényeinek megfelelően több hálózati infrastruktúrát is megteremtettünk, kezdetben a klasszikus hálózatokra támaszkodva, majd azoktól részben elválva, önállóan létező, fokozatosan az integrált geodézia irányába haladó rendszereket létrehozva. A következőkben az egyes hálózatokat időrendi sorrendben tekintjük át.





Országos GPS Keretponthálózat és Országos GPS Geodinamikai Hálózat

Az első GPS vevő 1987-es vendégszereplését követően azonnal megkezdődött a hazai GPS infrastruktúra tervezése. Kiválasztásra és megépítésre került az Országos GPS Keretponthálózat 11 pontja meglévő III.rendű EOV alappontok vasbeton megerősítésével és kényszerközpontos GPS antenna adapter beépítésével. Kiválasztásra és megépítésre került további 12 helyszínen a felszínen, illetve annak közvetlen közelében lévő alapkőzetben lépcsős és fúrt kényszerközpontos pont, amelyek hosszútávú mozgásvizsgálati célokat szolgálnak. A 24. pont Magyarország első permanens GPS állomása a KGO PENC nevű pontja. E két hálózat pontjainak együttes mérésére 1991 novemberében a német IfAG (Institute für Angewandte Geodasie) – ma BKG (Bundesamt für Geodasie und Kartographie) támogatásával került sor. A kampány elsődleges célja Magyarország csatlakozása az EUREF ETRS89 rendszeréhez volt, a rendszerváltást követően elsőként a volt keleti blokk országai közül. E két hálózat 24 pontja kapott elsőként 1993-ban hivatalos ETRS89 koordinátákat. Az alappontok BALL (Ballószög) kivételével fennmaradtak és ma összevontan az MGGA (Magyar GPS Geodinamikai Alapponthálózat) keretében rendszeresen újramérésre kerülnek.



OGPSH: Országos GPS Hálózat

A GNSS technika gyakorlati földmérési alkalmazásához elengedhetetlen a GNSS térbeli geocentrikus rendszere és az adott, hagyományos módon meghatározott geodéziai koordináta-rendszer közötti kapcsolat megteremtése. Ennek optimális megoldása, hogy a hagyományos hálózat alappontjaiból, megadott sűrűségben, GNSS mérések elvégzésére alkalmas pontokat választunk ki és meghatározzuk azok térbeli koordinátáit. A mindkét rendszerben ismert koordinátákkal a transzformációs kapcsolat meghatározható. A KGO GNSS fejlesztéseinek egyik első mérföldköve az Országos GPS Hálózat (OGPSH) létrehozása volt 1994-98 között (1994 pontszemle, 1995-97 GPS mérések, 1998 feldolgozás és az adatbázis kiadása). Az OGPSH 1153 pontja az EOVA III. és IV.rendű pontjaiból, egyenletes kb. 10 km-es pontsűrűséggel lett kiválasztva. Az OGPSH az aktív hálózat (GNSSnet.hu) megjelenése előtt kiemelkedő szereppel bírt, mert az ETRS89 vonatkoztatási rendszer egyedüli elérését biztosította a terepi mérések során. Ma elsődleges szerepe az ETRS89 és EOV közötti transzformációs háttér fizikai biztosítása. Az OGPSH pontok az EOVA pontokétól eltérő pontleírást kaptak.
2007-ben az 1991-ben meghatározott, még korlátozott pontosságú ETRS89 koordinátákat a GNSSnet.hu és MGGA adatok feldolgozásával újra meghatároztuk és az OGPSH pontleírásokra átvezettük.



EOMA_3D

Az EOMA hálózat mérése az 1990-es évekre befejezetlenül leállt, a Dunántúlon a III.rendű sűrítés nem készült el. Az Állami Földmérés nem rendelkezett olyan erőforrásokkal, amely a munka elvégzését lehetővé tenné. A KGO 1998-ban publikálta a GPS hálózati mérésekre és a geoid magassági alapfelületre alapozott magasságmeghatározási technológiáját, amely a szakma által történt elfogadása után a gyakorlatban is alkalmazásra került. A III.rendű hálózatsűrítésre alkalmas technológia az ismert I.és II.rendű alappontokon, valamint a meghatározandó új pontokon végzett szimultán GPS mérések és a gravimetriai geoid együttes felhasználásával lehetővé tette az új pontok magasságának az EOMA rendszerében történő meghatározását. 2000 és 2005 között összesen 11 mérési kampányban a 2-4 poligonok és a 17,19,20 félpoligonok területén valamennyi település kapott EOMA magassági alappontot. A kampányokba összesen 240 ismert magassági alappontot vontunk be – részben központos, részben külpontos GPS méréssel. A központos mérés még ebben a megoldásban nem volt alapkövetelmény, csak a mm-pontos szintezési pont feletti külpontosságot kellett biztosítani. Ezek az alappontok képezik az EOMA_3D hálózatot, amelyeknek nagyon fontos további szerep jutott a valósidejű EOV-ETRS89 transzformációs megoldásunk, a VITEL megújításában.



INGA: Integrált Geodéziai Alapponthálózat

Az INGA hálózat kialakításának egyik fő motivációja, hogy hagyományos geodéziai vonakoztatási rendszereinket a modern műholdas helymeghatározási környezetben, integrációs megközelítéssel, alacsonyabb pontszám (országos szinten kevesebb mint 800 pont) mellett is meg tudjuk őrizni összekötőként és katalizátorként használva a GPS technológiát. Az INGA pontjait elsődlegesen a GPS mérésekre alkalmas, lehetőleg egyenletes területi eloszlást biztosító EOMA I. és II.rendű, illetve szükség szerint III.rendű alappontokból választottuk ki. Az INGA pontokon így rendelkezésre állnak ETRS89(XYZ), EOMA(H), transzformált EOV(y,x) és lehetőség szerint gravimetriai adatok. A GPS mérési kampányokat az EOMA újramérésének ütemében terveztük, az EOMA KMO1-2 (Kelet-Magyarország 1.2 ütem) mérései 2007-2009 között meg is történtek. Az EOMA újramérés kényszerű leállása ellenére a FÖMI úgy döntött, hogy a még nem újramért KMO3 területen is elvégezzük az INGA hálózat kialakítását, ennek megfelelően 2013-14-ben a mérések megtörténtek, ezzel a Dunától keletre eső országrész adott pontokra alapozott hálózata elkészült. Az INGA-KMO azonban még nem teljes, mert új pontok állandósítása és mérése ahol azt az egyenletes ponteloszlás indokolta volna, de nem sikerült GPS-szel mérhető alappontot kiválasztani, forrás hiányában még nem történt meg. Az INGA alappontok kiemelt jogi és fizikai védelemmel rendelkeznek. Míg az OGPSH a hagyományos vízszintes EOV és a műholdas helymeghatározás térbeli ETRS89 vonatkoztatási rendszerei között teremtette meg a fizikai és matematikai kapcsolatot addig az INGA együtt az EOMA_3D pontjaival az EOMA – ETRS89 kapcsolat megteremtésének elsődleges összetevője. Ezek a pontok tették lehetővé, hogy a 2014-ben kibocsátott VITEL megoldás nem csak vízszintes hanem magassági értelemben is használhatóvá vált a valósidejű GNSS alkalmazásokban.



A Magyar GPS Geodinamikai Alapponthálózat (MGGA)

1990-ben dedikáltan mozgásvizsgálati céllal létrehozott Országos GPS Geodinamikai Hálózat és a kapcsolódó Országos GPS Kerethálózat összesen 23 pontjának 2007-ben történt egyesítésével hoztuk létre a teljes országos lefedettségű egyenletes ponteloszlású mozgásvizsgálati hálózatot a Magyar GPS Geodinamikai Alapponthálózatot. Mind a 23 MGGA pontot kétévente rendszeresen észleljük, mindig az év ugyanazon időszakában, ugyanazon műszerek/antennák felhasználásával. Az MGGA mérési adatokat egységes, szélső pontosságú, tudományos igényű stratégia és modellek alapján a GNSS Analízis Központunk dolgozza fel. Az adatfeldolgozás során kapott koordináta és kovariancia információk kiegészítve a GNSSnet.hu eredményekkel együtt kerülnek be a kiértékelési eljárásba, amely során többek között felszínmozgás és deformációs paraméterek kerülnek meghatározásra és ezeket más geofizikai adatokkal közösen elemezzük.



Aktív GNSS hálózat: GNSSnet.hu

A folyamatosan működő GPS/GNSS állomások ma már kulcsszerepet játszanak a műholdas geodéziában és földtudományokban kutatási és gazdasági célokat szolgálva. Egy-egy ilyen hálózat kiépítése azonban komoly infrastrukturális alapokat igényel, ami különösen a kezdeteknél okozott nehézséget. Az első folyamatosan működő hazai GPS állomás indítása a KGO épületének tetején kiépített pilléren 1996-ban történt. A korábbi indítás egyetlen akadálya az állandó internet-kapcsolat hiánya volt. Az ország egyenletes lefedettségéhez szükséges, 60-70 km-es sűrűségben elhelyezett állomások kialakítása csak 2002-ben indulhatott el és 2009-ben fejeződött be, mely során 35 db magyarországi állomás épült ki elsősorban projekt-támogatások felhasználásával. A határközeli teljes lefedettség megvalósításához a szomszédos országokból még 19 állomást integráltunk a hálózatba.

Az állomások helyszíneinek kiválasztásánál figyelembe kellett venni