Aplikace GIS standardů pro souřadnicové transformace a určování vlivu atmosférického zatížení na GNSS stanice

Abstract

Disertační práce se zabývá problematikou souřadnicových referenčních systémů a transformací v prostředí geografických informačních systémů (GIS) a problémem určování vlivu zatížení atmosféry na vertikální složku polohy stanic GNSS (Globální navigační satelitní systém). Na tyto tematické oblasti je nahlíženo i z pohledu využití technologických standardů se zaměřením na specifikace konsorcia Open Geospatial Consortium (OGC). Na základě dostupných meteorologických dat, měřených po Evropě, je určován teoretický vertikální posun stanic, působený změnou zatížení atmosféry. Práce ověřuje možnost využití vstupních meteorologických dat přímo měřených na GNSS stanicích sítě EUREF Permanent Network (EPN) pro výpočty zjednodušenou metodou publikovanou IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service). Jsou porovnány výsledky zvolené metody s dostupnými korekcemi určenými exaktní metodou. Součástí je také srovnání dalších použitých vstupních meteorologických dat, jako jsou data centra National Centers for Environmental Prediction (NCEP) a služby European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Součástí řešení je návrh realizace služby pro určování a publikování vertikálních korekcí. Problematika souřadnicových referenčních systémů a transformací v prostředí geografických informačních systémů je řešeno z pohledu technologických specifikací OGC, důraz je kladen na specifikaci Web Coordinate Transformation Service (WCTS), možnosti jejího rozšíření o podporu operací s charakteristikami přesnosti prostorových dat a její vlastní implementaci. Část je věnována možnosti nahrazení WCTS jinou OGC specifikací, která má v GIS větší podporu a která nese název Web Processing Service (WPS).

The doctoral thesis deals with the issues of coordinate reference systems and transformations in GIS and also with the determination of atmospheric loading effects on vertical position component of observations with GNSS technology. These main topics are also analyzed from another point of view, namely by usage of technological specifications developed by Open Geospatial Consortium (OGC).The main goal of studying the determination of teoretical atmospheric loading effects is in the examination of the relation for estimating vertical site displacements, published in standards of the IERS (International Earth Rotation Service and Coordinate Systems) with using meteorological data measured on permanent GNSS stations (EUREF Permanent GNSS Network). Theoretical results were compared with available vertical atmospheric corrections, computed by exact method. Vertical atmospheric loading effects were computed and then compared with the use of different available meteorological data sources, namely National Centers for Environmental Prediction (NCEP) and European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). The concept of a service for vertical site displacement corrections is also proposed. The field of coordinate reference systems and operations in GIS according to OGC standards and specifications is aimed in the thesis. The goal is the development of the standardized web service for coordinate transformations of spatial data according to Web Coordinate Transformation Service (WCTS) specification. Extending WCTS with the facility of converting and storing information about spatial data accuracy is proposed. Comparison and replacement of WCTS with OGC specification Web Processing Service (WPS) is discussed.