A műholdas helymeghatározás geodéziai alkalmazásának technológiai és minőségi kérdései

PhD értekezés tézisei A műholdas helymeghatározás geodéziai alkalmazásának technológiai és minőségi kérdései Írta: Busics György Székesfehérvár 2007

I. A témaválasztás indoka, az értekezés célja 2007-ben emlékeztünk meg az első mesterséges hold fellövésének 50. évfordulójáról, amihez az űrkorszak kezdetét kötjük. A mesterséges holdak geodéziai alkalmazása az 1960-as évek elejére nyúlik vissza, ami optikai-fotografikus észleléssel indult, majd egyre újabb kozmikus geodéziai mérési eljárások alakultak ki. Az 1980-as években az addig felhalmozott tapasztalatok, a katonai igények és a technikai fejlődés a globális helymeghatározó rendszer kialakulásához vezetett. Lényeges áttörés az 1990-es évek elején következett be, amikor nagy tömegben jelentek meg elérhető árú, a terepen is használható műholdas vevőberendezések, amelyek pontossága összevethető a hagyományos mérőeszközökével, ugyanakkor hatótávolságuk lényegesen nagyobb és automatizáltsági szintjük is jóval magasabb. Az amerikai műholdas helymeghatározó alaprendszer 1993-ban vált teljesen kiépítetté és 1995-ben nyilvánították hivatalosan is azzá. Azóta lényegében ugyanezt a műholdas navigációs rendszert használjuk, mégis lényeges fejlődésről beszélhetünk. Már a műholdas helymeghatározás összefoglaló rövidítése is megváltozott: GPS helyett ma GNSS-ről beszélünk. Ezzel a névváltozással nemcsak azt kívánjuk kifejezni, hogy a kezdetben egyetlen GPS alaprendszer helyett más is létezik (és a jövőben még inkább létezhet), hanem azokat a szolgáltatásokat, kiegészítő rendszereket is, amelyeket másként GNSS infrastruktúrának nevezünk. Voltaképpen ez utóbbi kiegészítő rendszerek fejlődése tette lehetővé a pontosság, a gazdaságosság, az integritás, a biztonság nagymértékű növelését. A felhasználói oldalon rendelkezésre álló műszerek, szoftverek ugyancsak a GNSS rendszer elemeiként kezelhetők, ezek fejlesztése új technológiákat eredményez. Talán érdemes dátumokkal is megjelölni a hazai műholdas helymeghatározás fontosabb mérföldköveit. Magyarországon az 1990-es évek elejétől van lehetőségünk geodéziai célú GPS-mérésre; 1991-ben készült el a 24 pontból álló kerethálózat; 1998-ben fejeződött be az 1153 pontból álló Országos GPS Hálózat (OGPSH) mérése; Pencen 1996 óta működik permanens állomás; 2007-re jórészt kiépült az aktív hálózat; 2007. márciusától a GNSS Szolgáltató Központ az országban bárhol végzett valós idejű mérésekhez hálózatos RTK korrekciókat, az utófeldolgozáshoz pedig virtuális RINEX adatokat képes szolgáltatni. E folyamatnak magam is részese voltam, vagyok. Fontosnak tartom, hogy az új ismeretek, új technológiák minél előbb bekerüljenek a gyakorlatba és az oktatásba, ezt lehetőségeim szerint igyekszem segíteni. A gyakorlat az elmúlt másfél évtizedben számos kérdést vetett fel az új technika alkalmazásával kapcsolatban. Dolgozatomban ezekre a gyakorlat részéről felmerült kérdésekre is szeretnék válaszolni. Konkrét célkitűzéseim a következők: Rendszerezni a geodéziai célra kialakult helymeghatározási technológiákat. Vizsgálni a gazdasági szempontból optimális technológia kiválasztását. Elemezni a helymeghatározás minőségét befolyásoló néhány jellemzőt. 1

A minőséget befolyásoló tényezők között kiemelten foglalkozni a helyi rendszerbe történő transzformációval. Előzőek következményeként vizsgálni és részletesen bemutatni a hazai hagyományos vízszintes hálózat és az OGPSH kapcsolatát, vagyis a HD72 és az ETRS89 vonatkoztatási rendszerek viszonyát. II. A dolgozat egyes fejezeteinek összefoglaló tartalma Az első fejezetben a GNSS napjainkban is alakuló fogalmából indultam ki és röviden bemutattam a műholdas helymeghatározás alaprendszereit és infrastruktúráját. A második fejezetben a hazai geodéziai gyakorlatban használható GNSS technológiákat csoportosítottam, statikus és kinematikus mérési eljárásokat elkülönítve. Kiemeltem a hálózatos RTK-t, annak három megvalósult koncepcióját (VRS, FKP, MAC), továbbá vázoltam a PPP-RTK elképzelés lényegét, amely a nálunk 2007-től használható virtuális RINEX szolgáltatás (GNWEB) alapja. A harmadik fejezetben a saját kísérleti méréseimhez nagy pontossággal létrehozott három munkaterületet mutattam be (Nadap, Sukoró, Székesfehérvár). Ezeken a munkaterületeken a gyors statikus és félkinematikus mérési módszer tesztelésének illetve továbbfejlesztésének tapasztalatait, jelenségeit mutattam be. Az elmúlt évtizedben a nagytömegű felmérési alappontsűrítésnél leggyakrabban alkalmazott gyors statikus mérési módszer gazdaságosságának fokozására két lehetőséget vizsgáltam. Az egyik lehetőség a két ütemben történő mérés, amikor először az OGPSH-ra alapozva egy kerethálózatot alakítunk ki, ezt követően pedig ún. napi hálózatokban, szinkron periódusokban rövid vektorokat mérünk saját bázisállomással. A másik lehetőség a saját bázis kiváltása permanens állomással vagy virtuális állomással. A kinematikus eljárások közül először a félkinematikus mérési módszer pontosságát vizsgáltam különböző körülmények esetén. Részletesen foglalkoztam a félkinematikus módszer alappontsűrítésben való felhasználásával, feltételeivel. Több munkaterületen végzett mérés statisztikai adatait elemeztem. Külön foglalkoztam a geodéziában alapvető ellenőrzés, illetve a fölös adatok biztosításának lehetőségeivel. Öszszegeztem a jelenleg kísérleti módon működő hálózatos RTK szolgáltatások tesztjét és első tapasztalatait. A negyedik fejezetben kiemeltem néhány olyan kérdést, amelyek döntő befolyással vannak a GNSS technológiák minőségére. Elsősorban a durva hibák elkerülésével kapcsolatosak ezek a kérdések. Így a vonatkoztatási rendszer változásának, a ciklustöbbértelműség helytelen meghatározásának és a transzformáció gyakorlati megvalósításának problémájára tértem ki. Az ötödik fejezet az alapvetően különböző kétféle vonatkoztatási rendszer, az ETRS89 és a HD72 kapcsolatáról szól. Három vizsgálati hálózatot alakítottam ki az OGPSH közös pontjaiból: az elsőrendű hálózatot reprenzentáló 141 pontosat, a GPS- 2

szel közvetlenül mért első- és harmadrendű pontokból álló 344 pontosat és egy 1146 pontból álló vizsgálati hálózatot. Az egymásnak megfeleltethető irányok és távolságok egyenkénti összehasonlításával, statisztikákkal és ábrákkal bemutattam a méretaránytényező illetve a meridiáneltérés (azimuteltérés) változását. A 3D és 2D transzformációs lehetőségeket tárgyalva, a vizsgálati hálózatokat transzformációs modellek alapján is összehasonlítottam. III. Az alkalmazott módszerek GNSS-rendszerek kiépítésére csak gazdasági nagyhatalmaknak van lehetősége. Az alaprendszerek fejlesztése és az ehhez kapcsolódó kutatás is a rendszerfenntartó elsődleges lehetősége; a világ többi országában a kiegészítő rendszerek fejlesztésére, a műszer- és szoftverfejlesztésre, az ezt megalapozó elméleti kutatásra és a technológiai innovációra helyeződik a hangsúly. Ez a helyzet Magyarországon is, ahol további kiemelt témaként kezelik a régebbi és a jelenlegi vonatkoztatási rendszerek kapcsolatának jobb megismerését, mivel ez a kérdés teljesen ránk tartozik. Elsőként említem a szakirodalom figyelését, a nemzetközi trendek tanulmányozását. A GPS-GNSS téma szakirodalma az 1980-as évek végétől rendkívüli mértékben bővült. A témafigyelés mellett a magyar nyelvű szakirodalom megteremtését, bővítését mivel ennek is kiemelt fontossága van hazai szempontból sok kollégámmal együtt, fontos feladatomnak tartottam. A GNSS-téma megjelent munkahelyem, a NyME Geoinformatikai Kar képzésében és továbbképzésében, önálló tantárggyá vált, és ösztönzi a szaktárgyak tananyagának további korszerűsítését. A GNSS ma világszerte a geodéziai-geomatikai kutatások egyik fő tárgyát képezi. A rendszer tényleges teljesítménye, használhatósága csak a valóságos körülmények között végzett, tényleges mérések révén ismerhető meg, különösen akkor, ha a rendszer paraméterei is változnak. A tesztméréseknek és kísérleti méréseknek ezért jelentős szerep jut. A partner-intézmények jóvoltából 1990-től kölcsön-műszerekkel, 1993-tól pedig a főiskolai kar műszereivel nyílt lehetőségem gyakorlati, kísérleti mérések végrehajtására és tapasztalatok szerzésére különböző terepi és időjárási körülmények között. E célból kezdeményeztem a nadapi, a sukorói és a székesfehérvári teszt-terület létrehozását. Munkaterületnek tekintettem azokat a településeket, ahol a vállalkozó cégek jóvoltából volt alkalmam a mérésekben, vagy a munkarészek vizsgálatában részt venni köszönet érte. Az OGPSH 2002. évi kiegyenlítésének koordinátáit és az elsőrendű vízszintes alaphálózat adatait a FÖMI-től, azon belül a KGO-tól kaptam meg. A FÖMI központi adattárában többször tanulmányozhattam az EOVA eredeti mérési és számítási munkarészeit. Köszönet az adatokért és információkért. 3

A GPS-vektorok számítását és a térbeli hálózatok kiegyenlítését elsődlegesen kereskedelmi szoftverekkel végeztem, kiemelten a Leica SKI Pro és LGO programok különböző verzióival. A transzformációkhoz és a vízszintes hálózatkiegyenlítéshez a karon készített GeoCalc programot használtam. A szerzők szíves hozzájárulásával, Bányai László és Gyenes Róbert egy-egy speciális transzformációs programját is módomban volt kipróbálni saját adataimmal. Az irányok és távolságok egyenkénti vizsgálatához és az átszámításokhoz magam készítettem programot. A statisztikai számításokat az MS Excel szoftverrel végeztem, a megjelenítéshez, ábrakészítéshez az MS Excel, MS PowerPoint, Autocad és DigiTerra szoftvereket használtam. IV. A tudományos eredmények összefoglalása tézisek 1). Vizsgáltam a gyors statikus módszerrel kialakítható azon technológiákat, amelyekkel a hatékonyság akár kétfrekvenciás vevőkkel, akár egyfrekvenciás vevőkkel (régebbi típusú vevőkkel) növelhető. A két ütemben (kerethálózat és napi hálózatok kialakításával) történő nagytömegű pontsűrítés 30-50% időmegtakarítást eredményez a csak OGPSH referenciapontokra építő megoldáshoz viszonyítva. Közeli permanens állomás vagy virtuális RINEX referenciaadatok használata (saját bázis helyett) további 25% időmegtakarítást eredményez. Megállapítottam, hogy a virtuális RINEX adatokkal kiértékelt egyfrekvenciás vagy kétfrekvenciás eredmények pontossága közel azonos, de utóbbi esetben a mérési időtartam rövidebb lehet. A 10 km-en belül bármilyen irányban választott virtuális referenciaállomás adatai homogének, azonos pontosságot eredményeznek. 2). Vizsgáltam a félkinematikus módszer alkalmazhatóságát a vízszintes alappontsűrítésben és megadtam azokat a feltételeket, amelyek betartásával lényeges hatékonyság-növelés érhető el ezzel a technológiával, akár utófeldolgozásos, akár hagyományos RTK, akár hálózatos RTK változatban. 12% és 30% közötti időmegtakarítás érhető el az alappontsűrítésben, ha a vevőket statikus beállítási paraméterek helyett kinematikus módban használjuk. Kimutattam, hogy a real-time méréseket utólagosan kiértékelve néhány milliméteres eltolódással kapjuk meg a koordinátákat, ha az inicializálás körülményei nem azonosak. Hálózatos RTK esetén a VRS-megoldás pontosságjavító hatása egyértelműbb, költségigénye pedig kedvezőbb, mint az FKP-megoldásé. 3). Meghatároztam az ETRS89 és a HD72 vonatkoztatási rendszerek közötti méretaránytényező értékének alakulását az ország egész területén, majd ennek okát kutatva lehetséges magyarázatot adtam az átlagosan -4,5 mm/km-es érték nagyságára és 4

földrajzi eloszlására vonatkozóan. Megállapítottam, hogy az ETRS89 és a HD72 közötti méretaránytényező nem egységes az ország területén, hanem Dél-nyugatról Észak-keleti irányban haladva 0 mm/km és 10 mm/km között változik. Azonosítottam az elsőrendű vizsgálati hálózatban és a teljes hálózatban a legnagyobb eltérést mutató oldalakat és háromszögeket, ezeket térképen és táblázatban megjelenítettem. Kimutattam, hogy az elsőrendű hálózatban távmérővel mért és a kiegyenlítésben bázisfeltételként szereplő 21 távolság mindegyike hosszabb, mint a GPS-hálózatból levezethető érték. A 11 cm-es átlagos távolságeltérés 24,4 km-es középértékű oldalhosszra vonatkozik. Vízszintes kiegyenlítéssel és transzformációval modelleztem a méretaránytényező említett hatását, ami egy 10-15 cm nagyságrendű, csavarodást mutató eltérés-ábrát eredményez. 4). Az elsőrendű vizsgálati hálózat összes irányából levezetve meghatároztam az ETRS89 és a HD72 vonatkoztatási rendszerek közötti meridiáneltérést, majd ennek kiszámítására egy kétváltozós hatványsor paramétereit javasoltam bevezetni. Értelmeztem a meridiáneltérés fogalmát (ami a WGS84 ellipszoidi azimut és az EOV rendszerbeli irányszög különbsége, a második irányredukció figyelembevételével), majd meghatároztam annak értékét az elsőrendű vizsgálati hálózat egymásnak megfeleltethető irányaiból. A meridiáneltérés EOV-koordináták alapján történő számításához meghatároztam egy kétváltozós másodfokú hatványsor együtthatóit, külön a Dunától keletre illetve nyugatra eső országrészre. Ezzel a módszerrel elérhető, hogy a meridiáneltérés meghatározási hibája a Dunától nyugatra eső területen 1, a Dunától keletre eső területen 2 alatt legyen. Példákon bemutattam a meridiáneltérés gyakorlati alkalmazását külpontos GPSadatok központosításakor. Képeztem és megjelenítettem a vizsgálati hálózatokban a WGS84 és a GRS67 rendszerbeli azimutok különbségét (meridiánkülönbség), amely alkalmas a durva hibával terhelt közös pontok kimutatására. 5). Vizsgáltam néhány új, 2D transzformációs lehetőséget az ETRS89 és a HD72 között és kimutattam azok egyenértékűségét az eddig használt megoldásokkal. Megállapítottam, hogy az ellipszoid-felszíni 3D transzformáció és a mindkét rendszerben azonos paraméterekkel három (sztereografikus-, henger- vagy kúpvetületi) ellipszoidi vetületre vonatkozó sík-transzformáció egyenértékű. Ugyanerre az eredményre vezet, ha az EOV koordinátákkal jellemzett ponthalmazt síkbeli hasonlósági transzformációval a WGS84 rendszerből származtatott alábbi két rendszer valamelyikébe visszük át: 1) a WGS84 rendszer ellipszoidjához az EOV paramétereivel bíró vetületet rendelünk; 2) a WGS84 rendszer középpontjába az IUGG67 ellipszoidot helyezzük, majd ehhez rendeljük az EOV-paraméterű vetületet. Újabb lehetőségként egy-egy pontról a szomszédos pontokra az ETRS89 koordi- 5

náták alapján ellipszoidi azimutértékeket javasoltam számítani, amelyeket irányértéknek tekintve (a második irányredukcióval megjavítva), egy irányméréses vízszintes szabad hálózathoz jutunk. Ennek kiegyenlítése és adott EOV koordinátákkal való 2D transzformációja után a 3D ellipszoid-felszíni megoldással egyező eredményre jutunk. A középtájékozási szög ilyenkor a meridiáneltérés pontbeli értékével azonos. V. Az eredmények hasznosítása 1). A gyors statikus módszer gazdaságos, időkímélő alkalmazása bevált, a gyakorlatban kipróbált eljárás. A régi típusú egyfrekvenciás vevőknél, különösen az egygombos dobozvevőknél (kompakt vevőknél), ahol nincs mérés közbeni beavatkozási lehetőség, ez a technológia továbbra is fontos lesz mindaddig, amíg ilyen vevőket használunk. A lehetőségek kihasználására további ösztönzést jelent a virtuális RINEX szolgáltatás elterjedése. 2). A félkinematikus mérési módszer természetes eljárás az RTK esetében, de ez nem volt jellemző a régebbi típusú vevőknél. Ugyancsak nem volt jellemző a félkinematikus módszer alkalmazása az alappontsűrítésben. Vizsgálataim, javaslataim arra irányultak, hogy a régebbi típusú vevőknél is bátran éljünk a kinematikus paraméterbeállítás lehetőségével, továbbá az alappontsűrítésben is használhatjuk ezt a módszert, nemcsak a részletmérésben. A hagyományos RTK-nál és a hálózatos RTK-nál ez természetes eljárás, de régebbi típusú vevőknél is alkalmazható. A hatékonyságnövekedés egyértelmű. 3). A méretaránytényező vizsgálatának tudományos jelentősége is van a GNSS vonatkoztatási rendszere és a magyar vízszintes vonatkoztatási rendszer kapcsolatának jobb megismerése céljából. Amennyiben felmerül az elsőrendű hálózat újrakiegyenlítésének gondolata, ezt feltétlenül két módon javasolnám elvégezni: egyszer az eredeti távolságok bevitelével, másszor javított (távmérővel és/vagy GNSS-technikával újramért) távolságokkal. Felmerül a méter-etalonra való visszavezethetőség kérdése, a méter-mérték ellenőrzése mind a távmérők, mind a GPS-vevők esetében. 4). A meridiáneltérés ismerete minden olyan esetben szükséges és a gyakorlatban jól használható, amikor EOV-rendszerben mért adatokat az ETRS89 rendszerbe kívánunk átvinni. Ilyen tipikus példa a külpontos mérések központosítása. Példaként bemutattam, hogy a lépcsős GPSMP-pontjelek deciméteres külpontossága esetében is szükség van a meridiáneltérés figyelembevételére. Az azimut-különbség (meridián-különbség) kiugró értékű helyeinek részletes ismerete segít az esetleges durva hibával terhelt pontok kiszűrésében. 6

5). Annak ismerete, hogy azonos paraméterű ellipszoidi vetületekkel végzett 2D transzformáció azonos eredményre vezet, illetve definiálható EOV-szerű képzelt vetület, önmagában is érdekes tény. Ezen elv hasznosításra került olyan navigációs vevőknél, amelyekbe nincs beépítve az EOV-vetület. Az elv kipróbálásra vár a VITEL-hez hasonló rácspontos interpolációnál, amennyiben EOV-t a WGS84 ellipszoidhoz rendelt kúpvetülettel helyettesítjük. 6). Az ETRS89 és a HD72 között országosan jellemző, átlagos eltéréseket meghaladó pontok vagy területrészek azonosítása többféle módon lehetséges, ez alapvetően megtörtént. Alkalmas módszer mind a méretaránytényező oldalankénti kimutatása, mind az azimutkülönbség irányonkénti kimutatása, mind pedig a transzformációra épülő számos eljárás. A kiugró értékek okának felderítése azonban véleményem szerint további irodai elemzéssel nehezen képzelhető el. Úgy gondolom, mindenképp szükséges lenne a kritikus pontok, területrészek terepi ellenőrzése is, mert megalapozott véleményt csak a helyi körülmények, adatok pontosabb ismeretében alkothatunk. A terepi ellenőrzés történhetne költségvetésből finanszírozott állami alapmunka formájában, amit a földmérési törvény jogilag indokol. A nagy pontossági igényű feladatok (például autópálya-építés) esetében azonban az érdekelt feleknek közösen kell olyan megoldást találni, ami az adott célkitűzésnek leginkább megfelel. Egy ilyen megoldás megtalálása egyrészt szakmai kérdés (az optimális helyi illesztést biztosító WGS-EOV kapcsolat keresése), másrészt olyan kérdés, ami a szakmai és jogi szabályozásra, valamint a szakmai érdekvédelemre tartozik. Dolgozatomban az említett hasznosítási lehetőségeken kívül további gondolatokat is felvetettem, amelyek összességében a GNSS alkalmazások minőségének javítását szolgálják. A WGS84 és az EOV rendszer közötti átjárás, átszámítás mindaddig napirenden lesz, amíg a régi térképeinket (akár papír-alapon, akár digitális formában) használjuk, vagyis még hosszú ideig. Ezért a transzformáció kérdése továbbra is aktuális, és nem merítettünk ki minden lehetőséget a hatékonyabb, kényelmesebb, pontosabb megoldás kialakítása érdekében. Nem elhanyagolható az a szerep sem, amit az új ismeretek, eljárások oktatásba való bevezetése jelent. A felsőfokú és középfokú szakmai oktatásban, de a GNSS ismeretkör népszerűsítésében is (ezzel szűkebb szakterületünk elismertségének növelésében) a dolgozatomban leírt ismeretek természetesen megfelelő válogatás és közlés mellett reményeim szerint ugyancsak felhasználhatók. 7

VI. A dolgozat témakörében megjelent publikációk Könyvrész 1. Ádám J, Bányai L, Borza T, Busics Gy, Kenyeres A, Krauter A, Takács B (2004): Műholdas helymeghatározás. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 2004. 458 old. Nyomtatott vagy elektronikus formában közzétett jegyzet 2. Németh Gy, Busics Gy (1993): Alappontmeghatározás. Főiskolai jegyzet. EFE FFFK, Székesfehérvár, 1993. 170 o. 3. Busics Gy (1997): Minőségbiztosítás. Open Learning for Land Offices (OLLO) TEMPUS Projekt távoktatási jegyzet. SE FFFK, Székesfehérvár, 218 o. 4. Busics Gy, Kiss A, Forgács Z (1998): Minőségbiztosítás a kataszteri térképkészítésben. Nemzeti Kataszteri Program távoktatási jegyzet, SE FFFK, Székesfehérvár, 1998. 240 o. 5. Busics Gy (1999): Földméréstan III. Földmérő és térképész technikus szakképesítés tankönyve, F-803. Agrárszakoktatási Intézet, Budapest, 1999. 161 o. 6. Busics Gy, Engler P, Gyenes R (2000): Digitális adatgyűjtés. Távoktató tananyag. NyME FFFK, Székesfehérvár, 2000. (1-2-3. fejezet). 7. Husti Gy, Ádám J, Bányai L, Borza T, Busics Gy, Krauter A (2000): Globális helymeghatározó rendszer (bevezetés). Nyugat-Magyarországi Egyetem, Sopron, 2000. 145 old. 8. Busics Gy, Engler P, Szepes A (2001): Adatgyűjtés módszerei. Térségfejlesztői szakképzés tananyaga. NYME FFFK, Székesfehérvár, 2001. 9. Busics Gy (2005): Alappontmeghatározás. Elektronikus főiskolai jegyzet. NYME GEO, Székesfehérvár, 2005. 200 o. (www.geo.info.hu) Idegen nyelvű folyóiratcikk 10. Busics Gy (1999): The Past and the Future of Levelling Networks in Hungary. Reports in Geodesy and Geographical Information Systems 1999/3, ISSN 0280-5731. pp. 407-414. 11. Busics Gy (2007): Comparison of the Hungarian First Order Triangulation Network with the National GPS Network Using Scale and Azimuth Differences. Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica (megjelenés: 2008/3) 12. Busics Gy (2007): Different Transformation Methods for Comparison Classical and GPS Networks. Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica (beküldve) 8

Nemzetközi konferencia kiadványában megjelent idegen nyelvű előadás 13. Kádár I, Busics Gy, Papp E (1996): GPS data integration by simulated vector arithmetics in J. Proceedings of the First Conference on J Programming Language, June 24-25, 1996, Toronto, Canada. p. 18. 14. Busics Gy, Mahmoud S. (1996): Possibilities of using GPS to study crustal movements in Aswan area, Egypt. In: Proceedings of IAG Regional Symposium on Deformations and Crustal Movement Investigations Using Geodetic Techniques. Aug. 31-Sept. 5, 1996, Székesfehérvár. pp. 217-224. 15. Busics Gy, Zalaba P (1998): Comparison between traditional and GPS measurements in local deformation monitoring areas. Proceedings of the IAG Ninth International Symposium on Recent Crustal Movements, Nov. 14-19, Cairo, Egypt. Vol. II. pp. 510-519. (published Jan. 2000). 16. Ágfalvi M, Busics Gy, Kádár I, Papp E (1998): Informatics of points and point sets. In: XXI. Congress of the International Federation of Surveyors, Commission 5, Positioning and Measurement, Brighton, 19-25, July 1998. ISBN 0-85406-901-1. pp: 513-527. 17. Busics Gy (1999): Possibilities of Transformations Between Local and GPS Reference Systems. 5th International Seminar on "GPS in Central Europe", 5-7 May, 1999, Penc, Hungary. 18. Busics Gy (2001): The present and future role of GNSS in the state border registry: hungarian experiences. United Nations Workshop on the Use and Applications of Global Navigation Satellite Systems. 26-30. November 2001, Vienna, Austria. 19. Busics Gy (2002): State Border Line Measurement with GPS Measuring and Processing Experiences. XXII FIG International Congress, April 19-26, 2002, Washington DC, USA. CD. p. 12. 20. Busics Gy, Guszlev A (2004): GNSS and education: strengthening GNSS receptiveness by education. Second Galileo Conference for an Enlarged Europe, Budapest, 27-28 May 2004. 21. Busics Gy (2006): From Static Measurements to Network RTK. 3rd Intergeo East Conference. February 22-24, 2006, Belgrade, Serbia and Montenegro. 22. Busics Gy, Farkas R (2006): GNSS Technology Development in Geodetic Position Fixing in Hungary. Proceeding of XIII. FIG Congress, Munich, Oct. 2006. CD and poster. p.12. Magyar nyelvű folyóiratcikk 23. Csepregi Sz, Busics Gy (1991): Vízszintes hálózat kiegyenlítése személyi számítógéppel. Geodézia és Kartográfia, 1991/2. 55-62. 24. Busics Gy, Csepregi Sz (1992): Hálózati szemlélet a vízszintes alappontsűrítésben. 9

Geodézia és Kartográfia, 1992/3. 157-166. 25. Busics Gy (1993): A GPS technika mérési módszerei a geodéziai gyakorlatban. Geodézia és Kartográfia, 1993/2. 102-114. 26. Busics Gy (1994): Kétdimenziós transzformációk GPS mérések átszámítására. Geodézia és Kartográfia, 1994/3. 154-161. 27. Busics Gy (1995): A magaspontok és a GPS. Geodézia és Kart., 1995/4. 201-209. 28. Busics Gy (1996): Közelítő transzformációk a GPS és az EOV koordinátarendszerei között. Geodézia és Kartográfia, 1996/6. 20-26. 29. Borza T, Busics I, Csizmarik I, Szabady Zs, Busics Gy, Perjési A (1997): A hazai polgári légiirányítás WGS-84 vonatkozási rendszerre való áttérésének geodéziai feladatai. Geodézia és Kartográfia, 1997/9. 25-30. 30. Busics Gy (1997): A GPS geodéziai alkalmazásáról. Geodézia és Kartográfia, 1997/11. 34-39. 31. Kádár I, Busics Gy (1998): Új utak keresése a helymeghatározásban. Geomatikai Közlemények I. kötet, MTA GGKI, Sopron, 1999. 32. Csepregi Sz, Busics Gy (1998): A felmérési hálózatokról. Geodézia és Kartográfia, 1998/5. 13-19. 33. Busics Gy (1999): Közelítő transzformációk a WGS 84 rendszerből a hazai EOV és Gauss-Krüger vetületekbe való áttéréshez. Geomatika, 1999/7. 12-14. 34. Busics Gy (2000): GPS felmérési hálózatok tervezési és minősítési szempontjai. Geodézia és Kartográfia, 2000/3. 23-29. 35. Busics Gy (2000): Távmérőkalibráló alapvonal felhasználása GPS pontossági vizsgálatokra. Geomatikai Közlemények III. kötet, GGKI, Sopron, 2000. 65-70. 36. Busics Gy (2003): GPS alkalmazásokon alapuló tapasztalatok a GEO gyakorlatából. Geomatikai Közlemények V. kötet, MTA GGKI, Sopron, 295-302. 37. Busics Gy (2004): Alappontmeghatározás RTK-val. Geomatikai Közlemények VIII. kötet, MTA GGKI, Sopron, 2005. 107-114. 38. Busics Gy (2005): Az ETRS89 és a HD72 rendszerek közötti térbeli hasonlósági transzformáció néhány gyakorlati kérdése. Geod. és Kartográfia, 2005/1. 14-19. 39. Busics Gy, Borza T (2005): A GPS technológián alapuló geodéziai pontmeghatározások végrehajtásának és dokumentálásának szabályozásáról. Geodézia és Kartográfia, 2005/6. 3-9. 40. Busics Gy, Horváth T (2006): Az aktív hálózatok adottságainak kihasználása a műholdas helymeghatározásban. Geodézia és Kartográfia, 2006/4. 41. Busics Gy (2007): Technológia-váltás a GNSS korszakban. Geomatikai Közlemények X. kötet, MTA GGKI, Sopron, 2006. 43-51. 10

Recenzió 42. Hofmann-Wellenhof, B. - Lichtenegger, H. - Collins, J.: Global Positioning System. Theory and Practice. Geodézia és Kartográfia, 1992/6. 471-472. o. 43. Dr. Krauter András: Geodézia. Geodézia és Kartográfia, 1996/8. 47-48. o. Magyar nyelvű, kiadványban megjelent konferencia-előadás 44. Busics Gy (1996): Hossz-szelvények felvétele kinematikus GPS méréssel. A hazai kozmikus geodézia az ezredforduló küszöbén. 11. Kozmikus Geodéziai Szeminárium, MH Térképészeti Hivatal kiadványa, 1996. 45. Borza T, Busics Gy (1999): A háromdimenziós geodézia és perspektívái. Ezredvégi helymeghatározás. In: A 12. Kozmikus geodéziai Szeminárium előadásainak gyűjteménye, Székesfehérvár, 1999. 39-49. old. 46. Busics Gy (2002): Kutatás a GEO-ban. In: A GEO 30 éve emlékévkönyv. NyME GEO, Székesfehérvár, 2002. ISBN 9639364185. 47. Borza T, Busics Gy (2005): A GNSS infrastruktúrára támaszkodó műholdas helymeghatározás. GIS Open konferencia CD kiadványa, Székesfehérvár, 2005. március 48. Busics Gy, Vincze L, Martinovich L, Mihály Sz (2007): A magyar szőlőültetvények térinformatikai nyilvántartási rendszere és minőségellenőrzése. In: Földméréstől a geoinformatikáig. 45 éves a GEO. NyME GEO, Székesfehérvár, 2007. 97-109. ISBN 978-693-06-2036-9. Szemlecikk 49. Egy geodéziai pontosságú mikrohullámú helymeghatározó rendszer. Geodézia és Kartográfia, 1993/1. sz. 50. GPS permanens állomás a fehérvári GEO-ban. Vivat Academia, Sopron, 2004/4. 51. A műholdas helymeghatározás alapjai. Népszerűen a műholdas helymeghatározásról és navigációról cikk-sorozat 1-2. rész. 2006. március. (www.geo.info.hu) Kutatási jelentés 52. Magassági mozgásvizsgálat Berhida környékén. OTKA kutatási jelentés. EFE FFFK, Székesfehérvár, 1989. 53. Régi szintezések és GPS mérések felhasználása a berhidai mozgásvizsgálatnál. OTKA kutatási jelentés. EFE FFFK, Székesfehérvár, 1990. 37 o. 54. GPS mérés magassági alappontokon. OTKA részjelentés. Székesfehérvár, 1994. 11

55. Zárójelentés az 1:10000 méretarányú, EOTR szelvényezésű topográfiai térképek domborzatának vizsgálatáról (társszerző: Dr. Engler Péter). NyME FFFK, Székesfehérvár, 2000. június. 56. Kutatási jelentés a Balaton-felvidéki Nemzeti Park területén lévő földalatti geológiai képződmények (barlangok, víznyelők) helyének meghatározásáról. A Geodézia Tanszék közös munkája. NyME FFFK, Székesfehérvár, 2001. júl. 30. (témavezető) 57. A vertikális felszínmozgások vizsgálata a 2001-ben létesített vizsgálati vonalakon. Kutatási jelentés a FÖMI részére. NyME GEO, 2002. (társszerző) 58. A digitális domborzatmodellek vizsgálata és javítása. Kutatási zárójelentés a FÖMI részére. Székesfehérvár, 2003. szeptember. (társszerző) 59. Paksi Atomerőmű mérnökgeodéziai feladatai minőségirányítási terve. 10. kötet. Létesítések geodéziai feladatai. NyME Geoinformatikai Főiskolai Kar, 2002-2003. (társszerző). 60. GPS technológiával végzett magassági értelmű ellenőrző mérések a Vásárhelyi Terv keretében tervezett vésztározók területén. Műszaki leírás, Székesfehérvár, 2003. november. (témavezető) 61. Domborzatmodellek pontossági vizsgálata a Vásárhelyi Terv keretében tervezett vésztározók területén. Műszaki leírás, Székesfehérvár, 2004. január. (témavezető) 62. A vertikális felszínmozgások vizsgálata a Söréd-Csókakő vizsgálati vonalon. Kutatási jelentés a FÖMI részére. NyME GEO, 2004. (társszerző) 63. Első tapasztalatok az első GPS-mérőállomással. Tanulmány, 19 oldal, Székesfehérvár, 2005. november. 64. A hálózati RTK. Tanulmány, 19 oldal, Székesfehérvár, 2006. január 24. 65. A VINGIS minőségének elemzése. Tanulmány a FÖMI részére. Geoinfo Kht., Székesfehérvár, 2006. szept. (társszerző és szerkesztő) Szakvélemény 66. Szakvélemény a geoid magyarországi felületdarabjának adatbázisa c. termékről. OMFB-93-95-0003 kutatási projekt. FÖMI, Budapest, 1995. 67. Minőségvizsgálati jegyzőkönyv a WGS84 koordináta-rendszerre való átállással kapcsolatban az LRI-nél végzett geodéziai munkákról. (társszerző: Dr. Csepregi Szabolcs). 1997. márc. 68. Vélemény az EOMA továbbépítéséről. 1999. 69. Vélemény az A3 Szabályzat módosításáról. 1999. 70. Vélemény az A5 Szabályzat módosításáról. 1999. 12

71. Szakértői vélemény az FVV 783 rendszámú jármű 2001. január 11-12-ei útvonaláról. Igazságügyi szakértői jelentés. 72. Műszaki leírás a magyar-jugoszláv államhatár F határszakaszán GPS-szel mért pontok transzformációjáról. FÖMI Államhatárügyi Osztály. 2001. április. 73. Felhívás és javaslat az agrárágazat döntéshozói számára a GPS-technika alkalmazásáról. Geodézia és Kartográfia, 2004/11. 22-24. (társszerző) 74. A GNSS technológia és a szakmai szabályozás. Előterjesztés az MTA GTB ülésére, Budapest, 2006. május 4. 75. Minősítő vélemény a VITEL nevű transzformációs programról. 2006.aug. 22. 76. AJÁNLÁS a GNSS technikával végzett pontmeghatározások végrehajtására, dokumentálására, ellenőrzésére. Szabályzat-pótló vitaanyag és mintapélda. Társszerző: Dr. Borza Tibor. 2006. szeptember 1. (www.gnssnet.hu) 77. Minőségmeghatározási jegyzőkönyvek GPS-es alappontsűrítésről (települések: Bakonyság, Balatonakali, Balatonszőlős, Dömös, Fertőhomok, Mórichida, Károlyháza, Keszthely, Kissomlyó, Kóny, Lébény, Levél, Salföld, Tiszagyenda, Tiszaigar, Pincehely, Veszprém...) Technological and Quality Aspects of Satellite Positioning in the Geodesy Starting from the definitions of Global Navigational Satellite System I shortly introduced the basic systems and the augmentation systems (infrastructure) of GNSS. In the second chapter I summarized the GNSS technologies used in the Hungarian surveying practice: the static and kinematic methods, especially the Network RTK and its conceptions (VRS, FKP, MAC). In the third chapter I introduced my own three test areas established nearby Nadap, Sukoró, Székesfehérvár settlements. These working territories are suitable for examination of precision and testing fast static and stop-and-go methods. The aim of my investigation was to work out an effective technology modernising the recent technologies, especially in the field of geodetic position fixing. In the fourth chapter I focused on those questions which have significant impact on the quality of GNSS technologies such as: alterations in the reference systems, transformations to local grid systems, incorrect determination of phase ambiguities. The fifth chapter is dealing with the connection between ETRS 89 and Hungarian Datum 72, which are totally different reference systems. I formed three computational test networks of identical points from the Hungarian National GPS and Triangulation point database consisting of 144, 344 and 1146 points respectively. I computed scale factors and azimuth differences from identical sides or directions and visualised the results in figures and charts. I did also carry out an investigation into different transformation models comparing the formed subnetworks with each other. 13

New scientific results 1. I examined those technologies which are fitted best the most economical results using single frequency or dual frequency receivers. If we use the two-step method namely, first establishing the reference frame and after it creating network day by day with short vectors, we can save 30-50 per cent measuring time. Using nearby permanent station or virtual RINEX station instead of our own base station we can save another 25 % time. The results erected from virtual RINEX station situated closer than 10 km from working area are homogenous. 2. I investigated how to use the stop-and-go method in densification of geodetic network and determined the conditions of time-consuming but precise applications. The technology may be post-processing kinematic, traditional RTK or network RTK. The time saving is between 12% and 30% using kinematic configuration parameters instead of static ones during geodetic position fixing. Real-time and post-processed coordinates differ from each other if the initialization does not start at the same time. The VRS method is more economical than FKP method. 3. I determined the scale factor between ETRS89 and HD72 in the territory of Hungary, and tried to clarify the reason of it. The average value of the scale parameter is -4,5 mm/km. It is around zero in south-west part of Hungary, -5mm/km along the Danube and approaches -10 mm/km in the north-east. Each 21 distances, measured by electromagnetic distance instruments in the Hungarian first order triangulation network are longer than the GPS derived ones on the average of 11 cm. These distances were constrained (fixed) in the original adjustment. I also modelled the effect of this systematic error. 4. I introduced the meridian deflection defined as the angle between the meridian of system ETRS89 and the grid north of system HD72, and also the so-called azimuth differences between these two systems. Computing the meridian deflection as the function of the local grid position, I employed bivariate polynomial expression. In order to reduce the residuals of the polynomial estimation I split Hungary into a western and eastern part. As the result of this, no residuals can be detected in both parts despite they reached 1 and 2 in the simultaneous computation respectively. The knowledge of meridian deflection is important when the station is set up eccentrically. In this case the measure of the eccentricity is given in local grid coordinates and not in topocentric system of the GPS measurements. I also visualized the azimuth differences which are suitable to show the gross errors in the networks. 5. I examined some new 2D transformation possibilities between ETRS89 and HD72 systems and demonstrated their equivalences. The use of the same type of projection, e.g. transversal Mercator, Lambert conical, Roussilhe stereographic, led to the same result after planar transformation as it is given by spatial similarity transformation with zero height above the ellipsoid. The other possibility is creating artificial horizontal network from GPS coordinates for 2D adjustment and transformation. 14