Magassági referencia felületek korszerűsítése műholdas geodéziai módszerekkel / Modernisation of height reference systems involving space geodetic technologies

Elsődleges fülek

Erre a témakiírásra nem lehet jelentkezni.
Nyilvántartási szám: 
21/07
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
foldvary.lorant@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
A műholdas technológiák megjelenése előtt a geodéziai helymeghatározáshoz használt vonatkoztatási rendszerek megvalósítását az országos léptékű, évtizedes munkával meghatározott, egymástól elkülönülő vízszintes- és magassági kerethálózatok statikus, egyetlen epochára vonatkozó koordinátái biztosították. 
Ha a két hálózat bármelyikére támaszkodva akár hagyományos, akár GNSS technológiával helymeghatározást végzünk, akkor azzal a feltételezéssel élünk, hogy a hálózatok pontjainak térbeliségét leíró adatok az időtől függetlenek, értékük a meghatározásuk óta változatlan. Ez a feltételezés azonban nyilvánvalóan nem igaz; lemeztektonikai-, geomorfológiai folyamatok, valamint a földi nehézségi erőtér időbeli változásai miatt a kerethálózati pontok koordinátái időben változó mennyiségek.
A mai mérnöki gyakorlatban a hazai hagyományos vízszintes kerethálózat jelentősége visszaszorult, szerepe többnyire a globális műholdas helymeghatározási rendszerekkel (GNSS) való kapcsolat megteremtésére korlátozódik. Ezzel szemben a magassági alaphálózat pontjai napjainkban is alapot szolgáltatnak a tengerszint feletti magasság nagy megbízhatóságú meghatározásához.
A magassági alaphálózat keretpontjait terhelő időbeli degradáció kiküszöbölésének hagyományos módja a teljes hálózat mintegy évtizedenkénti újramérése. Ez azonban rendkívüli idő- és erőforrás-igényes feladat. Ennek kiváltására korszerű megoldást jelenthet a nagy kiterjedésű országoknál alkalmazott módszer, mely során a magassági vonatkoztatási rendszer megvalósítása (a klasszikus magassági kerethálózat helyett) egy alkalmas geoid modell és a GNSS technológia segítségével történik.
A tervezett kutatás során egy olyan új matematikai, méréstechnikai és gyakorlati megközelítés meghatározása a cél, mely a fenti két módszer optimális ötvözésével garantálni tudja az időfüggő változást figyelembe vevő, nagy tér- és időbeli felbontással, homogén módon mindenki számára hozzáférhető, fenntarthatótó geodéziai kerethálózatot.
A kutatás során a jelölt megvizsgálja a napjainkban megjelenő korszerű műholdas és földi technológiák alkalmazási és integrálási lehetőségeit, ideértve a szélső pontosságú GNSS állomások mérési eredményeiből levezetett sebesség adatokat, az InSAR technológiával meghatározott felszínmozgásokat, valamint a magassági alapfelületet szolgáltató nehézségi erőtér időbeli változásainak vizsgálatát. Célszerű elemeznie a meglévő hálózatok szerepét, továbbá a különböző technológiák egy pontjelbe történő összevonásának lehetőségét, szükségességét, továbbá a különböző vonatkoztatási rendszerek matematikai és fizikai kapcsolatainak megteremtését.
 
***
 
Before the emergence of the satellite-borne geodetic positioning, distinguished reference networks were used for the realisation of the vertical and horizontal reference systems. These largescale reference networks were developed with decades long efforts, but nowadays they provide only a static spatial reference, referring to a given epoch.
Using either traditional surveying or Global Navigation Satellite Systems (GNSS) techniques for positioning, when we rely on vertical or horizontal reference networks, we implicitly assume that they have not been changed from their original state. This assumption is, however, not valid. Due to the plate tectonics, geomorphological processes and temporal variations of the Earth’s gravity field, the coordinates of the reference networks are constantly in change.
In recent times, the importance of the horizontal reference network in the engineering practice has been decreased. Its role is mostly limited to connecting the national and global geodetic datums. However, the vertical reference network still relevant, it provides a regionally a highly reliable basis for the determination of the height above the sea level.
There are several methods to prevent or eliminate the time-dependent degradation of the vertical reference network. It is rather power- and time consuming, since approximately in every 10 years, the re-measurement of the whole vertical reference network is unavoidable. In contrast, a more accessible, although less reliable solution is provided by the most recent interpretation and realization of a height datum (applied particularly for large, continental scale counties). In this interpretation of geodetic datum, ellipsoidal datum (related to GNSS) is integrated with a geoid model.
The objective of the proposed research is to define a proper methodology on rigorous mathematical basis with a pragmatic approach that can optimally combine the above mentioned two methods to provide a sustainable kinematic/dynamic geodetic reference network with high spatial and temporal resolution and homogeneous access.
In the proposed research, the applicant would examine applicability and integrability of the recent satellite-borne and terrestrial technologies with emphasis on precise GNSS station velocities, InSAR geodetic deformation analysis, and temporal variations of the Earth’s gravity field. It is worth to explore the future role of the existing national height reference networks, the necessity and feasibility of developing integrated geodetic reference stations, also to establish mathematical and physical connections between the different reference systems.
A téma meghatározó irodalma: 
1. Farolfi, G. et al.: Integration of GNSS and Satellite InSAR Data: Derivation of Fine-Scale Vertical Surface Motion Maps of Po Plain, Northern Apennines, and Southern Alps, Italy. In: IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing 57:1, pp. 319-328 (2019)
2. Kenyeres, A. et al.: Regional integration of long-term national dense GNSS network solutions, GPS SOLUTIONS 23:4, Paper: 122 (2019)
3. Poutanen, M. et al.: Present and future of European reference frames (more than) 30 years of EUREF. In: EGU (European Geosciences Union) General Assembly 2019, Vienna, Ausztria : European Geosciences Union (EGU), Paper: EGU2019-10612 (2019)
4. Csapó, G., Koppán, A.: The results and works of the latest adjustment of Hungarian Gravimetric Network (MGH-2010), ACTA GEODAETICA ET GEOPHYSICA 48:1, pp. 9-16. (2013)
5. Ádám, J: Geodéziai alapponthálózataink és vonatkoztatási rendszereik, GEODÉZIA ÉS KARTOGRÁFIA 61 : jubileumi különszám pp. 6-20. (2009)
6. Mihály, Sz. et al.: Az EOMA modernizációja, GEODÉZIA ÉS KARTOGRÁFIA 55 : 7 pp. 3-10. (2008)
 
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
1. Journal of Geodesy *
2. Acta Geodaetica et Geophysica *
3. Journal of Geodetic Science *
4. Geometikai Közlemények
5. Geodézia és Kartográfia *
 
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
1. Földváry, L.: Sine series expansion of associated Legendre functions, Acta Geodaetica et Geophysica, 50(2): 243-259, DOI 10.1007/s40328-014-0092-2, 2015
2. Földváry, L.: Desmoothing of averaged periodical signals for geodetic applications, Geophysical Journal International, 201 (3): 1235-1250, 2015
3. Kiss, A., Földváry, L.: Uncertainty of GRACE-borne long periodic and secular ice mass variations in Antarctica, Acta Geodaetica et Geophysica, 52:(4), pp. 497–510, (2017), 2017
4. Kiss, A., Földváry, L.: Multi-annual mass variations from GRACE monthly solution – preliminary results; Acta Geodyn. Geomater., Vol. 15, No. 2 (190), 165-172, 2018
5. Polgár, Z., Sujbert, L., Földváry, L., Asbóth, P., Ádám, J.: Filter design for GOCE gravity gradients, Geocarto International, 28(1): 28-36, 2013
 
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
1. Égető, Cs., Földváry, L., Huszák, T.: The effect of tunnelling on repeated precise levelling measurements for vertical deformation control of the Metro4 project, Journal of Geodetic Science, 3(2): 95-102, 2013
2. Földváry, L.: Sine series expansion of associated Legendre functions, Acta Geodaetica et Geophysica, 50(2): 243-259, DOI 10.1007/s40328-014-0092-2, 2015
3. Földváry L.: GRACE hónapos nehézségi erőtér változások elemzése és előrejelzése ARIMA modellezéssel, GEOMATIKAI KÖZLEMÉNYEK, XXII, 7-27, 2019
4. Földváry L., Nyilas A.: A GRACE-FO első másfél éve, Geodézia és Kartográfia, 72:2020/4, pp. 4-9, 2020, DOI: 10.30921/GK.72.2020.4.1
5. Kiss, A., Földváry, L.: Uncertainty of GRACE-borne long periodic and secular ice mass variations in Antarctica, Acta Geodaetica et Geophysica, 52:(4), pp. 497–510, (2017), 2017
 

A témavezető eddigi doktoranduszai

Státusz: 
elfogadott