1. Etaps

2017. gadā tika veikti GNSS mērījumi 46 valsts nivelēšanas 1. klases punktu atrašanās vietās un izdarīta mērījumu matemātiskā redukcija. GNSS punkti tika izvēlēti tā, lai attālums starp punktiem nepārsniegtu 10-15 km, un, lai punkts atrastos neaizsegtas debess vietā (atklāts horizonts, nav signāla atstarojumi, pēc iespējas arī klusā vietā). GNSS datu apstrāde tika veikta, izmantojot Bernese programmatūru v. 5.2. Vektori tika veidoti automātiski, izmantojot OBS-MAX opciju, kura veido vektorus pēc kopīga maksimāla novērojumu skaita. Mērījumu sesija ilgst 4 stundas. GNSS punkti tika izlīdzināti pret EPN tīkla stacijām: BOR1, LAMA, JOEN (Polija), GLSV (Ukraina), MAR6, ONSA (Zviedrija), RIGA (Latvija), PULK (Krievija), VLNS (Lietuva) izmantojot nesējfrekvenču fāžu dubultās-starpības metodi un iegūti uz attiecīgās dienas epohu. Lai izvairītos no nehomogenitātes, visu mērījumu rezultāti tika trasnformēti uz 2015.0 epohu. Mērījumu rezultātu vidēja kvadrātiskā kļūda nepārsniedz 0.006 m. Tomēr 3 no šiem mērītajiem punktiem netika iekļauti ģeoīda aprēķinos mērījumu gala rezultāta paaugstinātas gadījuma kļūdas dēļ. Zemgales dati daļēji tika iegūti no Latvijas Ģeotelpiskās informācijas aģentūras (skat. 1. att.).

Kurzemes reģionā vertikāles novirzes mērījumi veikti 32 vietās, katrā no tām iegūstot ap 100 zvaigžņotās debess digitālos attēlus. Katrā attēlā identificētas atbalsta zvaigznes, lietojot digitālā NOMAD Kataloga zvaigžņu koordinātu datus, precesijas, nutācijas un IERS Zemes rotāciju nevienmērības un citas korekcijas, kā arī GNSS pozicionēšanas datus. Aprēķināts katra digitālā skata virziens. Rezultātā vidējā vertikālā novirzes vērtība katrā no 32 punktiem sasniedz precizitāti 0.10-0.15”. Vertikālas nolieces tika mērītas ar digitālo zenītkameru tajās vietās, kur bija sagaidāma skaidra debess. Mērījumu sesija ilgst ~20-40 min. Diemžēl, laika apstākļi nebija visai labvēlīgi un daudzas reizes negulētās naktis izrādījās bez vēlamā rezultāta. Taču, šie mērījumi ir ļoti nozīmīgi un tie tiek turpināti, lai homogēni noklātu visu Latvijas teritoriju.

Ģeoīda aprēķiniem tiek izmantota DFHRS (Digital Finite-element Height referece surface - digitālā galīgo elementu atbalsta augstumu virsma) programmatūra. Šī programmatūra tika izstrādāta Karlsrūes universitātē, lietišķo pētījumu institūtā ar aktīvu LU GGI līdzdalību un dod iespēju integrētās ģeodēzijas ietvaros, apvienot kopā GNSS/nivelēšanas datus, vertikālas nolieces datus, kā arī ģeopotenciālos modeļus (piem., EGM2008, EIGEN6C4 utt.). Tātad ģeometriskie dati tiek kombinēti kopā ar gravimetriskiem datiem un līdz ar to gravitācijas lauks tiek piesaistīts pie konkrētas augstumu sistēmas, kas ir šīs programmatūras būtiska priekšrocība. Programmatūras princips balstās uz augstumu virsmas (HRS) parametrisku modelēšanu kā nepārtrauktu polinomiālu virsmu. Piekļūšana pie paremetriskā HRS modeļa tiek nodrošināta ar DFHRS datubāzi, kas ļauj tiešu transformēšanu no GNSS augstumiem (ģeodēzieskie, jeb elipsoidālie augstumi) uz fiziskiem (normāliem) augstumiem. DFHRS datubāzē glabājas polinomiālie p parametri. Virsma tiek sadalīta uz galīgiem elementiem un tiek aprēķināti p polinomi. Lai izvairītos no vidējo un garo viļnu efekta, DFHRS koncepcija ļauj sadalīt virsmu uz gabaliem. Katram ģeoīda gabalam ir savs atskaites parametrs un transformācijas parametri. Nepartrauktības nosacījumiem arī jābūt ņemtiem vērā: robēžām starp galīgiem elementiem jābūt vienādām, lai virsma būtu nepārtraukta.

Mērījumu ieguves gaitā to skaits tiek nemitīgi papildināts, ģeoīda aprēķini tiek veikti nepārtrauktu uzlabojumu veidā. Pagaidu ģeoīda rezultāts ir attēlots 2. att. (Apvienotais modelis, kopā ar Vidzemes un Latgales teritoriju).