16 Akademickie perły technikiOd stycznia 2004 roku do września 2005 roku na łamach „Głosu Akademickiego” prezentowaliśmy zespoły badawczefunkcjonujące w WAT i ich dorobek. Niejako kontynuując tamten cykl, chcemy zapoczątkować serięartykułów prezentujących szerokiej społeczności naszej uczelni niektóre przedsięwzięcia badawcze realizowaneprzez zespoły naukowe na poszczególnych wydziałach WAT, znane zazwyczaj jedynie wąskiej grupie naukowców,którzy nad nimi pracowali. Na początek przedstawiamy efekty prac Zespołu Geomatyki StosowanejWydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji z ostatnich kilku lat. Jednocześnie zachęcamy wszystkie inne zespołynaukowe naszej uczelni do współpracy z redakcją i prezentowania swoich osiągnięć na łamach „Głosu”.ZATRUDNIAJĄ SATELITY W NAUCE I GOSPODARCEFot. 1. Stacja referencyjna GNSS WAT1. Na pierwszym planie antena GPS/GLONAS, na drugim – głowicameteorologicznaWykorzystanie nowych technologiiw gospodarce wpływa istotnie na jej rozwóji konkurencyjność. W ten proces, problematycznyw naszym kraju, dobrze wpisują sięprzedsięwzięcia badawcze Zespołu GeomatykiStosowanej Wydziału Inżynierii Lądoweji Geodezji. Nowoczesny sposób prowadzeniabadań z akcentem aplikacyjnym jest dobrzeoceniany przez środowisko akademickie,organy adminis tracji publicznej orazprzedsiębiorstwa geodezyjne. W naszychbadaniach opieramy się na rozwiązaniachinterdyscyplinarnych, obejmujących międzyinnymi: geodezję satelitarną, geofizykę,meteorologię i mode lowanie matematyczne.Rozważania teoretyczne weryfikowanesą poprzez eksperymenty terenowe lubna drodze symulacji z wykorzystaniem superkomputeraFENIX.Wysiłek badań Zespołu Geomatykidostrzeżony został przez Biuro GeodetyWojewództwa Mazowieckiego. Efektembyło podpisanie w 2005 roku umowyo współpracy w projekcie „Budowa infrastrukturyużytkowej systemu pozycjonowaniasatelitarnego w WojewództwieMazowieckim”, który jest dofinansowanyz Europejskiego Funduszu RozwojuRegionalnego. Stronami w porozumieniu,oprócz Wojskowej Akademii Technicznej,byli: Główny Geodeta Kraju, MarszałekWojewództwa Mazowieckiego, PolitechnikaWarszawska, Instytut Geodezji i Kartografii,Centrum Badań Kosmicznych, PowiatNowodworski oraz Wojewódzka StacjaPogotowia Ratunkowego w Warszawie.Wdrażając projekt, uzyskaliśmy fundusze,które pozwoliły na modernizacjęstacji referencyjnej GNSS WAT1. Naszymwkładem było dostosowanie łącz internetowychumożliwiających transmisjędanych on-line w formacie RTCM 3.0/3.1oraz rozwiązanie problemu integracji siecistacji referencyjnych GNSS aglomeracjiwarszawskiej z infrastrukturą użytkową budowanegow Polsce wielofunkcyjnego systemuprecyzyjnego pozycjonowania satelitarnegoASG-EUPOS. Współpraca z zakresieintegracji z ASG-EUPOS zaowocowałapodpisaniem umowy z Głównym GeodetąKraju, która reguluje sposób dostarczaniadanych oraz kwestie formalno-prawneich wykorzystania. W styczniu br. stacja referencyjnazostała rozbudowana o system zbieraniadanych meteorologicznych (fot. 1).Budowa tego unikatowego stanowis kabadawczego stwarza również nowe możliwościw zakresie dydaktyki. Już w 2008 roku planowanejest włączenie redystrybucji poprawekróżnicowych stacji WAT1 do procesukształcenia studentów na kierunkach:geodezja i geoinformatyka. W ten sposóboprócz badań naukowych umożliwimy studentomwykorzystanie w ramach praktyki ćwiczeń laboratoryjnych nowoczesnegowarsztatu geodezyjnego. Zaczynamy równieżnowy cykl prac obejmujących zagadnienianieznane na polskim rynku geodezyjnym.Na przykład współpracując z WarszawskimPrzedsiębiorstwem Geodezyjnym i firmą LeicaGeosystems, wykonaliśmy po raz pierwszyw Polsce badania odkształceń mostowychza pomocą wysokoczęstotliwościowych pomiarówGPS. Badania eksperymentalnewykonano na dwóch mostach: w Zakroczymiui moście Siekierkowskim. Uzyskane wynikipotwierdziły tezę o przydatności tego typupomiarów do określenia częstotliwości drgańwłasnych i rzeczywistych współczynników dynamicznychkonstrukcji mostowych. W tychbadaniach udało się wykorzystać jednocześniewiedzę specjalistów z geodezji i budownictwaWydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji.Nasze prace budzą również zainteresowanieśrodowiska międzynarodowego, którezajmuje się implementacją technologii satelitarnychw geodezji i geodynamice. Archiwalneobserwacje GPS z europejskiej siecistacji referencyjnych są opracowywane wspólniez naukowcami z Węgier i Niemiec. Celemtych prac jest odpowiednia definicja systemuodniesienia i jego praktyczna realizacjaw postaci układu odniesienia dla kontynentueuropejskiego. Ten układ będą wykorzystywaćrównież polscy geodeci.Nasz wysiłek badawczy skupia sięrównież nad problematyką budowy al-Fot. Archiwum autorów
Akademickie perły techniki17Fot. 2. System zarządzania stacją referencyjną i pomiarami meteorologicznymiFot. Archiwum autorówgorytmów obliczeniowych służącychdo anali zy wiarygodności i niezawodnościuzyskiwanych wyników (pomiarów, obserwacji).Jednym z przykładów jest opracowanyprzez nasz zespół system monitorowaniasieci stacji referencyjnychw Polsce. System ten mógł powstać dziękiszerokiej współpracy między ośrodkamikrajowymi, pozwalającej między innymipozyskać dane z większości polskichstacji referencyjnych (fot. 2). Przeprowadzonetesty nume ryczne stały się podstawąoceny tych danych i dokładności wyznaczonychna ich podstawie współrzędnychstacji odniesienia. Należy nadmienić,że obecnie wdrażany system ASG-EUPOS(Wielofunkcyjny System Precyzyjnego PozycjonowaniaSatelitarnego) z funduszyUnii Europejskiej nie posiada tego typurozwiązania. Uruchomienie takiego systemudla ASG-EUPOS pozwoli na realizacjęukładu ETRF (European Terrestrial ReferenceFrame) zgodnie ze standardamiprzyjętymi przez komisję EUREF (EuropeanReference Frame) Unii Europejskiej.Tylko w oparciu o takie rozwiązaniesieć stacji referencyjnych w Polsce możestać się podstawową osnową geodezyjnąpaństwa. Z wynikami pracy wspomnianegoprojektu zapoznano w 2007 roku kierownictwoGłównego Urzędu Geodezjii Kartografii (GUGiK)na seminarium zorganizowanymprzez WydziałInżynierii Lądowej i Geodezji.Wnioski z przeprowadzonychbadań zostaływykorzystane do sformułowaniazałożeń kampaniikalibracyjnej klasyczneji satelitarnej osnowy podstawowejpaństwa, którama zostać ponownie mierzonawiosną bieżącegoroku.Oprócz badań związanychz wykorzystaniemtechnik satelitarnychw geodezji i nawigacji,prowadzimy badanianad implementacją mezoskalowych,numerycznychmodeli pogody w zakresiezabezpieczenia meteorologicznegodziałańrodzajów wojsk, propagacjizanieczyszczeńi modelowania refrakcjitropo sferycznej. Obecnieuruchomiony zostałmodel COAMPS (CoupledOcean/AtmosphereMesoscale Prediction System– Marine Meteorology Division of theNaval Research Laboratory).Pracuje on w trybie operacyjnymna klastrze FENIX(fot. 3). Planujemy takżeuruchomienie modelu WRF(Weather Research and Forecasting).Efekty naszych pracmożna oglądać na stronachinternetowych WIG w postacikrótkoterminowych prognozpogody. Jesteśmy jednymz trzech ośrodkóww Polsce, które zajmują siętymi zagadnieniami. Przeprowadzonedotychczasprace wskazały wiele problemówzwiązanych z – istotnymz praktycznego punktuwidzenia – działaniem operacyjnym.Najważniejszez nich dotyczą skutecznychmetod archiwizacji otrzymywanychz modelu pól prognostycznychi ich szybkiegoudostępniania. Ponieważw trybie operacyjnym modelCOAMPS powinien byćuruchamiany przynajmniejdwa razy na dobę (docelowoczte rokrotnie), to liczbapodstawowych pól elementów meteorologicznych– ciśnienia, tempera tury,wilgotności i trójwymiarowego pola wiatrudla kilkudziesięciu poziomów atmosferyi dużej (~1 km) rozdzielczościprzestrzennej może sięgać kilku tysięcy(~100 GB). Problem efektywnej archiwizacjizwiązany jest również z koniecznościąstosowania trójwymiarowego, wariacyjnego,systemu asymilacji danych. Opróczwyżej wymienionych pól meteorologicznych,wykorzystuje się gigabajtowe strumieniedanych obserwacyjnych z krajowychi światowych baz danych meteorologicznych,tj. depesze synoptyczne, aerologiczne,radarów meteorologicznych, zdjęciasatelitów okołobiegunowych i geostacjonarnych,np. MSG-2 – (METEOSAT SecondGeneration). Zasygnalizowane powyżej zagadnieniamają duże znaczenie praktycznei badawcze. W tym zakresie rozwijanajest współpraca z Interdyscyplinarnym CentrumModelowania Matematycznego UniwersytetuWarszawskiego.Dotychczasowe przedsięwzięcia, którezrealizowano w ostatnich dwóch latachpokazują, że ścisła współpraca w zakresiepraktycznych aspektów wykorzystaniaprowadzonych badań w sektorze prywatnymi administracji publicznej zaczynaprzynosić efekty.dr hab. inż. Mariusz Figurski, prof. WATdr inż. Krzysztof KroszczyńskiFot. 3. Klaster FENIX. Podstawowe narzędzie badawcze wykorzystywanew symulacjach komputerowych