TRANSFORMATIONS BETWEEN THE HEIGHT REFERENCE FRAMES: Kronsztadt'60, PL-KRON86-NH, PL-EVRF2007-NH

The State Spatial Reference System in Poland currently includes two height reference frames: the first, PL-KRON86-NH, with the old name Kronsztadt'86, and the second, called PL-EVRF2007-NH, as a Polish implementation of the European Vertical Reference Frame (EVRF), named also NAP (Normal Amsterdams Peil). Kronsztadt'86 was supposed to replace the earlier reference system called Kronsztadt'60, but the intentions were not fully in line with reality. Kronsztadt'60 has been implemented in all geodetic and cartographic elaborations even before the computer epoch and will probably exist until the use of analogue maps or their duplicates in the form of raster maps. For practical purposes, transformation formulas have been developed between all three reference frames mentioned in the title of work. For this purpose, about 16000 points of the base height network in the PL-EVRF2007-NH and PL-KRON86-NH were used and more than 7,000 points in the Kronsztadt'60. Transformational formulas were developed in two variants: in the form of polynomials approximated by the least squares method and in the form of an interpolative grid. Basic empirical relationships were implemented among others in the program TRANSPOL v. 2.06 [8], elaborated according to the assumptions of the Head Office of Geodesy and Cartography.

Full text (pdf)

1. Alexandrowicz L.: Realizacja zmodernizowanych wysokościowych osnów geodezyjnych kraju [Engl.: Implementation of modernized height geodetic networks of the country]. Przegląd Geodezyjny, nr 9–10 / 1986.
2. Banasik P., Ligas M., Kudrys J., Skorupa B., Bujakowski K.: Transformacja wysokości z układu Kronsztadt'60 do układu Kronsztadt'86 na przykładzie powiatu krakowskiego [Engl.: Transformation of heights from the Kronsztadt'60 system to the Kronsztadt'86 system on the example of the Cracow poviat]. Przegląd Geodezyjny, nr 4/2012, 6–13.
3. Barlik M.: Wpływ deformacji pływowych na niwelację satelitarną metodą GPS [Engl.: Influence of tidal deformations on satellite leveling using the GPS method]. Przegląd Geodezyjny nr 2/1992, 8–11.
4. Gajderowicz I.: Propozycja nowego polskiego układu wysokościowego [Engl.: Proposal of new Polish vertical reference frame]. Geomatics and Environmental Engineering 2007, Vol. 1, No. 1/1, 125–132.
5. Graszka W.: Definicja i realizacja europejskiego systemu wysokościowego EVRS w Polsce [Engl.: Definition and implementation of the European Vertical Reference System (EVRS) in Poland]. Sympozjum KG PAN: Realizacja osnów geodezyjnych a problemy geodynamiki. Grybów, 25–27.09.2014.
6. Graszka W., Pielasa E., Wajda S., Piętka D.: Podstawowa osnowa wysokościowa, grawimetryczna i magnetyczna – ocena stanu i prognozy rozwoju [Engl.: Basic networks: heights, gravimetric and magnetic - evaluation of the state and prognosis of development]. Sympozjum KG PAN: „Współczesne problemy podstawowych osnów geodezyjnych w Polsce”, Grybów, 14–16.09.2016.
7. Hermanowski A., Kamela Cz., Stańczyk Z., Warchałowski E., Włoczewski F., Wyrzykowski T.: Niwelacja Precyzyjna [Engl.: Precise Leveling]. PPWK Warszawa 1971.
8. Kadaj R., Świętoń T.: TRANSPOL v. 2.06: Program transformacji pomiędzy różnymi układami w państwowym systemie odniesień przestrzennych [Engl.: TRANSPOL v. 2.06: Program of transformation between various reference frames in the state spatial reference system]. GUGiK – Warszawa, 17.12.2012 (contract No.BO-4-2503-183/GI-2500-610-83/2012), www.gugik.gov.pl/bip/prawo/modele-danych.
9. Kadaj R., Świętoń T.: Biblioteka programistyczna .dll do transformacji pomiędzy układami współrzędnych w obszarze Polski. Wykonano dla Centralnego Banku Osnów Geodezyjnych w GUGiK przez firmę GEOMAR S.A. Szczecin, umowa z dnia 24.05.2013 r [Engl.: Programming library .dll for transformation between coordinate systems in the area of Poland. Made for the Central Bank of Geodesic Surveys in GUGiK by GEOMAR S.A. Szczecin, contract of 24/05/2013].
10. Kadaj R., Świętoń T.: Model różnic wysokości pomiędzy układami wysokościowymi PL-EVRF2007-NH i PL-KRON86-NH [Engl.: Model of height differences between
    PL-EVRF2007-NH and PL-KRON86-NH reference frames]. GUGiK, 2012, www.gugik.gov.pl/bip/prawo/modele-danych.
11. Kowalczyk K.: Dane niwelacyjne w badaniu ruchów skorupy ziemskiej na obszarze Polski [Engl.: Leveling data in the study of the movements of the Earth's crust on the territory of Poland]. Acta Sci. Pol., Geodesia et Descriptio Terrarum 8(1), 2009, 31–43.
12. Kurałowicz Z., Słomska A.: Powierzchnie i wysokościowe układy odniesienia – obserwacje na stacjach mareograficznych Kronsztad i Amsterdam [Engl.: Surfaces and height reference systems - observations at the Kronstadt and Amsterdam mareographic stations]. Inżynieria Morska i Geotechnika, nr 5/2014, 377–384.
13. Łyszkowicz A.: Nowy układ wysokościowy [Engl.: A new height system] Geodeta, 2 (33) luty 1998, 35–38.
14. Łyszkowicz A.: Jednoetapowo-lepiej. Uwagi dotyczące wyrównania sieci niwelacji precyzyjnej w Polsce [Engl.: One step-better. Comments on the precise leveling network in Poland]. Geodeta nr 10(113), 2004, 26–30.
15. Łyszkowicz A.: Geodezja Fizyczna [Engl.: Physical Geodesy]. Wydawnictwo UWM w Olsztynie. Olsztyn 2012. ISBN 978-83-7299-771-5.
16. Łyszkowicz A., Kuczyńska-Siehień A., Biryło M.: Preliminary unification of Kronsztad86 local vertical datum with global vertical datum. Reports on Geodesy and Geoinformatics, vol. 97 /2014; pages 103-111, DOI: 10.2478/rgg-2014-0015.
17. Wyrzykowski T.: Nowy pomiar państwowej sieci niwelacji precyzyjnej I klasy (1974–1979) [Engl.: New measurement of the state I class precision leveling network (1974–1979)]. II Sympozjum „Współczesne problemy podstawowych sieci geodezyjnych”. Komitet Geodezji PAN, Warszawa, 1980.
18. Wyrzykowski T.: Charakterystyka nowej krajowej sieci niwelacji I klasy (pomiary z lat 1974–82) [Engl.: Characteristics of the new national I class leveling network (measurements from 1974-82)]. IV Sympozjum „Współczesne problemy podstawowych sieci geodezyjnych”. Komitet Geodezji PAN, Sekcja Sieci Geodezyjnych, Warszawa, 1988.
19. Zawadzki J.: Metody geostatyczne dla kierunków przyrodniczych i technicznych [Engl.: Geostatic methods for natural and technical faculty]. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2011. ISBN: 978-83-7207-953-4.
20. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 15 października 2012 r. w sprawie państwowego systemu odniesień przestrzennych [Engl.: Regulation of the Council of Ministers of October 15, 2012 on the state spatial reference system]. Dz.U. Nr 0, poz. 1247, 2012.
21. Rozporządzenie Ministra Administracji i Cyfryzacji z dnia 14 lutego 2012 r. w sprawie osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych [Engl.: Regulation of the Minister of Administration and Digitization of February 14, 2012 on geodetic, gravimetric and magnetic control networks] (Dz.U. Nr 0, poz. 352, 2012).
22. Podzbiory bazy danych CODGiK / GUGiK na podstawie zamówień z dnia 25.01.2007 oraz z dnia 28.05.2012 [Engl.: Subsets of the CODGiK / GUGiK database based on orders from January 25, 2007 and from May 28, 2012].
23. Wyrównanie podstawowej osnowy wysokościowej I i II klasy na obszarze kraju w europejskim układzie odniesienia PL-EVRF2007-NH. Projekt wykonany dla GUGiK przez OPGK Lublin przy współpracy z Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie. Listopad 2013 r. [Engl. Adjustment of the basic 1st and 2nd class tertiary network in the area of Poland, in the PL-EVRF2007-NH European reference system. Project made for GUGiK by OPGK Lublin in cooperation with the Space Research Center PAN in Warsaw. November 2013], www.opgk.lublin.pl.
24. www.wikipedia.org/wiki/Historia_wysokościowej_osnowy_geodezyjnej_w_Polsce.
25. Archiwum Map Wojskowego Instytutu Geograficznego 1919–1939: Niekomercyjny projekt udostępnienia skanów map i materiałów geograficznych wydanych przez Wojskowy Instytut Geograficzny (WIG) w latach 1919–1939 [Engl.: Map of the Military Institute of Geography 1919-1939: Non-commercial project to provide scans of maps and geographical materials issued by the Military Geographical Institute (WIG) in the years 1919-1939] http://maps.mapywig.org/m/WIG_maps/various/ /Small_scale_maps/SIEC_NIWELACYJNA_POLSKI_WIG_1939.jpg.