GEODÉZIE II. Osnova přednp. ednášky. 1.A Historie určov ASTROLÁB. historie měřm základní pojmy, teorie výšek. stabilizace a dokumentace bodů

Transkript

1 Vysoká škola báňská technická univerzita Ostrava Hornicko-geologická fakulta Institut geodézie a důlního měřictví GEODÉZIE II 1. URČOV OVÁNÍ VÝŠEK Úvod do problematiky Ing. Hana Staňková, Ph.D. Osnova přednp ednášky historie měřm ěření výšek základní pojmy, teorie výšek výškov kové systémy výškov kové bodové pole stabilizace a dokumentace bodů 1.A Historie určov ování výšek Počátek v geometrickém určování vzájemného převýšení mezi dvěmi body Použití prostředků pro určení svislých úhlů v astronomii a zeměměřictví ASTROLÁB Přístroj, který slouží k měřm ěření výšky hvězd nad obzorem (Slunce, Polárka) Z měřm ěření výšky hvězd je možné určit φ místa..další funkcí je měřm ěření času Toricelliho vynález pro měřm ěření změn n tlaku vzduchu byl využit pro určov ování rozdílů výšek dominantních bodů v terénu 1

2 1.B. ZákladnZ kladní pojmy Hladinová plocha plocha, která je v každém m svém m bodě kolmá na směr r tížet skutečný horizont bodu Zdánlivý horizont bodu do 300 m - tečná rovina vedená bodem skutečný horizont = zdánliv nlivému horizontu Absolutní výška bodu výška bodu nad zvolenou nulovou hladinovou plochou, tzn. svislá vzdálenost bodu (ve směru kolmic na izočary tíhového pole Země) od jeho průmětu na nulovou hladinovou plochu Relativní výška bodu výška bodu nad hladinovou plochou procházející obecně zvoleným bodem. GEOID J.B. Listing (1872) prochází nulovým výškovým bodem, plocha blízk zká klidným středn edním hladinám m moří a oceánů,, prodloužen ená pod kontinenty nekonečným ným počtem kanálů. Obecný zemský elipsoid Elipsoid, jehož parametry vystihují geoid jako celek se středem S 0, totožným se středem Země S Z a s malou poloosou totožnou s osou rotace Země. KVAZIGEOID Moloděnsk teorie (1945) uvažuje uje jen geodetické, astronomické a gravimetrické veličiny iny měřené na zemském m povrchu předmětem určen ení není geoid, ale tzv. kvazigeoid obecná plocha, která není plochou hladinovou Kvazigeoid (skorogeoid)) lze určit výpočtem z pozemských a družicových měřm ěření geoid pouze teoretickou plochou nelze prakticky určit Modely kvazigeoidů: KVAZIGEOID Globáln lní modely (EGM96) Kontinentáln lní modely (evropský EGG97) Detailní/lok /lokální modely (CR2000, VUGTK2002) je tedy množina bodů vzdálených od zemského povrchu o tzv. normáln lní Moloděnsk výšky (zjišťuj ují se podle siločar tíhového pole) na oceánech kvazigeoid totožný s geoidem v rovinatých oblastech rozdíl l mezi plochami několik n cm v horských oblastech rozdíl l aža 2m tížnice El. výška normála kvazigeodická výška geoid. výška převýšení geoidu nad elipsoidem A,B.body na zemském m povrchu Schématick matické znázorn zornění různých výšek převýšení kvazigeoidu nad elipsoidem 1.B. Teorie výšek Druhy výšek rozeznáváme podle způsobu určen ení tíhového zrychlení geopotenciáln lní kóty dynamické výšky ortometrické výšky pravé normáln lní - nad geoidem, teoretické skutečná vzdálenost bodů od geoidu nebo kvazigeoidu dělí se podle druhu tíhovt hového zrychlení podle kterého se počítaj tají - nad elipsoidem (Jadranský systém) normáln lní Moloděnsk nad kvazigeoidem (Bpv) 2

3 1.C. Výškov kové systémy výšky bodů je možno určovat nebo odvozovat řadou metod důležité určen ení v jednotném m výškov kovém m systému existuje mnoho výškových systémů spojených s regionem, sledována středn ední hladina moře (Terst, Kronštat tat,, Amsterdam) MAREOGRAF státem, tem, blokem států hladinové plochy s nulovou výškou byly voleny převp evážně ke středn ední hladině moří,, resp. některn kterého blízk zkého moře Výškov kové systémy ČR nadmořsk ské výšky vztaženy k hladině mořsk ské JADRANSKÝ SYSTÉM vztažen ke středn ední hladině Jaderského moře budoval Rakousko Uherský vojenský zeměpisný ústav ( ) základní bod nula vodočtu Terst, molo Sartorio (3,352 m.n.m.) metoda přesnp esné nivelace, středn ední km chyba 4,1 mm síť rozdělena na 3 části, obsahovala 7 základnz kladních výškových bodů podklad pro další budování základní výškov kové sítě naměř ěřená převýšení opravena o normáln lní ortometrické korekce budovány nivelační pořady podél l většív ších řek po roce 1918 na území Československa 3 základní nivelační body: Lišov ov, Strečno no, Trebušany V důsledku d chyb v rakousko-uhersk uherské síti, docházelo při p propojení nivelačních sítís v hraničních oblastech mezi Moravou a Slovenskem ve výškách id. bodů mm Na území ČR R další 4 základnz kladní nivelační body: Mrač, Vrbatův Kostelec, Vlaské, Želešice Výškoměrná stanice na SV straně Mola Sartorio Mareograf Büsum Ott uvnitř výškoměrné stanice na Molu Sartorio Československá síť propojena s Polskem, Maďarskem, arskem, Rakouskem síť nebyla dobudována, poškozen kození,, zničen ení stabilizací bodů,, změny výšek zpracován n projekt nové celostátn tní sítě v letech válkyv přerušení Nová síť nazvána ČSJNS Československá jednotná nivelační síť výchozí bod základní nivelační bod Lišov u Českých Budějovic ČSJNS vztažena ke středn ední hladině Jaderského moře Byla tvořena: Československou státn tní nivelační sítí I.-III. III. řádu, Československou podrobnou nivelační sítí IV. řád, plošnými nivelačními sítěmi. s 1947 vybudování 6 další ších základnz kladních nivelačních bodů Svárov rov, Žirovice,, Teplice, Železná Ruda, Bojkovice, Krnov znb.aspx v současnosti celkem na území České republiky 12 ZNB 1960 síť dokončena, vyrovnána na MNČ,, opravena o normáln lní ortometrické korekce dle Moloděnsk 3

4 1948 po připojenp ipojení Československa k sovětsk tskému bloku přechod k výškov kovému systému baltskému Kvalitní propojení nivelačních sítís zemí Varšavsk avské smlouvy komplikované, časově náročné zavedeny prozatímn mní výškov kové systémy společná základní hladinová plocha středn ední hladina Baltského moře e u Kronštatu zaveden systém m normáln lních ortometrických výšek dle teorie Moloděnsk B68 dočasný systém m základní bod nula vodočtu Kronštadt používán n pro vojenské účely (Vojenská top. služba) výšky byly odečteny od Jaderského systému o 0,68 m B46 dočasný systém m základní bod nula vodočtu Kronštadt používán n pro civilní účely (Úst( střední správa geod.. a kart.) výšky byly odečteny od Jaderského systému o 0,46 m k výpočtu korekcí používá skutečné hodnoty tížet společné vyrovnání nivelačních sítís I. řádu 1961 stanoveny hlavní zásady opakovaných nivelací Bpv Baltský výškový systém m po vyrovnání závazný geodetický referenční systém m na území ČR definován n výchozím m bodem (Kronštadt) soubor normáln lních výšek Moloděnsk vyrovnání mezinárodn rodních niv. sítís zemí Varšavsk avské smlouvy základní bod v ČR Lišov u Českých Budějovic nivelační pořady a body vybírány ve spolupráci s geology kladen důraz d na kvalitní stabilizaci stanovena příznivp znivější kritéria ria pro observaci hlubší analýza výsledků měření přesnější metoda měřm ěření Zvláš ášť přesná nivelace výsledky opakovaných měřm ěření vyrovnány ny 1983 v Moskvě zřízení 12 ZNB, Geodetická observatoř Pecný Zvláš áštní nivelační sítě (ZNS) (1951) registrace závaz važných výškových změn n v oblastech ovlivněných ných hornickou činností Ostrava síť spojena se ZNS v Polsku (1959) Kladno 1961 Most 1965 Sokolov 1967 Žacléř 1980 Plzeň 1982 Rosice dokončen ení spojení ČSNS (Česk( eská státn tní nivelační síť) ) se západními sousedy dokončen ená měřická obnova nivelační sítě II. a III. řádu zapojení ČSNS do UELN (United European Levelling Network) celoevropská nivelační síť slouží ke sledování geodynamiky zemského povrchu hladin evropských moří území ČR R obsahuje stykové a uzlové body (I., II. ř. ČSNS) 4

5 EUVN (European United Vertical GPS Network ) Základní geodynamická síť GEODYN budování v druhé pol let družicov icová výškov ková síť (elipsoidické výšky) předpokládaná přesnost 0,01m sjednocení všech výškových niv. sítís v Evropě kvalitní spojení výšek používaných mareografů měření sítě ve čtyřech etapách ( ) 35 bodů (5 bodů ZPBP) propojena s SGr-95 a středoevropskou geodynamickou sítís GEGRN měření sítě přístroji GPS, nivelací,, gravimetricky Výškov kové bodové pole 1.D. Stabilizace nivelačních bodů Základní výškov kové bodové pole (ZVBP) Základní nivelační body (12 v ČR) body České státn tní nivelační sítě (ČSNS) I. III. řád Podrobné výškov kové bodové pole (PVBP) ČSNS IV. řádu plošné nivelační sítě stab.. body technických nivelací body polohových a tíhových t bodových polí určených metodou TN Stabilizace nivelační čepové značky / hloubková stabilizace Hřebová značka pro hloubkovou stabilizaci Čepová značka (typ V) Hřebová značka pro tyčovou stabilizaci Starší typ čepové nivelační značky Schéma hloubkové stabilizace (1.typ) Hřebová značka (typ III) s kulatou hlavou (osazení se shora) Nivelační kámen s čepovou značkou Schéma tyčov ové stabilizace (z. typ) 5

6 1.D. Systém m značen ení nivelačních pořad adů a bodů Pořady I. řádu tvoří uzavřen ené oblasti velká písmena v Čechách a na Moravě 16 oblastí í.a, B aža P v pohraničí jsou oblasti neuzavřen ené é Z 0, Z 1, aža Z 19 I. řád d zhušťov ován n nivelačními pořady II. řádu v každé oblasti I. řádu tedy několik n oblastí II. řádu oblasti II. řádu značeny malými písmeny..a,b,c..dle p abecedy Nivelační pořady I. řádu: Např.. JN Jihlava Tábor, CD Liberec - Nymburk Označen ení nivelačních pořad adů II. řádu začíná třemi písmeny. p První je velké písmeno oblasti I. řádu, v niž se pořád d nachází,, a další dvě písmena udávaj vají,, mezi kterými dvěma oblastmi II. řádu pořad leží. Pak následujn sledují místa počátku a konce pořadu, Kfg Žďár - Křižanov nivelační pořad III. řádu mám v označen ení dvě písmena oblastí I. a II., řádu, ve které je umíst stěn, pak následuje n arabské pořadov adové číslo, které udává,, o kolikátý pořad III. řádu se v dané oblasti II. řádu jedná. Příklad: Bh 1 Ruzyně - Malé Přítočno. nivelační pořad IV. řádu se označuje podobně jako pořady III. řádu. v průběž ěžném číslování pořad adů v oblasti II. řádu se předsazuje číslo 0. Příklad: P Z 1 a 02 Cheb - Karlovy Vary. Číslování nivelačních bodů každého pořadu je průběž ěžné a začíná číslem 1. Příklady označen ení: Oblasti I. řádu: A, B, C (česk( eské kraje), Zo, Zl,Zl (pohraniční neuzavřen ené oblasti). Oblasti II. řádu; Aa, Ab, Ac; ; Z l a, Z l b, Z l c... Nivelační pořady a body prvního řádu: JN-Tábor bor-jihlava, JN-l, JN-2, JN,.3; Z 15 Z l s-hranice -Znojmo; Z 15 Zu-l Nivelační pořady a body II. řádu: Nbc-Pelh Pelhřimov -Telč, Nbc-l, Nbc-2, Nbc- 3; SAde-Horn Horní Lideč-Púchov chov, SAde-l, SAde-2, SAde-3; Z 15 ab-jemnice Jemnice- Znojmo, Z 15 ab-l, Z 15 ab-2... Nivelační pořady a body III. řádu: Oh4-Lachovice Lachovice-Božice ice,, Oh4-1, Oh4-2, Oh4-3; Z 16 a3-hr Hrádek-Jaroslavice Jaroslavice,, Z 16 a3-1, Z 16 a3-2,, Z 16 a Nivelační pořady a body IV. řádu: Mf04-Zábo boří-křemže,, Mf04-1, Mf04-2, Mf04-3; Z l4 c-01 Majdalena-Sta Staňkov,, Z l4 c0l-1, Z l4 c

7 1.E Dokumentace bodů Nivelační síť je vybudována tak, aby vzdálenost nivelačních bodů v nivelačních pořadech v nezastavěném území byla menší než 1,0 km a v zastavěném území byla v průměru ru 0,3 km. Po převodu p ČSJNS do baltského výškov kového systému Katalog nivelačních bodů (KNB) údaje o výškov kovém m (nivelačním m bodě), jeho místopism katalogy sestaveny pro ML v měřm ěřítku 1: rozděleny na 4 mapy (1:50 000) zakresleny niv. pořady a body Jihovýchodní roh mapového listu Ostrava v měřítku 1: Nivelační údaje: název nivelačního bodu místopisný náčrt n a údaje číslo nivelačního bodu a bodu předchp edcházejícího délka oddílu, délka d od počátku pořadu měřené převýšení opravy z tíže t e a vyrovnání vyrovnaná výška v metrech na 4 des.. místam výškový rozdíl l v Jadranském, baltském m systému druh značky a stabilizace rok zaměř ěření a záznam z znam o změnách Od r se přešlo p od Katalogu nivelačních bodů k Souborům m nivelačních údajů zkvalitnění nivelačních údajů pro každý bod SOUČASNOST 7

8 BLAŽEK, R., SKOŘEPA, Z.: Geodézie30 -Výškopis. ČVUT v Praze, EUREF: Relation between the European national height Systems and the UELN viz crs.bkg.bund.de/.bund.de/evrs/ NEVOSÁD, Z., SOUKUP, F., VlTÁSEK SEK,, J.: Geodézie II, VUTIUM v Brně,1999 PROVÁZEK, J.: GPS a výšky v Zeměměř ěřickém úřadu. Sborník k referátů, SCHENK, J: VUT-FAST v Brně,, 1999, str Geodetické sítě,, Bodová pole, Ostrava 2005, Sylaby KADLEC, P.: Sjednocení kvazigeoidů na různých r územích, Diplomová práce, ČVUT, Fakulta stavební,, Katedra Vyšší Geodézie, PEŠŤÁK, J.:Historie a současnost základnz kladního výškov kového bodu Molo Sartorio,, Historické mapy, Zborník referátov z vedeckej konferencie,, Bratislava 2005, str.1-4 8