1 POPIS OPATŘENÍ PŘEHLED POJMŮ A ZKRATEK Zkratka Popis Zkratka Popis ČSNS Česká státní nivelační síť OTZ Ochranný tyčový znak Česká státní trigonometrická Souřadnicový systém Jednotné ČSTS S-JTSK síť trigonometrické sítě katastrální Český úřad zeměměřický a ČÚZK SW Software katastrální European Terrestrial Reference ETRS89 TRK Transformační klíč System 1989 Geodetický bod určený v 2. GB TÚ Traťový úsek třídě přesnosti Globální navigační satelitní Základní geodetický bod určený GNSS ZGB systémy v 1.třídě přesnosti Orientační bod ZGB určený v ORZGB ŽBP Železniční bodové pole 1. třídě přesnosti RŽGR Referenční železniční geodetický rámec (dle Návodu k vybudování SŽDC REF) SŽDC-REF Referenční železniční geodetický system tvořený RŽGR (dle návodu k vybudování SŽDC-REF) ŽBP - podrobné (polohové a výškové) bodové pole tvořené základními a podrobnými geodetickými body, které jsou zřízeny v obvodu dráhy nebo v jejím ochranném pásmu. Nově budované ŽBP má charakter vytyčovací sítě sloužící pro kontrolu, údržbu a obnovu železničního svršku. ŽBP se buduje dvoustupňově. Minimální počet samostatně budovaných bodů je 3. Primární síť tvoří ZGB ve vzdálenosti do 1300 m určené polohově v systému ETRS 89 a S-JTSK navázané na systém SŽDC-REF. Sekundární síť tvoří GB vložené mezi ZGB ve vzdálenostech do 250 m, jsou zaměřeny terestricky a určeny v systému S-JTSK. Výšky ZGB i GB jsou v systému Bpv. ZGB, ORZGB i GB jsou číslovány 12-ti místným číslem. 12-ti místné číslo obsahuje na 1.- 4. pozici číslo TÚ (2101), na 5. a 8. pozici nuly (0000) a na 9.-12. pozici vlastní číslo bodu. Vlastní číslo bodu je v rozmezí od 501 do 3999. 1. Základní geodetické body (ZGB) Základní geodetické body jsou body určené polohově metodou GNSS v souřadnicovém systému ETRS 89 a S-JTSK, výškově Balt po vyrovnání určené v 1. třídě přesnosti. 1.1 Stabilizace ZGB Žulový kámen M2 s vysekaným křížkem nebo zabetonovaným čep./nivel. znakem, nivelační hřeb N1 s jasně identifikovatelným bodem zaměření, měřický hřeb/čep v pevném základu. Nelze použít stabilizace na patce sloupu, patky sloupů lze použít Strana 2 (z celkem 10) Změna č.1
výjimečně a sloup smí zakrývat pouze S stranu bodu. U stabilizace kamenem se umisťuje OTZ s označením proti bodu. Umístění bodu a OTZ nesmí být v rozporu s provozními předpisy dráhy. Vzdálenosti mezi body ZGB jsou maximálně 1300 m, větší vzdálenosti mezi body ZGB lze připustit z důvodu geomorfologických podmínek po schválení místně příslušným správcem ŽBP. Minimální vzdálenost mezi ZGB je 600 m. Body ZGB je nutné stabilizovat na místech neohrožených údržbou infrastruktury dráhy. Body ZGB jsou budovány jako primární síť ŽBP a tudíž není nutná přímá viditelnost na osu koleje. U bodů ZGB, na začátku a na konci staničení zaměřovaného ŽBP, se stabilizuje orientační bod (ORZGB), taktéž určovaný metodou GNSS v minimální vzdálenosti 300 m od ZGB. Pokud je to možné, budují se ORZGB i uvnitř polygonového pořadu. Pokud byl k ZGB vybudován i ORZGB, bude uveden v poznámce geodetických údajů ZGB a v místopisném náčrtu vyznačen směr k ORZGB. 1.2 Zaměření metodou GNSS 1.2.1 Podklady pro zaměření Před vlastním měřením je nejprve nutné zkompletovat podklady pro měření: a) rezervovat u správce ŽBP v rámci TÚ volná čísla pro označení bodů a označit jimi stabilizované body. Číslování bodů viz Číslování ŽPBP. b) požádat správce ŽBP o geodetické údaje bodů tvořících RŽGR v zájmové oblasti pro připojení ZGB do systému SŽDC-REF. c) požádat správce ŽBP o transformační klíč (TRK) z dané lokality. Pokud TRK ještě nebyl vytvořen, je nutné vytvořit TRK dle metodiky pro tvorbu a správu TRK. d) zjistit v dané lokalitě v blízkosti dráhy přítomnost státního bodového pole pro případné využití jeho stabilizace pro body ŽBP e) zjistit v dané lokalitě v blízkosti dráhy body nivelační sítě pro připojení do výškového systému. f) z dostupných mapových podkladů a ortofotomap provést prvotní rozvahu nad umístěním bodů ZGB. 1.2.2 Vlastní zaměření ZGB jsou měřeny rychlou statickou metodou, případně metodou RTK vícefrekvenčními přístroji GNSS. Doba měření rychlou statickou metodou na jednotlivých bodech je závislá na délce měřeného vektoru a na parametrech měření. Pokud v průběhu měření nejsou vykazovány problémy s příjmem signálu, doba měření se pohybuje od 15 do 20 minut. Interval záznamu dat u statických metod je 10 sec. Jako referenční stanice je možno použít body se známými souřadnicemi ETRS 89 v max vzdálenosti 20 km od zaměřovaného bodu. Při použití metody RTK je interval záznamu 1 sekunda a celková doba měření na bodě musí být alespoň 30 sekund. Metodu RTK lze použít pro měření GNSS při vzdálenosti referenční stanice od zaměřovaného bodu maximálně 10 km (platí i pro využití permanentních stanic poziční služby. Při překročení této vzdálenosti je nutné použít statickou metodu). Aparatura GNSS musí být nad bodem pevně zhorizontována a zcentrována (stativ, nucená centrace). Pokud metodou RTK nejsou splněny požadavky na přesnost dle odstavce 1.2.4, je nutné body přeměřit rychlou statickou metodou. Jako referenční stanice je možné použít body SŽDC-REF, dále mohou být využity permanentní stanice poziční služby (např. CZEPOS, TOPNET) i body dočasně Strana 3 (z celkem 10) Změna č.1
stabilizované (následně připojené pomocí poziční služby). Nelze použít virtuální stanice poziční služby (Tato služba při každém přihlášení do systému vytvoří jinou virtuální referenční stanici. Výsledkem takových měření jsou pouze segmenty refrover, které netvoří prostorovou síť a tudíž nelze provést vyrovnání a kontrolu měření). Při měření každé sítě vektorů metodou GNSS musí být zaměřeny alespoň 2 body SŽDC-REF, každý z nich alespoň dvěma nezávislými měřeními. Body zaměřované metodou GNSS musí být zaměřeny minimálně dvakrát nezávisle, tzn. že musí vyhovovat Vyhl.č.31/ 1995 v platném znění a pro obě měření by neměla být použita stejná referenční stanice (použití referenční stanice na totožném bodě pro obě měření lze pouze za předpokladu, že referenční stanice bude na bodě, jehož neporušená stabilizace bude ověřena zaměřením na známý bod, nebo ověřena zaměřením z jiného nezávislého ověřeného bodu. Pro druhé zaměření musí mít referenční stanice jinou výšku antény). Další měření na bodě je možné vykonat 2 hodiny po předchozím měření. Doporučuje se volit v terénu elevační masku 10 nad horizontem. Ve zpracovatelském SW nastavit masku 15, v odůvodněných případech lze elevační masku snížit až na 10. Dolní hranice tohoto rozmezí je výhodnější z hlediska většího počtu satelitů a dosažení vyšší přesnosti ve výškové složce prostorové polohy, horní hranice se jeví optimální pro dosažení nejpřesnějších výsledků v horizontální složce prostorové polohy. Dobu měření u rychlé statické metody je třeba volit s ohledem na dostatečné množství dat pro vyhodnocení vektoru resp. vyřešení ambiguit, přičemž zde hraje velkou roli geometrická konfigurace satelitů. Při nevhodné konfiguraci satelitů i sebevětší množství dat neumožní vyhodnotit správný výsledek. Nevhodné observační podmínky jsou charakteristické náhlými změnami hodnot parametru DOP. Z hlediska spolehlivosti výsledků je žádoucí mít při observaci minimálně 5 satelitů. Mezi ZGB a jeho ORZGB je vhodné zaměřit terestricky vzdálenost (je nutné měřit výšky stativů) a následně vyrovnat GNSS a terestrické měření ve zpracovatelském SW měření GNSS (např. SKI-PRO, LGO). Při měření metodou GNSS je doporučeno měřit současně ve stejném okamžiku ZGB i jeho ORZGB. 1.2.4 Zpracování výsledků měření Vlastní výpočet se provádí formou postprocessingu ve zpracovatelském SW schváleném ČÚZK. V první fázi je nutné provést prvotní výpočet souřadnic ETRS 89 a u bodů kde SW neprovedl výpočet fázového řešení zkontrolovat parametry měření a odstranit z měření faktory negativně ovlivňující výpočet (nízko letící nebo zastíněná družice, časové úseky s výpadkem signálu). Stejně je nutné postupovat u již vypočtených bodů vykazující nestandardní parametry. Pokud u některých měření nelze výše uvedeným postupem parametry upravit, je nutné opakovat měření. Před výpočtem souřadnic určovaných bodů je nutné výpočtem ověřit body SŽDC-REF následovně: V projektu připravím vektory z minimálně dvou nezávislých měření, které spojují 2 body SŽDC-REF Provedu vyrovnání sítě tak, že jeden bod SŽDC-REF bude do vyrovnání vstupovat jako fixní (se známými souřadnicemi), druhý bod SŽDC-REF bude určovaný bod pro účel kontroly. (Všechny ostatní body vstupující do vyrovnání pro kontrolní výpočet budou určované!) Strana 4 (z celkem 10) Změna č.1
Souřadnice druhého bodu určené kontrolním výpočtem a souřadnice téhož bodu z dokumentace převedu libovolným transformačním klíčem do S-JTSK. Z těchto souřadnic v S-JTSK vypočtu vodorovnou vzdálenost bodu z dokumentace a bodu kontrolně vypočteného. Je-li tato vzdálenost vyšší, než 0,025 m, je nutné tuto skutečnost neprodleně nahlásit správci ŽBP a na požádání mu odeslat dokumentaci měření, z nichž byly tyto výpočty prováděny. Správce ŽBP, pak zajistí nápravu. Po výpočtu souřadnic z jednotlivých měření a ověření, že parametry měření vyhovují parametrům uvedeným ve Vyhl.č.31/ 1995 v platném znění, je nutné provést vyrovnání sítě (např. modul Adjustment SW SKI Pro). Výsledné souřadnice jsou pak v závislosti na lokálním umístění bodů transformovány lokálními transformačními klíči do S-JTSK. Součástí dokumentace je dále v souladu s vyhláškou porovnání souřadnic z dvojího měření, přičemž testujeme odchylku jednotlivých měření od váženého průměru určeného zpracovatelským SW. Směrodatná odchylka vypočtená z odchylek dvojího měření s odstupem 2 hod. by měla odpovídat σx,y = 7 mm. Tímto kriteriem se následně posoudí jednotlivé dvojice měření ( 95% zaměření musí mít odchylku menší nebo rovno 2,5 násobku této hodnoty, odchylka větší znamená důvod k opakování měření). 2. Geodetické body (GB) Geodetické body jsou podrobné body železničního bodového pole určené ve 2. třídě přesnosti. 2.1 Stabilizace GB žulovým kamenem (min. 12cmx12cmx70cm) s vysekaným křížkem nebo zabetonovaným čep./nivel. znakem v min. vzdálenosti 2,6 m od osy koleje, čep./hřeb. znakem do pevného základu, nivelačním bodem N1 s jasně identifikovatelným bodem zaměření, čep./hřeb. znak vrtule v základech trakčního vedení. Měřický znak musí být v bezpečné vzdálenosti od osy koleje (při postavení měřicího přístroje žádná jeho část nesmí zasahovat do průjezdného profilu) a nesmí být stabilizovaný v místech dotčených pravidelnou údržbou trati (např. dno příkopu). Stabilizace na skalních stěnách (čep./hřeb. znak s možnosti postavení nivelační latě). 2.2 Rozvržení GB GB se volí rovnoměrně mezi body ZGB, vzdálenost mezi body je dle rozhledových možností. Vzdálenost mezi body ŽBP by neměla být menší než 120 m, maximální vzdálenost nesmí překročit 250 m, musí být zachována viditelnost mezi sousedními body a zachován max. poměr 1:2 mezi sousedními délkami mezi GB. 2.3 Zaměření GB GB jsou určovány v terénu terestrickým měřením trojpodstavcovou metodou. Typ přístroje a počet skupin měření jednotlivých veličin musí vyhovovat pro určení souřadnic bodů s níže uvedenými charakteristikami přesnosti. Při použití přístroje bez funkce automatického cílení na hranol, je nutné měřit osnovy směrů v obou polohách dalekohledu a alespoň ve dvou skupinách. Pokud má osnova více než 2 směry, je nutné kontrolovat uzávěry. Hodnota uzávěru ve skupině nesmí překročit 20 cc. Každá délka na stanovisku musí být měřena alespoň 2x. Strana 5 (z celkem 10) Změna č.1
Při použití přístroje se zapnutou funkcí automatického cílení na hranol, se měří směry minimálně ve třech skupinách v obou polohách dalekohledu. Při každé registraci úhlů se měří i délka. Rozdíly v hodnotách zaměřených směrů mezi jednotlivými skupinami při manuálním i automatickém cílení nesmí překročit 20 cc. Při měření je třeba dbát na správné zadávání externích vlivů, zejména při měření s rozdílnými teplotami během dne. Výjimečně může být dodatečně vybudovaný GB zaměřen kontrolovaným rajonem. 2.4 Zpracování výsledků Zpracovatel je povinen v první řadě zálohovat stažená originální data z měřícího přístroje (označení o před jménem souboru) a dále pracovat a editovat kopii originálních dat ( e před názvem souboru). Zpracování výsledků se provádí ověřeným SW (Kokeš, Groma, G-Net, Geus). Pro výpočet se používá síťové řešení nebo výpočet oboustranně orientovaného polygonu. Před výpočtem síťového řešení je vhodné provést předběžný výpočet přibližných souřadnic orientovaným polygonovým pořadem. Před vlastním vyrovnáním sítě liniového charakteru metodou nejmenších čtverců, je nutné nastavit ve výpočetním SW vyšší váhu měřeným směrům na úkor měřených délek (např. nastavením horší přesnosti měřených délek 10mm + 5 ppm). Při výpočtu síťovým řešením je nutné věnovat pozornost uvedeným charakteristikám přesnosti a analyzovat uvedená odlehlá měření. Pro parametry sítě musí současně platit, že 95% oprav měřených délek nesmí překročit 0,012 m, maximální oprava délky nesmí překročit 0,016 m, oprava měřeného směru přepočítaná na délku kolmice k měřenému směru nesmí překročit 0,012 m (např. při délce záměry 200m nesmí oprava měřeného směru překročit 38 cc ). U délky měřené mezi body ZGB a ORZGB je přípustná oprava maximálně 0,030 m. 95% středních polohových chyb (viz vzorec 2.4) vypočtených bodů nesmí překročit 0,010 m, maximální střední polohová chyba nesmí překročit 0,018 m (souřadnice bodů ZGB (ORZGB) do výpočtu vyrovnání terestrických měření vstupují jako fixní, tedy s nulovou chybou). Vzorec 2.4: Výpočet střední polohové chyby bodu m P : m P = (m Y 2 +m X 2 ), kde m Y je střední chyba v souřadnici Y a m X je střední chyba v souřadnici X 3. Určení výškové souřadnice 3.1 Rozvrh měření Při stabilizaci ŽBP je nutné vyhledat všechny pevné výškové body ČSNS v dané lokalitě. Nalezené i nenalezené nebo poškozené zaevidovat. Nenalezené a poškozené je nutné nahlásit správci bodového pole (Katastrální úřad, Zeměměřický úřad). Všechny nalezené výškové body je nutné zahrnout do rozvrhu výškového měření, přičemž na bodech, které nevstupovaly do vyrovnání jako dané body, je nutno určit výškovou diferenci a tu dokumentovat. 3.2 Vlastní měření Pro výškové měření se používá metoda obousměrné technické nivelace mezi ověřenými výškovými body tam a zpět. Stanovená odchylka v milimetrech je 20 R, kde R je délka nivelačního pořadu v km. Lze použít i jednosměrnou nivelaci a kontrolu nivelace provést porovnáním s přímo měřeným převýšením z terestrického měření polohových souřadnic ŽBP. Předpokladem využití této kontroly je měření polohových souřadnic třípodstavcovou metodou s velmi přesným určováním a evidencí výšek stativů. Strana 6 (z celkem 10) Změna č.1
3.3 Zpracování U analogových přístrojů je zápis prováděn do předepsaných zápisníků. V těch je i následně proveden výpočet a vyrovnání. V zápisníku musí mít očíslované strany a uvedeno: název lokality měření, datum, podmínky měření a jméno měřiče, zapisovatele, figuranta s latí a zpracovatele. Do digitální dokumentace je založen sken tohoto zápisníku. U digitálních přístrojů se použije SW pro výpočet a vyrovnání nivelačních pořadů. 4. Dokumentace ŽBP 4.1 Digitální forma Členění adresářů Data jsou členěna podle TÚ a označením kilometrického úseku např.: adresářová struktura: TU0203/km 41_5-54_6 /(Nazev_zakazky)/ podadresáře (viz. Obr. 4.1): - podklady - dokumentace Podklady obsahují: a) Projekt GNSS b) Záznamy měření polygonu c) Záznamy nivelace (v digitální formě: digitální nebo naskenované vypočtené analogové zápisníky) Po stažení naměřených dat z měřících přístrojů je povinnost soubor s neopravovanými daty označený ve jméně souboru předponou o_ zálohovat do podadresáře zapis_orig a pak teprve přistoupit k jejich případné editaci a zálohovat i soubor s editovanými daty (tj s kterým se dále pracuje). Editovaný soubor označený ve jméně souboru předponou e_ bude uložen do adresáře zapis_edit Dokumentace obsahuje kopie odevzdaných dat zákazníkovi, pokud se jedná o samostatnou zakázku, včetně naskenované objednávky a potvrzeného předávacího protokolu ve složení: a) Technická zpráva v otevřeném formátu. Nesmí zde chybět informace, kdy a kým byla provedena prostorová, polohová a výšková měření, použité typy přístrojů, použité výpočetní a zpracovatelské programy, dosažené charakteristiky přesnosti (průměrná střední kvadratická souřadnicová chyba nebo průměrná polohová chyba souboru bodů, maximální střední polohová chyba bodu) b) Kopie nejnovějších kalibračních listů k použitým geodetickým přístrojům c) Přehledná mapa bodů v otevřeném formátu d) Seznam souřadnic základních geodetických bodů (ZGB) a geodetických bodů (GB). e) Geodetické údaje bodů ŽBP dle přílohy 1.1 f) Protokol určení bodů podrobného bodového pole technologií GNSS g) Transformační protokol z ETRS89 do S-JTSK včetně souřadnic ETRS89 a S-JTSK identických bodů transformace (v případě využití transformační služby SŽG lze použít protokol o výpočtu TRK z této služby). h) Rozbor přesnosti měření GNSS dle Vyhlášky ČÚZK 31/1995 Sb. v platném znění i) Protokol určení GB - u rozsáhlejších sítí možno pouze v digitální formě j) Protokol výškového měření - včetně nivelačních údajů výškových bodů, na které bylo výškové měření připojeno a zhodnocení stavu státního výškového pole v zájmové lokalitě. Názvy složek (adresářů) a souborů nesmí obsahovat háčky a čárky a znaky mezer je nutné nahradit podtržítky (viz Obr. 4.1) Strana 7 (z celkem 10) Změna č.1
Obr 4.1: Příklad struktury složek a souborů dokumentace vybudovaného ŽBP Obsah disku (CD, DVD) musí být opatřen digitálním podpisem ÚOZI dle 18 vyhlášky č. 31/1995 Sb. Strana 8 (z celkem 10) Změna č.1
4.2 Listinná forma dokumentace Listinná forma dokumentace musí obsahovat, technickou zprávu, přehlednou mapku určovaného ŽBP s přibližně zakreslenou osou koleje, seznam souřadnic určovaných bodů v S-JTSK, geodetické údaje bodů. U SŽG se archivuje jedno paré listinné podoby ověřené ÚOZI s přiloženým datovým médiem (CD, DVD) s uloženou digitální formou dokumentace ŽBP. 4.3 Data pro IS Pro každý vybudovaný bod ŽBP budou vyhotovena data pro IS správy ŽBP dle příloh 1.2 a 1.3. Tato data včetně fotografické dokumentace stabilizací zhotovuje správce ŽBP. Tvorba těchto dat je povinná po uvedení do provozu IS správy ŽP a IS správy TRK. Do doby zprovoznění těchto IS mohou být tato data uložena na datové médium (CD, DVD) a Odbor centrální dokumentace SŽG Praha. Název složky s daty pro IS ŽBP je IS_ZPB, název složky s daty pro IS TRK je IS_TRK (viz. Obr. 4.3) Obr 4.3: Ukázka struktury složek a souborů dat pro IS ŽBP a IS TRK přiložených k dokumentaci vybudovaného ŽBP (zde pro názornost jen 6 bodů) Strana 9 (z celkem 10) Změna č.1
2 PŘÍLOHY Příloha č.1 Návod pro vybudování, správu a údržbu sítě SŽDC-REF Příloha č.2 Metodický návod pro zajištění transformační služby SŽDC Příloha č.3 Geodetické údaje bodů ŽBP Příloha č.4 Vstupní data pro IS ŽBP Příloha č.5 Data, metadata ŽBP Příloha č.6 Evidence a rev ize TRK Příloha č.7 Vstupní data pro IS správy TRK Příloha č.8 Data, metadata TRK ZÁZNAM O ZMĚNÁCH Číslo Účinnost od Obsah Datum Opravil 1 1.2.2013 Nový dokument 1.2.2013 Ing.Komínek 2 3 4 5 Strana 10 (z celkem 10) Změna č.1