Fakulta stavební DIPLOMOVÁ PRÁCE ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE. Studijní program: Geodézie a kartografie

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Fakulta stavební Studijní program: Geodézie a kartografie

DIPLOMOVÁ PRÁCE Výškové připojení a zaměření základního důlního bodového pole štoly Josef.

Vedoucí diplomové práce: Ing. Jiřikovský Tomáš, Ph.D.

Praha 2012

Michal Novotný

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE, FAKULTA STAVEBNÍ

Čestné prohlášení: Prohlašuji, že diplomovou práci na téma „Výškové připojení a zaměření základního důlního bodového pole štoly Josef“ jsem vypracoval samostatně a v závěru jsem uvedl veškeré použité zdroje a literaturu v souladu s Metodickým pokynem

č.

1/2009

O

dodržování

etických

principů

při

přípravě

vysokoškolských závěrečných prací.

V Praze dne: 11. 05. 2012

…………………… Podpis


Poděkování: Tímto bych chtěl poděkovat mému vedoucímu diplomové práce Ing. Tomáši Jiřikovskému, Ph.D. za odbornou pomoc, cenné rady a podněty k vyhotovení mé práce. Dále bych chtěl poděkovat doc. Ing. Antonínu Zemanovi,

DrSc.

a Ing. Janu

Holešovskému

za

poskytnuté

informace

k problematice Moloděnského výšek. Inženýru Zdeňku Vyskočilovi, Ph.D. za odbornou pomoc na téma kalibrace nivelačních latí. V neposlední řadě bych rád poděkoval Ing. Bronislavu Koskovi, Ph.D., Bc. Janu Varyšovi, Bc. Jiřímu Křejčímu, Bc. Janu Ďoubalovi a Jakubovi Kleinovi za spolupráci při práci v terénu.


Anotace: Diplomová práce se zabývá problematikou výškového připojení důlního díla Josef k ČSNS. K zaměření bylo potřeba zhotovit návrh a následně vybudovat síť bodů důlního výškového bodového pole na povrchu. Na povrchu bylo provedeno připojení k ČSNS pomocí přesného měření. Dále bylo provedeno zaměření bodů základního důlního výškového bodového pole v podzemí, které bylo připojeno na povrchovou část.

Klíčová slova: Přesná nivelace, bodové pole, důlní dílo, připojení, nadmořská výška, měření výšek, trigonometrická nivelace, normální výšky.


Abstract: This diploma work deals with a dilemma of vertical connection (nebo místo connection použij connexion) of mine work, which is called Josef to ČSNS (Czech State Levelling Network). For the measurement there was necessary to prepare a suggestion and subsequently to build up a network of points of height point field on the surface. On the surface there was done a connection to ČSNS by accurate measuring. Further there were points of basic mining height point field in the underground measured. That measuring was connected to surface part.

Key words: Height accurate leveling, point field, mine work, connection, elevation above sea-level, altimetry, trigonometric levelling, standard elevations.


zadání


Obsah Seznam obrázků ............................................................................................... 9 Seznam tabulek .............................................................................................. 11 Použité zkratky ............................................................................................... 12 Úvod a cíle práce............................................................................................ 13 1

2

3

Historie a popis důlního díla Josef ........................................................ 14 1.1

Popis štoly Josef ................................................................................. 14

1.2

Historie štoly Josef .............................................................................. 18

1.3

Geologie v okolí štoly Josef ................................................................ 21

Významné projekty ve štole Josef ......................................................... 24 2.1

Timodaz .............................................................................................. 24

2.2

NORM ................................................................................................. 25

2.3

Meziuniverzitní podzemní laboratoř .................................................... 26

Členění výškového bodového pole ........................................................ 27 3.1

4

Rozdělení ČSNS ................................................................................. 27

Situace a určení metody měření ............................................................. 28 4.1

Pracovní pomůcky .............................................................................. 29

4.2

Vytvoření výškového bodového pole .................................................. 32

4.3

Ověřovací měření ............................................................................... 34

4.4

Metoda měření - velmi přesná nivelace .............................................. 34

5

Připojovací měření .................................................................................. 36

6

Měření uvnitř štoly Josef ........................................................................ 39

7

Trigonometrická nivelace ....................................................................... 43

8

Normální Moloděnského výšky .............................................................. 45

-7-


8.1

Definice podle VÚGTK ........................................................................ 46

8.2

Normální Moloděnského výšky v podzemí .......................................... 46

9

Kalibrace nivelačních latí ........................................................................ 47 9.1

Popis horizontálního komparátoru ...................................................... 48

9.2

Popis laserového interferometru ......................................................... 49

10

Výpočet výsledných výšek bodů ........................................................ 51

10.1

Určení přesné délky laťového metru ................................................ 51

10.2

Výpočet normálních výšek bodů ...................................................... 52

11

Kontrolní zaměření výšek pomocí trigonometrické nivelace ........... 56

12

Přesnosti měření .................................................................................. 58

12.1

Trigonometrická nivelace ................................................................. 58

12.2

Velmi přesná nivelace ...................................................................... 59

12.3

Porovnání trigonometrické a velmi přesné nivelace........................ 59

13

Výsledky ................................................................................................ 60

13.1

Měřené veličiny a výšky bodů bez zaváděných korekcí a oprav ...... 60

13.2

Výsledky kalibrace nivelačních latí .................................................. 63

13.3

Měřené veličiny a výšky bodů se zaváděnými opravami ................. 64

13.4

Zavedení normálních Moloděnského výšek ..................................... 68

13.5

Trigonometrická nivelace ................................................................. 71

13.6

Porovnání výsledků velmi přesné nivelace s trigonometr. nivelací .. 74

Závěr ............................................................................................................... 76 Použité zdroje ................................................................................................. 78 Seznam příloh................................................................................................. 80

-8-


Seznam obrázků Obr. 1 - Situace [9] ........................................................................................... 14 Obr. 2 - Schéma zprovozněných štol [6] .......................................................... 16 Obr. 3 - Schéma podzemí Čelina západ [6] ..................................................... 17 Obr. 4 - Schéma části Mokrsko západ [6] ........................................................ 17 Obr. 5 - Zabetonované portály štoly Josef [6]................................................... 18 Obr. 6 - Aktuální pohled na štolu ...................................................................... 19 Obr. 7 - Počátky projektu [6]............................................................................. 24 Obr. 8 - Hotová verze tunelu [6] ....................................................................... 24 Obr. 9 - Vrtání v lokalitě Čelina [6] ................................................................... 25 Obr. 10 - Pohled do Mezilabu........................................................................... 26 Obr. 11 - Mezilab [6]......................................................................................... 26 Obr. 12 - Místopisný náčrt bodu 25 [10] ........................................................... 29 Obr. 13 - Trimble Zeiss DiNi 12T [17] ............................................................... 30 Obr. 14 - Nivelační lať [15] ............................................................................... 30 Obr. 15 - Měřické kolečko [12] ......................................................................... 31 Obr. 16 - Nivelační podložka ............................................................................ 31 Obr. 17 - Síť nově stabilizovaných bodů [9] ..................................................... 32 Obr. 17.1 - Síť nově stabilizovaných bodů na vrstevnicové mapě [19] ............. 33 Obr. 18 - Geometrická nivelace ze středu [11] ................................................. 35 Obr. 19 - Nivelace na povrchu 1....................................................................... 37 Obr. 20 - Nivelace na povrchu 2....................................................................... 37 Obr. 21 - Nivelace na povrchu 3....................................................................... 38 Obr. 22 - Nivelace v podzemí 1 ........................................................................ 41

-9-


Obr. 23 - Nivelace v podzemí 2 ........................................................................ 42 Obr. 24 - Nivelace v podzemí 3 - lať na bodě 522............................................ 42 Obr. 25 - Leica TCA 2003 [16] ......................................................................... 43 Obr. 26 - Trigonometrická nivelace 1 ............................................................... 44 Obr. 27 - Trigonometrická nivelace 2 ............................................................... 44 Obr. 28 - Konstrukce pro uchycení latě 1 [13] .................................................. 47 Obr. 29 - Konstrukce pro uchycení latě 2 [13] .................................................. 47 Obr. 30 - Schéma komparátoru [13] ................................................................. 48 Obr. 31 - Interferometr Renishaw [13] .............................................................. 49 Obr. 32 - Uspořádání optických komponentů [13] ............................................ 49 Obr. 33 - Ukázka grafu kalibrace nivelační latě ................................................ 50

- 10 -


Seznam tabulek Tab. 1 - Měřená převýšení ............................................................................... 60 Tab. 2 - Porovnání dosaženého a mezního rozdílu pro II. a III. řád (VPN/PN) 61 Tab. 3 - Výšky bodů bez zaváděných oprav .................................................... 62 Tab. 4 - Kalibrace nivelačních latí .................................................................... 63 Tab. 5 - Oprava délky laťového metru .............................................................. 64 Tab. 6 - Opravená měřená převýšení .............................................................. 65 Tab. 7 - Porovnání dosaženého a mezního rozdílu po zavedených opravách pro II. a III. řád (VPN/PN) ...................................................................................... 66 Tab. 8 - Opravené výšky nivelačních bodů ...................................................... 67 Tab. 9 - Hodnoty uvedené v rovnici (16) .......................................................... 68 Tab. 10 - Opravené výšky nivelačních bodů .................................................... 69 Tab. 11 - Opravená převýšení.......................................................................... 70 Tab. 12 - Ukázka rozdílu převýšení.................................................................. 70 Tab. 13 - Trigonometrická nivelace - TAM ....................................................... 71 Tab. 14 - Trigonometrická nivelace - ZPĚT ...................................................... 72 Tab. 15 - Průměrné převýšení z trigonometrické nivelace ............................... 73 Tab. 16 - Porovnání převýšení mezi hlavními body ......................................... 73 Tab. 17 - Porovnání výšek bodů velmi přesné a trigonometrické nivelace....... 74 Tab. 18 - Porovnání nivelovaných a trigonometrických převýšení ................... 74 Tab. 19 - Porovnání přesnosti měření .............................................................. 75

- 11 -


Použité zkratky VPN:

Velmi přesná nivelace

ČSNS:

Česká státní nivelační síť

Bpv:

Balt po vyrovnání

ČVUT:

České vysoké učení technické

FSv:

Fakulta stavební

FJFI:

Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská

Mezilab:

Meziuniverzitní laboratoř

VÚGTK:

Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický

GPS:

Global Positioning Systém

B.a.:

Bouguerova anomálie

UEF:

Underground Education Facility

S-JTSK

Souřadnicový systém jednotné trigonometrické sítě katastrální

- 12 -


Úvod a cíle práce Diplomová práce se zabývá návrhem a vybudováním bodů výškového bodového pole na povrchu, jejich zaměřením a připojením k České státní nivelační síti (ČSNS) pomocí velmi přesné nivelace. Tento projekt byl zadán Českému vysokému učení technickému v Praze, kde tento projekt přijala katedra speciální geodézie. Cílem této Diplomové práce bylo výškové zaměření bodů základního důlního bodového pole v podzemí a jejich připojení na povrchovou část. Výškové připojení se provádí, aby bylo možné následně dopočítat výšky bodů pro důlní činnosti a práce na výzkumných projektech. Dále bylo potřeba určit výšky nivelačních bodů povrchové části nivelace ve výškovém systému baltském po vyrovnání (Bpv.). Jelikož se jednalo o velmi přesnou nivelaci, bylo třeba zde zavést problematiku normálních Moloděnského výšek, které zohledňují tíhové vlivy při měření na zemském povrchu. V neposlední řadě bylo provedeno kontrolní zaměření základního důlního polohového bodového pole v podzemí pomocí trigonometrického určování převýšení. Tato metoda měření se v praxi dá nazvat také jako trigonometrická nivelace.

- 13 -


1 Historie a popis důlního díla Josef 1.1 Popis štoly Josef Můžeme tvrdit, že štola Josef je první výukové, školící a specializované pracoviště pro přípravu studentů tohoto typu v Evropě. Druhé podobné pracoviště se nachází v Americe. Jedná se o Colorado School of Mines v Kalifornii.

Obr. 1 - Situace [9]

Podzemní výukové středisko „UEF Josef“ je situováno v prostoru průzkumné štoly Josef. Štola se nachází přibližně 50 km jižně od Prahy mezi obcemi Čelina a Mokrsko v blízkosti Slapské přehrady. Tato lokalita byla zvolena pro svou dobrou dostupnost ze školy (ČVUT). Jedná se o objekt, který je pod správou státního orgánu. Z tohoto důvodu jsou pořizovací cena a náklady na provoz reálně dostupné pro studijní účely. To vše i díky společnosti Metrostav a.s., která se podílí na správě objektu.

- 14 -


1.1.1 Technické informace

délka chodeb ve štole:

7853 m

délka páteřní štoly:

1835 m profil 14-16 m2

délka ostatních chodeb:

6018 m profil 9 m2

výška nadloží:

90-110 m

zeměpisná šířka a délka:

N 49°43'50.145 " E 14°20'54.591"

délka hlavní štoly v části Mokrsko západ:

455 m

délka hlavní štoly v části Čelina západ:

208 m

- 15 -


Obr. 2 - Schéma zprovozněných štol [6]

Toto schéma štoly Josef slouží k tomu, aby bylo možné si uvědomit celkový rozsah podzemního komplexu. Není zde žádná souvislost se skutečnými délkami podzemních prostor. Skutečné délky jsou uvedeny v kapitole (1.1.1) na předchozí straně.

- 16 -


Obr. 3 - Schéma podzemí Čelina západ [6]

Obr. 4 - Schéma části Mokrsko západ [6]

- 17 -


1.2 Historie štoly Josef Štola Josef byla vybudována na základě dřívějšího geologického průzkumu v oblasti tzv. Psích hor. Ražba důlních prostorů začala již kolem roku 1981. V té době vzniklo podzemní dílo v celkovém rozsahu téměř 8 km chodeb. Toto dílo bylo využíváno jak pro geologické výzkumy v této oblasti, tak i pro připravovanou studii věnující se těžbě zlata, která se začala naplňovat 8 let po ražbě první štoly a trvala necelé dva roky. Od roku 1995 byly veškeré práce na ražbě a výzkumech ve štole a okolí ukončeny. Problémy s chátrajícím areálem štoly nadále kulminovaly, až v roce 2000 přispěly k celkovému uzavření areálu. Dokonce došlo i k zabetonování obou portálů vedoucích do štoly.

Obr. 5 - Zabetonované portály štoly Josef [6]

V roce 2003 přišlo ČVUT v Praze s nápadem využít tento komplex podzemních chodeb ke studijním a výzkumným činnostem pro vzdělávání studentů v těchto atypických podmínkách.

- 18 -


Ve spolupráci s firmou Metrostav a.s. vznikl projekt na obnovení důlního díla Josef. S využitím dostupných finančních prostředků vše vyvrcholilo v roce 2005, kdy byla uzavřena smlouva s Ministerstvem životního prostředí o propůjčení díla pro výzkumné a studijní účely. Celý tento projekt je pod záštitou ČVUT Fakulty stavební. Nyní se společnost Metrostav a.s. nepodílí na žádných výzkumných činnostech v areálu štoly Josef. Nic tedy nebránilo tomu, aby byl v srpnu roku 2005 zpřístupněn celý areál a opět proražen vstup do štoly. Celkový stav důlního komplexu byl prozkoumán Báňskou záchrannou službou a po roce došlo k definitivnímu zpřístupnění obou vstupů do podzemního díla. Poté se začalo intenzivně pracovat na rekonstrukci hlavních i vedlejších štol. Pozadu nezůstal ani venkovní areál, jenž prošel velkými změnami jak vzhledovými, tak i funkčními.

Obr. 6 - Aktuální pohled na štolu

- 19 -


1.2.1 Počátky dobývání zlata Přestože se nedochovaly skoro žádné písemné dokumenty o dobývání zlata v Psích horách, můžeme se spíše domnívat, že k těžbě docházelo. Na mnoha místech v okolí jsou vidět jasné známky hornických činností, které nám tuto teorii potvrzují. Ještě za dob Keltů se zlato získávalo z rýžovišť. Jedno z rýžovišť se nacházelo v Čelinském potoce a v naplaveninách z Vltavy u města Smilovice. V dnešní době jsou rýžoviště zlata v těchto místech nenávratně ztracena z důvodu vzniku Slapské přehrady.

1.2.2 Hornická tradice v oblasti Samotná štola Josef vznikla za účelem průzkumu zlatem obohacené horniny v oblasti, která je známá již od středověku pod názvem Psí hory. Celá oblast se nalézá jihovýchodně od města Nový Knín. Za dob Českého království patřila k nejvýznamnějším báňským oblastem. Zlato se těžilo nejen v oblasti Psích hor, ale také v Novoknínském, Kozohorském a Libčickém revíru. Nejvíce vytěženého zlata do poloviny dvacátého století zaznamenala libčická oblast. Celá oblast je umístěná v Jílovském pásu hornin, který své jméno dostal podle známého města „Jílové u Prahy“. Zlato, které bylo získáváno u tohoto města, je známo svou úlohou v historii naší země. Byla z něj totiž vyráběna velká část lucemburských dukátů, kterými se začalo platit za vlády Jana Lucemburského. Těžba v okolí Jílového probíhala až do roku 1968, kdyby byla definitivně ukončena.

1.2.3 Hlavní rozkvět těžby Hlavní rozvoj těžby přišel až v raném středověku. Od metody rýžování se již upustilo a přešlo se k metodě dolování zlata z horniny. K největšímu rozmachu dolování zlata došlo ve 13. a 14. století. Pomocí štol v okolí Čeliny se dostávali horníci ke křemenným žilám, které obsahovaly nejvíce zlata.

- 20 -


Tato podzemní

díla

dosahovala

většinou

dvacetimetrové

hloubky.

Maximální zjištěnou dosaženou hloubkou bylo 60 m. Ve většině případů se v blízkosti dolů nacházely kovárny na výrobu pracovních nástrojů do dolů a vodní mlýny na rozdrcení rudy. Ve středověku byli horníci znevýhodněni velice primitivními nástroji pro těžbu. Ruda se těžila pomocí železných kladívek a čtverhrannými palicemi. Těmito nástroji odlamovali kusy zlatonosného křemene, které následně dováželi do rudných mlýnů. Zde se materiál rozdrtil a následnou procedurou amalgace se z rudy oddělovalo samotné zlato. Těžba zlata se definitivně zastavila v polovině 16. století, kdy již byla většina žil vyčerpána. Níže položená naleziště byla samozřejmě hůře dostupná a tvořena z pevnějších hornin. Tím pádem se náklady na těžbu zlata zvětšovaly. Stojí za povšimnutí, že na rozdíl od těžebních míst kolem Nového Knína, kde těžba pokračovala v malém rozsahu dále, se horníci do Psích hor vrátili až na konci 20. století. Byly zde objeveny velice jemnozrnné křemenné žíly, kde zlato není na první pohled vidět, tudíž jim ve středověku nebyla věnována pozornost. Podle dochovaných zdrojů nelze určit, kolik zlata se za období hlavní těžby vytěžilo. Je odhadováno, že se celkově v oblasti Nového Knína získaly až čtyři tuny zlata. Psí hory byly lépe zmapovány po hornické stránce za pomoci archeologického průzkumu, který provedla Akademie věd. Tento průzkum zaznamenal mnoho výrazných úspěchů. Byly nalezeny známky po důlní těžbě, části mlýnských kamenů, železné hornické nářadí a mnoho dalších předmětů souvisejících s těžbou zlata v Psích horách.

1.3 Geologie v okolí štoly Josef Samotná štola byla ražena jako pomoc při výzkumných pracích v oblasti Psích hor. Převážná část území je složena z 600 milionů let starých proterozoických hornin Jílovského pásma.

- 21 -


Nejobsáhlejšími horninami v oblasti Psích hor jsou vulkanity spíše kyselého složení a to například andezity, ryolity a bazalty. Dále se zde nachází v menší míře také žuly a takzvané tufy. V nadloží se nejčastěji vyskytují tufitické břidlice. V části štoly Mokrsko-západ, která byla vybudována kvůli těžbě zlata, se nachází granodioritové horniny. V neposlední řadě se zde nachází samotné zlato. Je nejčastěji obsaženo v křemenných žilách a žilnicích.

1.3.1 Geologický průzkum Psích hor V období mezi počátkem roku 1977 až do roku 1980 proběhl v oblasti Psích hor rozsáhlý geologický průzkum Jílovského pásma hornin, který měl potvrdit nebo vyvrátit výskyt významných ložisek zlatonosného zrudnění. Podrobné prozkoumání obsahovalo v první řadě geologické zmapování celé oblasti, posléze zjištění geofyzikálních poměrů a dále geochemický průzkum půdního materiálu. V neposlední řádě se provedl báňský průzkum oblasti z důlního díla Josef, který byl kombinovaný s hloubkovými podzemními vrty. Minimalizované průzkumy celé oblasti pokračovaly až do roku 1990.

1.3.2 Rozsah průzkumných prací provedeno 103 jádrových vrtů o celkové délce 23 378 m

provedeno 127 podzemních jádrových vrtů o celkové délce 13 137 m

vyražena štola Josef: informace v kap. 5.2.1 Technické specifikace

proraženy 3 větrací komíny – celková délka se odhaduje až na 330 m

zanalyzováno 9 818 půdních vzorků a přes 25 000 vzorků z vrtů

- 22 -


1.3.3 Výsledky průzkumu Na území známých zlatonosných ložisek Čeliny, Mokrsko-východ a nově nalezeného ložiska Mokrsko-západ bylo zjištěno, že se zde nachází až 75 tun zlata. Celkové množství zlata v oblasti Psích hor je odhadováno až na 130 tun, což řadí tuto oblast mezi nejbohatší naleziště zlata v celé Evropě. V devadesátých letech, kdy probíhal průzkum, bylo v oblasti Čeliny vytěženo přibližně 19 500 tun horniny (tzv. rudnina), ze které se získalo zhruba 21 kg již čistého zlata. Průměrný obsah zlata v hornině činí asi 2 gramy na jednu tunu horniny. Na konci minulého století projevili zájem o těžbu v této krajině zahraniční investoři. Na podnět geologů a místních občanů nebyla těžba povolena. Jelikož k separaci zlata v této oblasti je nutné použít riskantní metodu za pomoci kyanidového loužení, která je velice náchylná k zničení životního prostředí a celkového rázu krajiny, byla možnost těžby zlata v Psích horách definitivně zamítnuta. Použité zdroje pro kapitolu (1) : [6] [14] [9] [18] [22]

- 23 -


2 Významné projekty ve štole Josef Ve štole probíhá nejen výuka a praktická příprava studentů v rámci odborné činnosti, ale i výzkumné a experimentální projekty. Jsou zde řešeny jak tuzemské, tak i evropské zakázky.

2.1 Timodaz Timodaz je evropský experiment, který zjišťuje dlouhodobý vliv tepla na stabilitu ostění. Na tomto projektu v současnosti spolupracuje 14 evropských institucí a celkový rozpočet se šplhá až k 4 mil. euro. Ve štole je postaven krátký úsek originálního úložného tunelu, který byl dovezen z výzkumného pracoviště v Belgii. V takových tunelech bude ukládat do kontejneru radioaktivní odpad. Kontejner prvních 50 let produkuje obrovské množství tepla, které způsobuje zahřívání ostění až na 90°C. Jelikož do dnešní doby není známa technologie na přepracování vyhořelého jaderného paliva. Předpokládá se, že by palivo mělo zůstat bezpečně uloženo stovky, možná až tisíce let pod zemským povrchem. Je tedy třeba zajistit kvalitní úložné prostory pro dané kontejnery. Celé ostění je složeno z betonových segmentů. Na vnitřní straně objektu je upevněno topení, ve kterém protéká ohřátá voda na 90°C. V celém ostění je umístěno 250 senzorů, jež zaznamenávají každých deset minut naměřené hodnoty, které jsou dále zpracovávány v matematických modelech.

Obr. 8 - Hotová verze tunelu [6]

Obr. 7 - Počátky projektu [6]

- 24 -


2.2 NORM Tento projekt se zabývá využitím norských klasifikací hornin pro zvýšení kvality parametrů, které vstupují do monitorovacích systémů na skladování a ukládání podzemních plynů. Zjednodušeně řečeno se jedná o projekt, který zkoumá plynopropustnost hornin, například CO2. Norské klasifikační systémy jsou používány na celém světě například pro posouzení stability podzemních inženýrských konstrukcí. Výsledkem tohoto projektu bude lepší pochopení problematiky výskytu nebezpečných plynů v horninách a jejich prostupnost.

Obr. 9 - Vrtání v lokalitě Čelina [6]

- 25 -


2.3 Meziuniverzitní podzemní laboratoř Díky projektu, který vznikl v roce 2010 pod názvem „Mezinárodní spolupráce

na rozvoji

podzemní

laboratoře

Josef

v oblasti

ukládání

nebezpečných látek a plynů“ se zrodila v části štoly Mokrsko-západ již v názvu zmíněná Meziuniverzitní podzemní laboratoř, tzv. Mezilab. Projekt je pod záštitou nejen pražského ČVUT (FSv, FJFI), ale i Vysoké školy chemickotechnologické v Praze, Masarykovy univerzity v Brně a Technické univerzity v Liberci.

Obr. 11 - Mezilab [6]

Obr. 10 - Pohled do Mezilabu

Použité zdroje pro kapitolu (2) : [6] [14] [18] [22]

- 26 -


3 Členění výškového bodového pole Veškeré výšky bodů v České republice jsou uvedeny ve výškové síti ČSNS (Česká státní nivelační síť). Výšky těchto bodů jsou vztaženy k ploše „kvazigeoidu“. Výchozím výškovým bodem je nula stupnice mořského vodočtu v Kronštadtu. Zkratka pro tento výškový systém je Bpv (Balt po vyrovnání). Výškový systém Bpv je definován výchozím výškovým bodem v Kronštadtu a souborem normálních výšek z mezinárodního vyrovnání vstupujících nivelačních sítí. Dříve se používal jadranský výškový systém pro nivelační síť ČSJNS/J. Nulovým bodem pro tento systém je střední hladina Jadranského moře v městě Terst.

3.1 Rozdělení ČSNS a) Státní nivelační síť - základní výškové bodové pole (ZVBP): základní nivelační body - výchozím bodem pro ČR je Lišov. nivelační síť I. řádu nivelační síť II. řádu nivelační síť III. řádu

b) Státní nivelační síť – podrobná nivelační síť (PVBP): nivelační síť IV. řádu body plošné nivelační sítě

Použitá literatura pro kapitolu (3): [4] [5]

- 27 -


4 Situace a určení metody měření Na podnět podzemního výukového střediska Josef a výzkumných organizací, jež provádějí vědecké práce v podzemním komplexu Josef, bylo provedeno výškové a polohové zaměření štoly. Problém polohového připojení je vyřešen v Diplomové práci Bc. Jana Varyše - „Polohové připojení a zaměření základního důlního bodového pole štoly Josef“. Práce na tomto projektu byla zadána Fakultě stavební ČVUT, konkrétně katedře speciální geodézie. Osobou zodpovědnou za tento projekt byl Ing. Tomáš Jiřikovský, Ph.D., který tento návrh nabídl ke zpracování jako dvě samostatné diplomové práce. Protože doposud ke štole Josef nebylo provedeno kvalitní výškové připojení připojené na ČSNS, bylo zapotřebí nalézt v okolí nejbližší bod ČSNS a provést připojovací měření. Pro zkvalitnění výsledků byla vybudována síť nově stabilizovaných důlních výškových bodů. Pro naše účely byla zvolena vhodná a dostatečně přesná metoda měření výškového připojení. Po prozkoumání terénu bylo rozhodnuto, že vhodnou metodou měření bude velmi přesná nivelace, která se připojí na nivelační pořad Id5 Dublovice-Nový Knín na bod Id5-25 (Čelina-skála). Nový odbočný nivelační pořad byl pojmenován „Cholín - Smilovice“. Celková délka nivelačního pořadu je 1430 m a převýšení dosahuje hodnoty -52 m. Pracovní označení bodů důlní výškové sítě bez připojovacího bodu 25 bylo pojmenováno prvním číslem 1a až ke koncovému bodu 4a. Mezi těmito body byly dále stabilizovány body 2a, 3.1a a bod 3a. U portálu štoly Josef byly stabilizovány tři výškové body důlního výškového bodového pole (HVB1, VB2, VB3). Hlavní výškový bod HVB1 byl připojen na nově vytvořený nivelační pořad „Cholín - Smilovice“, konkrétně na bod 4a. Délka tohoto pořadu je 230 m a převýšení -17 m. Celkové převýšení mezi body 25 - HVB1 je 69 m.

- 28 -


Obr. 12 - Místopisný náčrt bodu 25 [10]

4.1 Pracovní pomůcky 4.1.1 Nivelační přístroj Trimble-Zeiss DiNi 12T Jedná se o velmi přesný digitální nivelační přístroj Trimble Zeiss DiNi 12T. Tento přístroj dosahuje přesnosti až 0,3 mm na jeden kilometr (0,3mm/km). Přístroj byl vybrán pro velmi přesné měřící vlastnosti a hlavně pro velmi rychlé zpracování kódového čtení na lati. Princip odečítání čárkového kódu značně zrychluje samotné měření. Čtení je automaticky odečítáno a dále zapisováno na paměťové médium umístěné v přístroji. Naskytuje se možnost nastavení množství čtení na jedné záměře „vpřed a vzad“. Pro naše účely bylo zvoleno dvojnásobné čtení jedné výšky, ze které si přístroj vypočítal jednu průměrnou hodnotu čtení na lati. Zajímavostí byla možnost číst délku záměry, která nám dávala příležitost kontrolovat podobnost délky záměr „vzad“ a „vpřed“.

- 29 -


S elektronickým

zápisem

měřených

dat

odpadá

možnost

chyby

ze špatného odečtení a následného zápisu do nivelačního zápisníku.

Obr. 13 - Trimble Zeiss DiNi 12T [17]

4.1.2 Nivelační invarové latě S automatickým

odečítáním

čtení

přichází

konstrukce speciálních nivelačních latí s čárovým kódem. Čárový kód je umístěn na invarovém pásu. Tyto latě jsou většinou opatřeny dvěma opěrnými tyčemi, které slouží jako opěrné body pro udržení latě v co možná nejsvislejší poloze. To zajišťují spolu s dvěma umístěnými krabicovými libelami. Pro povrchovou část byly použity dvě nivelační latě 3m a v podzemí byly použity dvě 2m nivelační latě.

Obr. 14 - Nivelační lať [15]

- 30 -


4.1.3 Měřické kolečko Nedílnou součástí při velmi přesné nivelaci byla pomůcka tzv. odměřovací kolečko. Tímto kolečkem bylo docíleno přesného rozměřování záměr „vpřed“ a „vzad“. Rukojeť kolečka je složitelná ke konstrukci kolečka, což usnadňuje přepravu kolečka. Měřické kolečko poskytuje možnost jak sčítání, tak i odečítání na počítacím zařízení.

Obr. 15 - Měřické kolečko [12]

4.1.4 Nivelační podložka Nivelační podložka se používá z důvodu odstranění

vlivu

z nepevného

postavení

nivelačních latí na zemském povrchu. Byla použita přibližně 5 kg těžká nivelační podložka trojúhelníkového

tvaru,

na

níž

je

umístěn

kruhový základ. Na kruhovém základu je jeden opracovaný hrot, na který se lať pokládá. Tato podložka byla opatřena pomocnou rukojetí Obr. 16 - Nivelační podložka

pro lepší manipulaci při přenosu.

- 31 -


4.2 Vytvoření výškového bodového pole Pro zvýšení přesnosti měřených převýšení a výsledné výšky připojovacího bodu (bod č. 501) u portálu štoly Josef byla mezi počáteční připojovací bod a bod u portálu vložena pětice bodů výškového bodového pole. První čtyři body byly stabilizovány litinovou čepovou značkou. Dva z

nich byly osazeny

do pevné stěny skalního masivu u místní komunikace, jeden do betonového silničního propustku, další na stěnu malé „vodárničky“ a poslední byl umístěn jako hřebová litinová značka na kraji betonového kvádru kanalizační šachty. Všechny body byly opatřeny nejméně třemi oměrnými mírami, které byly uvedeny do místopisného náčrtu. Dále byly vytvořeny tři hlavní výškové body u portálu, jenž slouží k připojení na podzemní polohovou síť ve štole Josef. Dva z nich byly osazeny v betonovém ostění u vchodu do štoly čepovou litinovou značkou a poslední stabilizován malou čepovou značkou na hlavní budově „UEF Josef“.

Obr. 17 - Síť nově stabilizovaných bodů [9]

- 32 -


Obr. 17.1 - Síť nově stabilizovaných bodů na vrstevnicové mapě [19]

- 33 -


4.3 Ověřovací měření Kvůli zajištění stability sítě bylo potřeba zjistit ověřovacím měřením mezi známými body (24.1, 25, 26) z nivelačního pořadu Id5 velikosti převýšení mezi jednotlivými body, abychom následně mohli dokázat, že jsou body ČSNS stabilní a my se na ně mohli dále svým měřením připojit. Mezní rozdíl dvou nivelačních oddílů měřených „tam“ a „zpět“ při ověřovacích měřeních musel odpovídat nivelačnímu pořadu třetího řádu. Kritérium pro nivelační pořad třetího řádu: ∆mez,3ř = 3,0*√ R … délka nivelačního pořadu v km

4.4 Metoda měření - velmi přesná nivelace Je to metoda, která se nejčastěji používá pro práce na nivelačních sítích I. - III. řádu. Jedná se o takzvanou geometrickou nivelaci ze středu. Princip geometrické nivelace ze středu spočívá v měření výškového rozdílu mezi dvěma body A a B, což je patrné z Obr. 18. Nivelační přístroj byl postaven uprostřed mezi dvěma měřenými body. U velmi přesné nivelace je pojem uprostřed zpřesněn rozměřováním záměr pomocí měřického kolečka nebo pásma, tudíž rozdíl záměr činí maximálně půl metru. Pro velmi přesnou nivelaci bylo potřeba použít dvě nivelační latě. Jedinou výjimkou byl nivelační pořad o jednom oddílu, kde se jedna lať střídala na obou bodech. Pro měření byl použit přístroj Trimble-Zeiss DiNi 12T, který je velmi přesný, sám měří více poloh na lati a výsledné čtení vypočte jako průměr ze všech čtení. Přístroj byl postaven na pevném dřevěném stativu. Není zde možnost použít stativ se zasouvacíma nohama. Na krajních bodech jsou umístěny

3m

invarové

latě

s čárkovým

kódem.

Tyto

latě

musí

být

nerozložitelné, tzn. z jednoho pevného kusu. Pro dosažení nejlepších výsledků musí být latě drženy v co nejsvislejší poloze a v tom nám pomáhají dvě opěrné tyče připevněné na latích.

- 34 -


Tyto opěrné tyče umožňují kvalitní manipulaci a stálost ve svislé poloze. K tomu napomáhá také krabicová libela umístěná na lati.

Latě musí stát vždy

na nivelační podložce kromě pevných bodů pořadu, kde se latě staví přímo na bod.

Obr. 18 - Geometrická nivelace ze středu [11]

4.4.1 Souhrn základních zásad pro VPN měří se pomocí kalibrovaných přístrojů a kalibrovaných latí měřická metoda je geometrická nivelace ze středu nutnost použití pevného stativu použití dvou nivelačních latí, které se pokládají na nivelační podložky na nivelačních latích musí být opěrné tyče pro usnadnění postavení latě do svislé polohy nivelační pořad musí být rozdělen na sudý počet sestav měří se vždy „tam“ a „zpět“ nivelační latě se v opačném směru měření zamění délka záměry je max. 40 m výška záměry nesmí klesnout pod 0,8 m (v případě kratší záměry lze úměrně délce zmenšit požadavek na výšku záměry nad terénem) Použitá literatura pro kapitolu (4): [4] [5] [9] [10] [20] [21]

- 35 -


5 Připojovací měření Po zjištění, že jsou základní body ČSNS stabilní, bylo provedeno připojovací měření přes všechny nově vytvořené nivelační body až k portálu štoly Josef (bod HVB1). Připojovací měření bylo provedeno z počátečního bodu č. 25, který je součástí nivelačního pořadu třetího řádu „Dublovice – Nový Knín“. Tento bod tvoří se stabilizovaným bodem „č. 4a“ nově vytvořený nivelační pořad „Cholín - Smilovice“, který má celkovou délku 1430 m a převýšení dosahuje hodnoty -52 m. Z bodu č. 4a pokračuje další nivelační pořad až k portálu štoly Josef, kde se nachází hlavní výškový bod HVB1. Na tento bod se později navazovalo výškové měření v podzemních prostorách štoly Josef. Při velmi přesné nivelaci musely být dodrženy zásady pro přesná měření. Například rozměřování jednotlivých úseků tak, aby byl přístroj „přesně“ uprostřed sestavy a délka jedné sestavy neměla přesáhnout 60 m, střídání postavení noh stativu a v neposlední řadě co nejpřesněji urovnané nivelační latě do svislé polohy. Bylo potřeba také dodržet sudý počet sestav. Obě latě se při doměření celého pořadu „tam“ prohodily a dále se pokračovalo měřením „zpět“. Tímto krokem byly eliminovány systematické chyby při měření. Bylo také třeba dodržovat určité zásady, jako například záměra „vpřed“ či „vzad“ nesměla být překročena hranice 0,4 metrů nad zemským povrchem v 20 m záměře kvůli refrakci a dalším vlivům, způsobujícím zhoršení přesnosti výsledného převýšení. Lze však ustoupit z požadavků této hranice výšky, pokud je počasí příznivé (zataženo, mírný vítr a nízká teplota). V neposlední řadě bylo provedeno proměření mezi hlavními body umístěnými u portálu (HVB1, VB2 a VB3) s bodem 501. Mezní rozdíl dvou nivelačních pořadů měřených „tam“ a „zpět“ musel odpovídat nivelačnímu pořadu druhého řádu. Pokud toto kritérium nebylo splněno, muselo být přidáno další měření. Kritérium pro nivelační pořad druhého řádu: ∆mez,2ř = 2,25*√ R … délka nivelačního pořadu v km

- 36 -


Obr. 19 - Nivelace na povrchu 1


- 37 -




- 38 -


6 Měření uvnitř štoly Josef V podzemí bylo zaměřeno 12 nivelačních oddílů „tam“ a „zpět“. Měření bylo připojeno na hlavní výškový bod HVB1. Bylo zapotřebí výškově zaměřit páteřní štolu a dvě hlavní odbočné štoly Mokrsko západ a Čelina západ. Nivelace v páteřní štole probíhala po důlním bodovém polohovém poli a to konkrétně od bodu HVB1(stabilizován v betonovém ostění portálu štoly) přes body 502, 503, 504, 505, 506 až ke koncovému bodu 507, který je umístěn před záchrannou komorou. Celková délka nivelačního pořadu vedeného v páteřní štole byla přibližně 1820 m. Dále bylo provedeno výškové připojení odbočné chodby Mokrsko západ, které začínalo na bodě 506 a dále pokračovalo přes body 521, 522, 523 až ke koncovému bodu 524, který je umístěn před vchodem do Meziuniverzitní podzemní laboratoře. Délka tohoto pořadu byla přibližně 450 m. Z bodu 502 bylo provedeno výškové připojení Čeliny západ. Postupovalo se přes bod 511 až na koncový bod 512. Délka tohoto pořadu byla přibližně 210 m. Principy měření nivelace uvnitř štoly Josef byly takřka obdobné, jako při měření na povrchu. Bylo třeba dodržovat veškeré zásady pro měření velmi přesné nivelace, jen podmínky pro měření byly diametrálně odlišné. Byla zde velká nevýhoda zmenšených prostorů, kvůli kterým vznikla potřeba použít nivelační latě pouze dvoumetrové. To samozřejmě snižuje možnost prodloužení záměr na delší vzdálenost. Maximální délka sestavy, která použitá při měření ve štole, činila 50 m, což samozřejmě mělo za následek vyšší počet měřených převýšení. To souvisí se zvýšenou možností jak systematických, tak i nahodilých chyb vzniklých tímto problémem. Jako největší problém se nakonec ukázalo osvícení laťového úseku při měření v již neosvětleném prostoru. Zde se naplno ukázal problém digitálních přístrojů, které při nesprávném osvětlení latě nejsou schopny přečíst čtení na lati. Po dlouhém zkoumání a polemizování o tom, jak nejlépe tento nedostatek vyřešit, byla realizována metoda „přejíždění světlem po lati“, kdy bylo zapotřebí nechat lať volně stát zapřenou o stabilizační tyče,

- 39 -


poodstoupit nejlépe 10m od latě a svítilnou nebo jakýmkoliv zdrojem světla „přejíždět“ po lati nahoru a dolů, dokud přístroj neodečte potřebný počet čtení. Dále zde bylo obtížné provádět měření kvůli vlhkosti, která byla v různých místech chodeb odlišná, tím pádem způsobovala orosení objektivu a částí latě, což mělo za následek neschopnost měření přístroje a hlášení systematických chyb. Bylo třeba počítat se zdržením do doby, než se přístroj aklimatizoval a již se nerosil. Poslední komplikací, která se při měření rozhodně nedala zanedbat, byla nestabilita podloží. Většinu chodeb pokrývá spíše štěrkovo-jílový povrch, na kterém byla nutnost

pečlivě

„zašlapávat“

nohy

stativu

pro postavení jak přístroje, tak i latí.

- 40 -

a

vybírat

si vhodná

místa


Obr. 22 - Nivelace v podzemí 1

- 41 -


Obr. 23 - Nivelace v podzemí 2

Obr. 24 - Nivelace v podzemí 3 - lať na bodě 522


- 42 -


7 Trigonometrická nivelace Jedná

se

o

kontrolní

zaměření,

které

bylo

provedeno

pomocí

trigonometrického určování převýšení mezi dvěma body tzv. trigonometrické nivelace. K tomuto účelu posloužil přístroj Leica TCA 2003 (v.č. 439899). Pro práci byla použita trojpodstavcová souprava. Měřilo se na stabilizovaných bodech důlního polohového bodového pole, které bylo tvořeno 14 body. Bylo měřeno jen na 13 bodech. Na bodě 4002 přístroj nebyl postaven vůbec. Jedná se jen o pomocný bod pro případné napojení do další postranní chodby. Měřilo se v páteřní štole mezi body 501 – 507. Dále pak v bočních chodbách mezi body 506 – 524 Mokrsko - západ a 4003 – 512 Čelina - západ. Mezi body 4003 a 511 bylo vloženo volné stanovisko 5011, které nebylo pevně stabilizováno.

Obr. 25 - Leica TCA 2003 [16]

Na každém stanovisku byla naměřena osnova zenitových úhlů, šikmých a vodorovných délek. Pro zpřesnění výpočtů byly veškeré naměřené veličiny přepočítány na spojnici stabilizačních značek. Zenitové úhly byly opraveny o úhel φ/2 sbíhavosti tížnic a vodorovné délky přepočítány do nulového horizontu.

Protisměrné

délky

na

spojnici

stabilizačních

značek

byly

zprůměrovány a dále byly vypočítány průměrné hodnoty protisměrných zenitových úhlů. Z těchto veličin bylo na závěr vypočítáno výsledné převýšení mezi měřenými body.

- 43 -

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ U TECHNICKÉ V PRAZE, FAKULTA STAVEBNÍ

Obr. 26 - Trigonometrická nivelace 1

Obr. 27 - Trigonometrická nivelace 2

Použitá literatura pro kapitolu (7): [1]

- 44 -


8 Normální Moloděnského výšky V minulosti se jakékoli informace a znalosti o tíhovém zrychlení na zemském povrchu získávaly složitou cestou. Je známo, že na určitých místech nebylo tíhové zrychlení určeno vůbec. Místo skutečného tíhového pole Země se tehdy uvažovalo normální pole. Moloděnský v létech 1945-1954 přišel s teorií, jak určit tvar Země, která odstraní dané problémy Stokesovy koncepce geoidu. Výšky, při použití Moloděnského řešení, jsou založeny na konkrétních měřených hodnotách vnějšího gravitačního pole. Výšky jsou odvozeny z tíhového měření na povrchu Země a samotnou nivelací. Normální výšky jsou potřebné jak z teoretického, tak i z praktického hlediska, jsou totiž nezávislé na rozdělení hmotností mezi geoidem a fyzickým zemským povrchem. Z výše uvedených vět vyplývá, že normální výšky jsou omezeny spíše na zemský povrch. V dolech a štolách není zavádění normálních Moloděnského výšek ve většině případů realizováno. Je tedy zcela eliminována potřeba znalosti údajů o vnitřním tíhovém poli Země, což znamená, že nemusíme znát rozložení hustot v zemské kůře. Výchozí úvahou Moloděnského řešení výšek bylo to, proč se vlastně počítají veličiny výšky „h“ nad elipsoidem ze vztahu, ve kterém neznáme ani výšku „H“ nad geoidem a ani odlehlost „N“ geoidu od elipsoidu.

Výpočet by se mohl počítat z hodnot „HQ“ a „ζ“, které sice nemají žádný fyzikální význam, ale je možné je vypočítat z měření, jež probíhaly na povrchu Země. Toto řešení tvaru Země je v nejobecnější podobě. ζ Všechny Moloděnského

vypočítané

výšky

výškách

uvedeny

nivelačních ve

po vyrovnání).

- 45 -

bodů

výškovém

jsou systému

v normálních Bpv

(Balt


8.1 Definice podle VÚGTK Normální výška: Přibližná nadmořská výška odvozená aproximací dle ruského geodeta M.S. Moloděnského, vzdálenost bodu od kvazigeoidu podél siločáry normálního tíhového pole (přibližně normály k povrchu referenčního elipsoidu). [7]

8.2 Normální Moloděnského výšky v podzemí Jedná se o problematiku, která je spíše o domluvě a zamyšlení nad daným problémem. Mezi odborníky jsou dva různé názory. Jedna strana tvrdí, že normální výšky se v podzemí zavádět mohou, druhá strana se kloní spíše k názoru, že normální Moloděnského výšky v podzemí spíše negativně ovlivňují kvalitu výškových měření. V Diplomové práci se tato problematika nezavádí, poněvadž byla po konzultacích s doc. Ing. Antonínem Zemanem, DrSc. převzata myšlenka nezavádění těchto korekcí do postupu výpočtu. V této práci byla možnost zavedení normálních Moloděnského výšek v dole zamítnuta také kvůli tomu, že nebyly známy hodnoty Bouguerových anomálií ve štole. Tyto hodnoty jsou vztaženy k zemskému povrchu. Jelikož nebylo provedeno gravimetrické měření ve štole Josef, jsou pro nás tyto hodnoty neznámé. Touto

problematikou

se

zabývá

několik

odborných

publikací.

Mezi nejvýznamnější patří: 1) Úvod ke studiu tíhového pole Země (Miloš Pick, Jan Pícha, Vincenc Vyskočil), Praha 1973 [8] 2) Vyšší geodézie (Josef Vykutil), Praha 1982 [3] 3) Návrh na zpřesnění výpočtu normálních výšek (Jurkina, Pick), 1970

Použitá literatura pro kapitolu (8): [2] [3] [7] [8] [20]

- 46 -


9 Kalibrace nivelačních latí Pro kontrolu přesnosti nivelačních latí je znám pojem kalibrace. Zjednodušeně řečeno se jedná o porovnání délky laťového úseku s etalonem. V dnešní době se již upustilo od kalibrace mechanické a přešlo se ke kalibraci pomocí velmi přesného laserového interferometru. S laserovým interferometrem přišla možnost automatizování celého procesu kalibrace pomocí čtecího zařízení

připojeného

k počítači.

S postupným

zkvalitněním

digitálních

technologií bylo optické cílení substituováno kamerovým systémem, který obraz latě snímá plně automaticky. Jedna z nejnovějších metod, která provádí kalibraci nivelačních latí, je tzv. systémová kalibrace. Tato metoda byla zavedena kvůli nedostačujícímu určení přesnosti délky laťového metru, do které se nezapočítávají chyby vzniklé ze špatného čtení nivelačního přístroje. Největší výhodou byla plná automatizace procesu. Každá lať byla proměřena 4krát. Průměrná teplota při kalibraci latí byla odečtena na 22°C. Koeficient teplotní roztažnosti invaru se pohybuje v přibližné hodnotě 1,2*10-6 K-1.

Obr. 28 - Konstrukce pro uchycení latě 1

Obr. 29 - Konstrukce pro uchycení latě 2

[13]

[13]

- 47 -


9.1 Popis horizontálního komparátoru Kvůli nízkému rozpočtu a stísněným prostorám v laboratoři katedry vyšší geodézie na fakultě stavební ČVUT (B028) bylo rozhodnuto, že pro systémovou kalibraci bude zřízen horizontální komparátor, který má zrcadlo skloněné k ose kalibrovaných latí pod úhlem 45°. Pod stejným úhlem je skloněn i k záměrné přímce. Takto upevněné zrcadlo umožní automatické čtení na lati (s čárovým kódem) s pomocí digitálního nivelačního stroje. Komparátor je realizován na 25 m dlouhé ocelové kolejové dráze. Dráha je tvořena dvěma kolejnicemi s rozvorem 30 cm. Ve směru pojezdu se po dráze pohybuje 50 cm dlouhý vozík. Vozík má vlastní ložiska a setrvačník, což napomáhá plynulosti pohybu.

Obr. 30 - Schéma komparátoru [13]

- 48 -


9.2 Popis laserového interferometru Na tento projekt byl použit laserový interferometr Renishaw ML10 Gold Standard. Jedná se o přenosný, kompaktní měřící systém. Jeho nejčastější uplatnění je v kalibračních laboratořích a výrobních halách. Na ČVUT je nejvíce využíván na kalibraci nivelačních latí a testování dálkoměrných přístrojů. Tento interferometr je velmi přesný v určení rozdílu délky v jednom směru. Přístroj má vlastní software. Jeho měřící postup může být plně automatizován.

Obr. 31 - Interferometr Renishaw [13]

Obr. 32 - Uspořádání optických komponentů [13]

- 49 -


Kalibrace nivelační latě 40

30

10

1879.48

1799.54

1719.55

1639.57

1559.58

1479.58

1399.58

1319.59

1239.59

1159.60

1079.60

999.61

919.63

839.64

759.67

679.69

599.71

519.79

439.80

359.85

279.88

-10

199.94

0 119.97

odchylky [um]

20

-20

-30

Délka laťového úseku [mm] Obr. 33 - Ukázka grafu kalibrace nivelační latě

Na horizontálním komparátoru byla zjišťována hodnota měřítka latě. Měřítkem latě se rozumí poměr skutečné délky laťového úseku k měřenému výškovému rozdílu, který je odečtený přístrojem na proměřované lati. Výsledné měřítko se uvádí v ppm. Výsledky zjištěných měřítek jednotlivých latí jsou uvedeny v příloze (č. 1). Značka „ppm“ znamená „Parts per milion“ zkráceně jednu miliontinu celku. Tato veličina se nejčastěji používá ke znázornění poměru jedné části vůči celku. Použitá literatura pro kapitolu (9): [13]

- 50 -


10 Výpočet výsledných výšek bodů 10.1 Určení přesné délky laťového metru Pro určení přesné délky laťového metru bylo zapotřebí k výsledným převýšením připočíst zaprvé opravu z kalibrace nivelačních latí a zadruhé zavést opravu z teplotní roztažnosti invarového pásu. Samotný invar je složen ze železa a niklu, tudíž teplotním vlivům podléhá minimálně. Ve výsledcích se téměř neprojeví. Jelikož se jedná o velmi přesnou nivelaci, tak i tato minimální oprava musí být zavedena.

10.1.1 Oprava

z vlivu

teplotní

roztažnosti

a kalibrace latí Nyní se muselo opravit čtení na nivelačních latích o vliv z teplotní roztažnosti. Jelikož je invarová stupnice na latích pro velmi přesnou nivelaci vynesena s vysokou přesností, byla velikost laťového metru při měření závislá hlavně na klimatických podmínkách. Jedná se o chybu systematickou, která stoupá úměrně s velikostí převýšení. Výsledkem byly opravené hodnoty převýšení v závislosti na teplotě při měření. Oprava je dána vztahem: 1

(1)

l … opravené čtení na lati l0 … nominální hodnota čtení na lati α … oprava délky laťového metru zjištěná při kalibraci β … lineární koeficient teplotní roztažnosti invaru (přibližně 1,2*10-6K -1) t … teplota při měření t0 … teplota při kalibraci

- 51 -


Tato oprava z roztažnosti invaru se projevuje v maximální hodnotě desetin „mm“. Tímto krokem byla všechna měření připravena ke konečným výpočtům. Při výpočtech ve štole není třeba zavádět dalších korekcí. Ze všech opravených převýšení dopočítáme výšky bodů umístěných ve štole.

10.2 Výpočet normálních výšek bodů Komplikace nastávají při postupu výpočtu na povrchu. Jelikož se jedná o velmi přesnou nivelaci, bylo třeba zavést korekci z tvaru zemského povrchu (vypočítat tzv. normální Moloděnského výšky).

10.2.1 Určení výšek podle teoretického postupu Nechť jsou dány dva body „A“ a „B“ a mezi nimi měřené převýšení. Normální výška bodu „A“ se určí pomocí vztahu: (2) Tento vztah nám popisuje tzv. normální Moloděnského výšku, která je měřená od plochy kvazigeoidu. Střední

hodnota

normálního

tíhového

zrychlení

se

určuje

ze zjednodušeného vztahu: 0,1543 10

%$(3)

Velikost počítané veličiny stačí znát jen na pár cifer, není pak překážkou, že hodnota

je závislá na výšce HQ.

Pokud dosadíme do rovnice (2) rovnost (4) dostáváme pro bod „A“ vztah: (4)

(5) První část vzorce je vlastně normální ortometrická výška a druhý člen označuje normální korekci.

- 52 -

bodu „A“


Normální výška bodu „A“ se od ortometrické výšky liší o hodnotu, kterou udává vztah: &∆(

(6)

Závorka ve vztahu (6) označuje tíhovou anomálii ve volném vzduchu ∆g. Rozdíl normálních výšek ∆

)

koncových výšek nivelačních bodů

)

(7)

oddílu: ∆

)

)

Rozdíl hodnot g

*

γ je definován na zemském povrchu a na teluroidu,

ale v případě, že aplikujeme na geoidu a hladinovém elipsoidu tíhové anomálie ∆(- , nebude přesnost ovlivněna. .

Můžeme nahradit malé korekční členy hodnotou

)

v rovnici (7) střední

ze vzorce (8), dostaneme vztah: / *

∆

)

∆

0

)

(8) )

(9)

Druhá část vzorce označuje korekce &∆() z anomální tíže pro měřené převýšení. Ze vzorců (7) a (9) můžeme tvrdit, že normální převýšení se vypočte: ∆

)

∆

) 123.

&

)

&∆()

∆

) 123.

&

)

(10)

Normální korekce: &

)

&∆()

&

)

(11)

Z rovnice (10) je vidět, že normální převýšení získáme, pokud opravíme nivelované převýšení o normální korekci (11).

- 53 -


Při postupu výpočtu normální korekce musíme znát Fayovy anomálie, které se získávají z map Bouguerových anomálií. Anomálie se určují v krajních bodech oddílu a z nich se vypočítá střední hodnota: ($

5

/ ($ 0

*

(12)

Střední hodnota Bouguerovy anomálie se získá z gravimetrické mapy v gravimetrickém systému z roku 1964. Pomocí

střední

hodnoty

uvedené

ve

vztahu

(12)

můžeme

řešit rovnici (9): ∆

)

∆

)

)

5

∆

) 123.

&

)

5

∆

) 123.

(13)

V tomto vztahu můžeme pro celé území České republiky považovat hodnotu •

za konstantní.

Tato hodnota je stále počítána podle Helmertova vzorce (15) pro hodnoty φ = 49°30´ a střední hodnotu výšky Hs = 500 m. Pro normální ortometrickou korekci platí, že numerická hodnota pro φ = 49°23´ je rovna: 9,81022 9:. 978030 <1

0

0,005302 =>?2 @

(14)

0,000007 =>?2 2@A B9= 2 C

(15)

Po těchto úpravách můžeme napsat zjednodušený výraz pro poměry v celé České republice: ∆

)

∆

) 123.

0,0000254 ∆@

)

D

)

0,0010193 <∆

D )

0,1119 ∆

5

)

A ∆

) 123.

(16) Bouguerova redukce δB: E@

0,1119

Fayova anomálie ∆gF:

- 54 -

F@ =

B9 . C

(17)


∆

∆

)

Normální ortometrická korekce &

)

&

)

-

E) B9 . C

(18)

∆@

(19)

:

0,0000254

D

)

B99C

)

Korekce z tíhových anomálií na povrchu země & &

)

0,0010193 ∆

D -

∆

)

:

B99C

) 123

(20)

Celá závorka ve vzorci (16) znázorňuje převod Bouguerovy anomálie na tzv. Fayovu anomálii, jež je realizována na volném vzduchu.

10.2.1.1

Určení Bouguerových anomálií

Bouguerovy anomálie byly získány z interaktivního programu Bouganos, jež pro tyto pracovní účely poskytl doc. Ing. Antonín Zeman, DrSc. Pro kontrolní zjištění těchto Bouguerových anomálií byla použita gravimetrická mapa. Program má vstupní formát dat v textovém formátu. Jako jediné a základní informace, které jsou potřebné pro výpočet, se do textového souboru uvádí elipsoidické souřadnice na Besselově elipsoidu. Souřadnice měřených bodů nivelačního pořadu byly zjištěny ručním GPS přijímačem s přesností v řádech metrových odchylek. Pro kontrolu byly souřadnice odečteny z webového rozhraní www.mapy.cz. Pokud se výrazně nelišily, byly tyto souřadnice převedeny ze systému WGS84 (B,L), pomocí programu Easy Transform 2.2 do formátu souřadnic na Besselově elipsoidu (B,L – geodetická šířka a délka). Pro zjednodušení výpočtů bylo po celou dobu pracováno se středními hodnotami souřadnic v každém nivelovaném oddílu, protože výsledné normální Moloděnského výšky bodů jsou počítány ze středních hodnot vstupních veličin. Toto tvrzení je patrné v rovnici (16) a to například u

D

)

, což je střední hodnota

výšky mezi dvěma body „A“ a „B“ a dále střední hodnota Bouguerovy anomálie ∆

D )

počítaná jako střední hodnota „B.a.“ mezi koncovými body nivelačního

oddílu. Použitá literatura pro kapitolu (10): [2] [3] [8] [20]

- 55 -


11 Kontrolní zaměření výšek pomocí trigonometrické nivelace Postup výpočtu trigonometrického nivelace (určení převýšení mezi dvěma body): Výpočet úhlu sbíhavosti tížnic z přibližného vztahu: G>H I

0>H

J

(21)

Vodorovná délka v nulovém horizontu se vypočítá podle vztahu: 0>H

>H9

(22)

d0ij … vodorovná délka v nulovém horizontu dijm ... měřená vodorovná délka R … poloměr zemské koule (6381km) H … průměrná nadmořská výška v oblasti měření

Přepočet měřených šikmých vzdáleností na spojnici stabilizačních značek: >H

K

,2 >H

∆L2

,2 >H

2 P2Q

,0 2Q

∆L cos G2Q

(23) (24)

… měřená šikmá délka opravená o fyzikální redukci

∆v2 … rozdíl výšek cílového znaku a přístroje

P2Q ... měřený zenitový úhel Veškeré fyzikální redukce přepočítával přístroj sám po zadání místních hodnot (teplota, tlak, vlhkost) do přístroje. Přepočet měřených zenitových úhlů na spojnici stabilizačních značek:

- 56 -


RP>H

∆L sin

.ST=>? U

X

>H

(25)

Veškeré veličiny v tomto vztahu jsou vysvětleny výše u vzorce (24).

Výsledný zenitový úhel přepočtený na spojnici stabilizačních znaků vychází ze vztahu: P2Q

P2Q

RY2Q

(26)

Po opravě zenitových úhlů na spojnici stabilizačních značek bylo nutné přičíst opravu z vlivu sbíhavosti tížnic, to znamená připočítat ke každému zenitovému úhlu hodnotu φ/2. Pak bylo pro zpřesnění možné provést poslední krok, kterým bylo porovnání protisměrných zenitových úhlů P,>H . Výsledné převýšení se vypočítá ze vztahu: 2Q

2Q

cos Z

Použitá literatura pro tuto kapitolu: [1] [4]

- 57 -

0

, Y[\

/^

_

(27)


12 Přesnosti měření 12.1 Trigonometrická nivelace Vychází se ze vztahu pro převýšení mezi dvěma body: L5

= cos `

La

(28)

kde L5 … Hc Lýšf. = .?RL>=f. B9C La … Hc Lýšf. Tí c B9C = … Hc š>f9á é f. j … Hc jc?> RLý ú c

Směrodatná odchylka převýšení:

kde l3

l3r

lm0

2 l30

TR= 0 `

lm

K2 l30

l3s

0,2 99 … R

TR= 0 `

l50 l50

= 0 =>?0 ` = 0 =>?0 `

nop nop

(30)

qp

. třc=?R= > vSčc?í Lýšfx = .?RL>=f. . Tí c

l5

0,5 99 … LýyěSRLá =9ěSR . ?á R T x f. tSR >=9ěS?ýT

l{

0,3 9 R? … LýyěSRLá =9ěSR . ?á R T x f. =9ěSů

J

(29)

qp

0,0157 S.

- 58 -

é cf


12.2 Velmi přesná nivelace Kvalitu výškového měření charakterizuje střední kilometrová chyba jednotková obousměrné nivelace: 9 kde ?• … Hc tRčc R

0

K

1}

∑

qp •

(31)

íů

J … SRj í třcLýšc?í "tam" a "zpět" … je délka nivelačního oddílu v kilometrech Střední chyba obousměrné nivelace celého nivelačního pořadu či úseku: 9•

9

√•

(32)

kde • … é f. ?>Lc .č?í R tRř. v Bf9C

12.3 Porovnání trigonometrické a velmi přesné nivelace Směrodatná odchylka rozdílu ∆: l∆

‘lm0

9•0

(33)

”• l∆

(34)

Mezní rozdíl: ∆ ”t

’“

2 lm … =9ěSR . ?á R T x f. třcLýšc?í 9• … = řc ?í T xy. RyRv=9ěS?é ?>Lc .Tc

- 59 -


13 Výsledky 13.1 Měřené

veličiny

a

výšky

bodů

zaváděných korekcí a oprav Upravená převýšení a výšky bodů Ověřovací měření body

h_tam [m]

h_zpět[m]

h_tam2 [m]

průměré h [m]

25-26

4,22701

-4,22750

4,22726

25-24.1

-21,63465

21,63423

-21,63444

25-1a

19,79727

-19,79753

1a-2a

-9,23674

9,23676

-9,23675

2a-3.1a

-26,62930

26,62899

-26,62915

3.1a-3a

-6,46608

6,46598

-6,46603

3a-4a

-28,97928

28,97938

-28,97933

4a-501

-17,4512

17,45112

-17,45116

501-HVB1

0,60929

-0,60920

0,60925

501-VB2

0,59229

-0,59239

0,59234

HVB1-VB3

5,01550

-5,01542

5,01546

HVB1-VB2

-0,01664

0,01654

-0,01659

body

h_tam [m]

h_zpět[m]

HVB1-502

0,07646

-0,07613

0,07630

502-503

1,54130

-1,54137

1,54134

503-504

2,67377

-2,67422

504-505

2,38814

-2,38837

2,38826

505-506

3,35992

-3,36025

3,36009

506-507

0,90084

-0,90126

0,90105

506-521

0,06647

-0,06655

0,06651

521-522

0,26047

-0,26049

0,26048

522-523

1,28567

-1,28583

1,28575

523-524

0,75190

-0,75204

0,75197

502-511

0,58965

-0,58968

0,58967

511-512

0,22218

-0,22233

0,22226

Měření na povrchu 19,79738

19,79739

Měření v podzemí h_tam2 [m]

-2,67420

Tab. 1 - Měřená převýšení

- 60 -

průměré h [m]

2,67406

bez


nivelační oddíly 25-26 25-24.1 25-1a 1a-2a 2a-3.1a 3.1a-3a 3a-4a 4a-501 501-HVB1 501-VB2 HVB1-VB3 HVB1-VB2 HVB1-502 502-503 503-504 504-505 505-506 506-507 506-521 521-522 522-523 523-524 502-511 511-512

délka pořadu [m] 200,88 415,52 525,03 291,08 317,30 75,46 227,36 226,29 27,90 30,61 95,30 15,35 108,58 202,99 441,82 271,46 678,44 121,40 11,12 68,16 225,78 148,73 130,10 77,04

mezní rozdíl rozdíl [mm] pro III. řád [mm] -0,49 1,34 -0,42 1,93 -0,20 0,02 -0,31 -0,10 0,10 -0,08 0,09 -0,10 0,08 -0,10 0,33 -0,07 -0,44 -0,23 -0,33 -0,42 -0,08 -0,02 -0,16 -0,14 -0,03 -0,15

mezní rozdíl pro II. řád [mm]

1,63 1,21 1,27 0,62 1,07 1,07 0,38 0,39 0,69 0,28 0,74 1,01 1,50 1,17 1,85 0,78 0,24 0,59 1,07 0,87 0,81 0,62

Tab. 2 - Porovnání dosaženého a mezního rozdílu pro II. a III. řád (VPN/PN)

- 61 -

Ano/Ne ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO


Převýšení mezi body „25 – 1a“ bylo měřeno třikrát, jelikož se při měření na jednom stanovisku vyskytla chyba a při opakovaném měření nebylo vymazáno předchozí čtení. Tento problém byl následně vymazán v textovém výstupu z přístroje. Měřené převýšení mezi body „503 – 504“ bylo měřeno třikrát, kvůli kontrole stability a následnému navázání dalších oddílů na bod 503.

měření v podzemí

měření na povrchu


číslo bodu

absolutní výška [m]

25

353,5190

26

357,7463

24.I

331,8846

1a

373,3164

2a

364,0796

3.1a

337,4505

3a

330,9845

4a

302,0051

501

284,5540

HVB1

285,1632

VB2_1

285,1463

VB3

290,1787

VB2_2

285,1466

Ø VB2

285,1465

502

285,2395

503

286,7809

504

289,4549

505

291,8432

506

295,2033

507

296,1043

521

295,2698

522

295,5303

523

296,8160

524

297,5680

511

285,8292

512

286,0514

Tab. 3 - Výšky bodů bez zaváděných oprav

- 62 -


13.2 Výsledky kalibrace nivelačních latí číslo latě

kalibrace

1+alfa

15912(1)

1,000004 1,000009 1,000008

15915(2)

na povrchu (3m)

0,999980 1,000015

1,00000525

1,000010 0,999999 1,000017

10322(1)

0,999996 0,999999 0,999995

10333(2)

v podzemí (2m)

0,999995 0,999986

0,99999450

0,999997 0,999994 0,999994 Tab. 4 - Kalibrace nivelačních latí

Kalibrace byla provedena pro každou nivelační lať zvlášť, jak je patrné z tabulky č. 3. Vzhledem k dalším výpočtům byl vypočítán průměr pro pár nivelačních latí pro povrchová a podzemní výšková měření.

- 63 -


13.3 Měřené

veličiny

a

výšky

zaváděnými opravami Výsledná oprava laťového metru o kalibraci a teplotu: Měření

oprava laťového metru „ l “

nivelační oddíly

tam [m]

zpět [m]

25-26

0,999983

0,999983

25-24.1

0,999983

0,999983

25-1a

0,999984

0,999988

1a-2a

0,999985

0,999987

2a-3.1a

0,999985

0,999990

3.1a-3a

0,999985

0,999987

3a-4a

0,999984

0,999986

4a-501

0,999984

0,999986

501-HVB1

0,999982

0,999982

501-VB2

0,999982

0,999982

HVB1-VB3

0,999983

0,999983

HVB1-VB2

0,999982

0,999982

HVB1-502

0,999975

0,999975

502-503

0,999977

0,999977

503-504

0,999979

0,999979

504-505

0,999983

0,999983

505-506

0,999982

0,999982

506-507

0,999982

0,999982

506-521

0,999982

0,999982

521-522

0,999983

0,999983

522-523

0,999983

0,999983

523-524

0,999983

0,999983

502-511

0,999981

0,999981

511-512

0,999982

0,999982

tam2 [m]

0,999984

0,999979

Tab. 5 - Oprava délky laťového metru

- 64 -

bodů

se


Opravená měřená převýšení: Ověřovací měření [m] body

h_tam [m]

25-26

h_zpět[m]

h_tam2 [m]

průměré h [m]

4,22694

-4,22743

4,22718

-21,63429

21,63387

-21,63408

25-1a

19,79696

-19,79730

1a-2a

-9,23660

9,23664

-9,23662

2a-3.1a

-26,62891

26,62873

-26,62882

3.1a-3a

-6,46598

6,46590

-6,46594

3a-4a

-28,97882

28,97898

-28,97890

4a-501

-17,45093

17,45087

-17,45090

501-HVB1

0,60928

-0,60919

0,60923

501-VB2

0,59228

-0,59238

0,59233

HVB1-VB3

5,01542

-5,01534

5,01538

HVB1-VB2

-0,01664

0,01654

-0,01659

25-24.1

Měření na povrchu 19,79707

19,79711

Měření v podzemí body

h_tam [m]

h_zpět[m]

h_tam2 [m]

průměré h [m]

HVB1-502

0,07646

-0,07613

0,07629

502-503

1,54126

-1,54133

1,54130

503-504

2,67371

-2,67416

504-505

2,38810

-2,38833

2,38821

505-506

3,35986

-3,36019

3,36002

506-507

0,90082

-0,90124

0,90103

506-521

0,06647

-0,06655

0,06651

521-522

0,26047

-0,26049

0,26048

522-523

1,28565

-1,28581

1,28573

523-524

0,75189

-0,75203

0,75196

502-511

0,58964

-0,58967

0,58965

511-512

0,22218

-0,22233

0,22225

-2,67414

Tab. 6 - Opravená měřená převýšení

- 65 -

2,67401


nivelační oddíly 25-26 25-24.1 25-1a 1a-2a 2a-3.1a 3.1a-3a 3a-4a 4a-501 501-HVB1 501-VB2 HVB1-VB3 HVB1-VB2 HVB1-502 502-503 503-504 504-505 505-506 506-507 506-521 521-522 522-523 523-524 502-511 511-512

délka pořadu [m] 200,88 415,52 525,03 291,08 317,30 75,46 227,36 226,29 27,90 30,61 95,30 15,35 108,58 202,99 441,82 271,46 678,44 121,40 11,12 68,16 225,78 148,73 130,10 77,04

mezní rozdíl rozdíl [mm] pro III. řád [mm] -0,49 1,34 -0,42 1,93 -0,28 0,04 -0,18 -0,09 0,16 -0,05 0,09 -0,10 0,08 -0,10 0,33 -0,07 -0,44 -0,23 -0,33 -0,42 -0,08 -0,02 -0,16 -0,14 -0,03 -0,15

mezní rozdíl pro II. řád [mm]

1,63 1,21 1,27 0,62 1,07 1,07 0,38 0,39 0,69 0,28 0,74 1,01 1,50 1,17 1,85 0,78 0,24 0,59 1,07 0,87 0,81 0,62

Ano/Ne ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO ANO

Tab. 7 - Porovnání dosaženého a mezního rozdílu po zavedených opravách pro II. a III. řád (VPN/PN)

- 66 -


Opravené výšky nivelačních bodů:



ověřovací měření

číslo bodu

absolutní výška [m]

25

353,5190

26

357,7462

24.I

331,8849

1a

373,3161

2a

364,0795

3.1a

337,4507

3a

330,9847

4a

302,0058

501

284,5549

HVB1

285,1642

VB2_1

285,1473

VB3

290,1795

VB2_2

285,1476

Ø VB2

285,1474

502

285,2405

503

286,7818

504

289,4558

505

291,8440

506

295,2040

507

296,1050

521

295,2705

522

295,5310

523

296,8167

524

297,5687

511

285,8301

512

286,0524

Tab. 8 - Opravené výšky nivelačních bodů

- 67 -


13.4 Zavedení normálních Moloděnského výšek Výpočet byl proveden podle rovnice (16): oddíly ∆–š› —˜™. [m] 25-26

konst_1

konst_2 konst_3

∆›š› [´´]

–š› œ [m]

∆•œ› [mgal]

∆–š› ž [m]

4,2272

51,566202

355,6326

2

4,2269

25-24.1

-21,6341

555,769061

342,7020

2

-21,6301

25-1a

19,7971

350,042835

363,4176

1

19,7947

1a-2a

-9,2366

240,638836

368,6978

0

-9,2393

2a-3.1a

-26,6288

82,021200

350,7651

-1

-26,6306

3.1a-3a

-6,4659

61,019318

334,2177

-2

-6,4667

3a-4a

-28,9789

31,570891

316,4953

-1

-28,9797

4a-501

-17,4509

303,594980

293,2804

-2

-17,4537

0,0000254

0,00102

0,112

Tab. 9 - Hodnoty uvedené v rovnici (16)

- 68 -


Konečné výšky nivelovaných bodů:



ověřovací měření

číslo bodu absolutní výška [m] 25

353,5190

26

357,7459

24.1

331,8889

1a

373,3137

2a

364,0745

3.1a

337,4439

3a

330,9772

4a

301,9975

501

284,5438

HVB1

285,1530

VB2_1

285,1361

VB3

290,1684

VB2_2

285,1364

Ø VB2

285,1363

502

285,2293

503

286,7706

504

289,4446

505

291,8328

506

295,1929

507

296,0939

521

295,2594

522

295,5199

523

296,8056

524

297,5575

511

285,8190

512

286,0412

Tab. 10 - Opravené výšky nivelačních bodů

- 69 -


Konečná převýšení mezi nivelovanými body: mezi body 25-26 25-24.1 25-1a 1a-2a 2a-3.1a 3.1a-3a 3a-4a 4a-501 HVB1-502 502-503 503-504 504-505 505-506 506-507 506-521 521-522 522-523 523-524 502-511 511-512

převýšení 4,22690 -21,63013 19,79472 -9,23927 -26,63059 -6,46669 -28,97967 -17,45371 0,07629 1,54130 2,67401 2,38821 3,36002 0,90103 0,06651 0,26048 1,28573 0,75196 0,58965 0,22225

Tab. 11 - Opravená převýšení

Rozdíl převýšení bodu 25 a HVB1: výška [m] měřená

25

HVB1

převýšení [m]

353,5190 285,1632

68,3558

opravená 353,5190 285,1530

68,3660

Tab. 12 - Ukázka rozdílu převýšení

- 70 -

rozdíl [mm] -10,194

13.5 Trigonometrická nivelace

Čelina

Mokrsko

Páteřní štola

TAM

mezi body

Z [gon]

Doij [m]

Vs [m]

Vc [m]

š.d. D´ij [m]

∆v [m]

Φij [gon]

α[gon]

α[rad]

Dij (K+K) [m]

Ozij [gon]

Zij (K+K) [gon]

Zij (K+K)+φ/2 [gon]

Rozdíl [gon]

protismé. Z [gon]

501-502

99,70678

134,0828

1,6625

1,5946

134,09032

-0,0680

0,00134

99,70545

1,56617

134,09065

-0,03227

99,67451

99,67518

0,00010

99,67513

502-503

99,48075

202,7749

1,5946

1,7072

202,79093

0,1126

0,00202

99,47872

1,56261

202,79004

0,03534

99,51609

99,51710

0,00172

99,51624

503-504

99,61530

441,3256

1,7072

1,7033

441,35396

-0,0039

0,00440

99,61090

1,56468

441,35398

-0,00056

99,61475

99,61695

0,00597

99,61396

504-505

99,43941

271,0898

1,7033

1,7048

271,11271

0,0015

0,00270

99,43670

1,56195

271,11270

0,00035

99,43976

99,44112

0,00343

99,43940

505-506

99,68775

677,5644

1,7048

1,6942

677,60379

-0,0107

0,00676

99,68099

1,56579

677,60384

-0,00100

99,68675

99,69013

0,01091

99,68467

506-507

99,51809

121,2654

1,6942

1,7107

121,27434

0,0165

0,00121

99,51688

1,56321

121,27422

0,00867

99,52676

99,52737

0,00112

99,52681

506-521

99,13289

11,1157

1,6942

1,7784

11,11718

0,0843

0,00011

99,13278

1,55717

11,11635

0,48269

99,61558

99,61564

-0,00348

99,61737

521-522

99,87049

68,0817

1,7784

1,6559

68,08503

-0,1225

0,00068

99,86981

1,56875

68,08539

-0,11458

99,75591

99,75625

0,00007

99,75622

522-523

99,61919

225,6226

1,6559

1,7237

225,63698

0,0678

0,00225

99,61694

1,56478

225,63659

0,01912

99,63831

99,63944

0,00393

99,63748

523-524

99,70421

148,6586

1,7237

1,6646

148,66705

-0,0591

0,00148

99,70273

1,56613

148,66734

-0,02529

99,67892

99,67966

0,00185

99,67874

502-4003

101,47105

54,3378

1,5946

0,1000

54,35480

-1,4946

0,00054

101,47050

1,59389

54,34083

-1,75068

99,72036

99,72063

-0,01101

99,72614

4003-5011

100,23767

13,1619

1,6347

0,0000

13,16265

-1,6347

0,00013

100,23754

1,57453

13,25771

-7,86955

92,36812

92,36819

-0,00440

92,37039

5011-511

99,42351

62,1939

0,0000

1,7847

62,19935

1,7847

0,00062

99,42288

1,56173

62,20878

1,82659

101,25010

101,25041

-0,00043

101,25062

511-512

100,96267

76,9220

1,7847

0,4000

76,91675

-1,3847

0,00077

100,96190

1,58591

76,90829

-1,14616

99,81651

99,81689

-

99,81689

Tab. 13 - Trigonometrická nivelace - TAM

- 71 -

Čelina

Mokrsko

Páteřní štola

ZPĚT

Mezi body

Z [gon]

Doij [m]

Vs [m]

Vc [m]

š.d. D´ij [m]

Δv [m]

Φij [gon]

α [gon]

α [rad]

Dij (K+K) [m]

Ozij [gon]

Zij (K+K) [gon]

Zij (K+K)+φ/2 [gon]

Rozdíl [gon]

protismě. Z [gon]

501-502

100,29198

134,0814

1,5946

1,6625

134,08895

0,0680

0,00134

100,29064

1,57536

134,08928

0,03227

100,32425

100,32492

0,00010

100,32487

502-503

100,51895

202,7739

1,7072

1,5946

202,78975

-0,1126

0,00202

100,51693

1,57892

202,78887

-0,03534

100,48361

100,48462

0,00172

100,48376

503-504

100,38626

441,3253

1,7033

1,7072

441,35333

0,0039

0,00440

100,38186

1,57679

441,35335

0,00056

100,38682

100,38902

0,00597

100,38604

504-505

100,56131

271,0890

1,7048

1,7033

271,11178

-0,0015

0,00270

100,55861

1,57957

271,11177

-0,00035

100,56096

100,56231

0,00343

100,56060

505-506

100,31640

677,5647

1,6942

1,7048

677,60361

0,0107

0,00676

100,30964

1,57566

677,60366

0,00100

100,31740

100,32078

0,01091

100,31533

506-507

100,48182

121,2643

1,7107

1,6942

121,27320

-0,0165

0,00121

100,48061

1,57835

121,27308

-0,00867

100,47315

100,47375

0,00112

100,47319

506-521

100,86358

11,1144

1,7784

1,6942

11,11590

-0,0843

0,00011

100,86346

1,58436

11,11508

-0,48274

100,38083

100,38089

-0,00348

100,38263

521-522

100,12889

68,0807

1,6559

1,7784

68,08388

0,1225

0,00068

100,12821

1,57281

68,08424

0,11458

100,24347

100,24381

0,00007

100,24378

522-523

100,38249

225,6215

1,7237

1,6559

225,63580

-0,0678

0,00225

100,38024

1,57677

225,63541

-0,01912

100,36336

100,36449

0,00393

100,36252

523-524

100,29616

148,6576

1,6646

1,7237

148,66598

0,0591

0,00148

100,29467

1,57543

148,66626

0,02529

100,32145

100,32219

0,00185

100,32126

502-4003

102,06531

54,3381

1,6347

0,1000

54,36909

-1,5347

0,00054

102,06477

1,60323

54,34098

-1,79722

100,26809

100,26836

-0,01101

100,27386

4003-5011

99,75699

13,1607

0,0000

1,6347

13,16143

1,6347

0,00013

99,75686

1,56698

13,25636

7,87036

107,62734

107,62741

-0,00440

107,62961

5011-511

100,57549

62,1926

1,7847

0,0000

62,19800

-1,7847

0,00062

100,57486

1,57983

62,20749

-1,82663

98,74885

98,74916

-0,00043

98,74938

511-512

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Tab. 14 - Trigonometrická nivelace - ZPĚT

- 72 -


Průměrná hodnota převýšení z trigonometrické nivelace:

Čelina

Mokrsko

Páteřní štola

T-Z mezi body protisměrná Z[gon]

Dij (K+K)[m]

převýšení [m]

501-502 502-503 503-504 504-505 505-506

99,67513 99,51624 99,61396 99,43940 99,68467

134,08996 202,78945 441,35367 271,11223 677,60375

0,68426 1,54096 2,67629 2,38734 3,35625

506-507 506-521 521-522 522-523

99,52681 99,61737 99,75622 99,63748

121,27365 11,11571 68,08482 225,63600

0,90140 0,06681 0,26072 1,28488

523-524 502-4003 4003-5011 5011-511

99,67874 99,72614 92,37039 101,25062

148,66680 54,34090 13,25704 62,20813

0,75023 0,23377 1,58500 -1,22198

511-512

99,81689

76,90829

0,22121

Tab. 15 - Průměrné převýšení z trigonometrické nivelace

Výsledná převýšení mezi hlavními body pořadů: mezi body

nivelace [m]

trg. nivelace [m]

rozdíl [mm]

501-507

11,55010

11,54651

3,595

506-524

2,36467

2,36263

2,036

502-512

0,81190

0,81799

-6,081

Tab. 16 - Porovnání převýšení mezi hlavními body

- 73 -


13.6 Porovnání výsledků velmi přesné nivelace s trigonometr. nivelací Nadmořské výšky bodů Nivelace

K+K

rozdíl

výška [m]

Ø výška [m]

niv. - K+K [mm]

Čelina

Mokrsko

Hlavní štola

č.b. 501

284,5438

284,5438

-

502

285,2293

285,2281

1,267

503

286,7706

286,7690

1,608

504

289,4446

289,4453

-0,676

505

291,8328

291,8326

0,197

506

295,1929

295,1889

3,966

507

296,0939

296,0903

3,595

521

295,2594

295,2557

3,666

522

295,5199

295,5164

3,424

523

296,8056

296,8013

4,272

524

297,5575

297,5515

6,001

511

285,8190

285,8248

-5,860

512

286,0412

286,0460

-4,815

Tab. 17 - Porovnání výšek bodů velmi přesné a trigonometrické nivelace Převýšení

Čelina

Mokrsko

Hlavní štola

Mezi body

rozdíl

niv. [m]

K+K [m]

niv. - K+K[mm]

501-502

0,68553

0,68426

1,267

502-503

1,54130

1,54096

0,342

503-504

2,67401

2,67629

-2,285

504-505

2,38821

2,38734

0,873

505-506

3,36002

3,35625

3,769

506-507

0,90103

0,90140

-0,371

506-521

0,06651

0,06681

-0,299

521-522

0,26048

0,26072

-0,242

522-523

1,28573

1,28488

0,848

523-524

0,75196

0,75023

1,729

502-511

0,58965

0,59678

-7,126

511-512

0,22225

0,22121

1,045

Tab. 18 - Porovnání nivelovaných a trigonometrických převýšení

- 74 -

Čelina

Mokrsko

Hlavní štola

Porovnání přesnosti velmi přesné nivelace s trigonometrickou nivelací: mezi body

h_tam [m]

h_zpět [m]

h_tam2 [m]

HVB1-502

0,07646 -0,07613

0,1086

0,68553

0,68426

-1,26668 1,811

0,100

1,00290 ∑(ρ^2/R) 1,814

3,627 ANO

502-503

1,54126 -1,54133

0,2030

1,54130

1,54096

-0,34173 2,739

0,136

0,02414

5,484 ANO

503-504

2,67371 -2,67416

-2,67414 0,4418

2,67401

2,67629

2,28450 5,960

0,201

0,43817

5,964 11,927 ANO

504-505

2,38810 -2,38833

0,2715

2,38821

2,38734

-0,87325 3,661

0,158

0,19487

3,665

505-506

3,35986 -3,36019

0,6784

3,36002

3,35625

-3,76859 9,151

0,249

0,16051

9,154 18,308 ANO

506-507

0,90082 -0,90124

0,1214

0,90103

0,90140

0,37071 1,638

0,105

1,45299

506-521

0,06647 -0,06655

0,0111

0,06651

0,06681

0,29930 0,150

0,032

521-522

0,26047 -0,26049

0,0682

0,26048

0,26072

0,24199 0,919

522-523

1,28565 -1,28581

0,2258

1,28573

1,28488

523-524

0,75189 -0,75203

0,1487

0,75196

502-511

0,58964 -0,58967

0,1301

511-512

0,22218 -0,22233

0,0770

R [km]

h_niv [m]

h_trg [m]

rozdíl [mm]

σH [mm]

σVcs [m]

σZ [gon]

σR [m] ρ [rad]

m0 mL (ρ^2/R) [mm] [mm]

σΔ [mm]

4,39908 2,742

ANO/NE

7,329 ANO

1,641

3,282 ANO

0,57552

12 0,153

0,307 ANO

0,079

0,00587

0,923

1,846 ANO

-0,84775 3,047

0,144

0,11338

3,051

6,101 ANO

0,75023

-1,72925 2,008

0,117

0,13178

2,011

4,022 ANO

0,58965

0,59678

7,12619 1,129

0,109

0,00692

1,135

2,269 NE

0,22225

0,22121

-1,04483 1,039

0,084

0,29205

0,0002 0,0002 0,0007 0,0157 0,303

nR

Δmez [mm]

Up

2 1,042

2,084 ANO

Tab. 19 - Porovnání přesnosti měření

Z výsledného porovnání vyplývá, že veškerá přímo měřená trigonometrická převýšení odpovídají mezním rozdílům. U převýšení mezi body 502-511 mezní rozdíl nebyl splněn, protože trigonometrická nivelace nepokračovala přímo po bodech 502 a 511, nýbrž musela být vedena přes pomocné body 4003 a 5011. Bod 5011 nebyl pevně stabilizován, což napomohlo ke zhoršení přesnosti měření na proměřovaném úseku. Výběrová směrodatná odchylka převýšení mezi body 502-511 byla spočítána zákonem hromadění středních chyb.

- 75 -


Závěr Diplomová práce se zabývala návrhem a vybudováním bodů výškového bodového pole na povrchu, jejich zaměřením a připojením k České státní nivelační síti. Na tyto práce byla zvolena metoda velmi přesné nivelace. Zprvu bylo zapotřebí zhotovit síť bodů výškového bodového pole, která dále napomohla k přesnějšímu určení výšky hlavního výškového bodu HVB1 před portálem štoly Josef. Tyto body byly stabilizovány převážně litinovými čepovými značkami, kromě bodu 4a, který byl stabilizován hřebovou litinovou značkou. Body podzemní části nivelace byly nivelovány pomocí metody velmi přesné nivelace. Měřilo se po bodech základního důlního bodového pole v páteřní části štoly. Na páteřní štolu se dále připojily dvě odbočné chodby Čelina západ a Mokrsko západ, ve kterých bylo provedeno také výškové připojení. Všechna měření jak na povrchu, tak i v podzemních prostorách splňovala kritéria mezních odchylek pro nivelační pořad druhého a třetího řádu. Při měření ve štole byl značný problém s osvětlením laťového úseku. Stálo by za uvážení vymyslet patentovaný držák na podélnou svítilnu, která by dokázala osvětlovat nivelační lať pod stále stejným úhlem. To by odstranilo potíže s nerovnoměrným osvětlením a zároveň urychlilo práci v důlních prostorách. Pro výpočty povrchové části nivelace nesměla být opomenuta problematika takzvaných normálních Moloděnského výšek. Jelikož byla pro měření zvolena metoda velmi přesné nivelace, bylo zapotřebí ve výsledcích zohlednit vliv tíhových anomálií na zemském povrchu, které vyřešil M. S. Moloděnský. Bylo rozhodnuto, že u podzemní části nivelace nebude zaváděn přepočet na normální Moloděnského výšky. Výsledky by totiž v podzemí mohly být do značné míry negativně ovlivněny neznalostí tíhových anomálií pod zemským povrchem (ve štole Josef).

- 76 -


Bylo by zajímavé, například v další odborné práci, provést tíhová měření ve štole Josef a mít tím pádem možnost zavést normální Moloděnského výšky také do podzemních prostor. Samozřejmostí bylo provedení jednoho nezávislého zaměření základního důlního bodového pole. Pro tyto účely byla zvolena metoda trigonometrické nivelace. Kontrolním zaměřením výšek bylo zkoumáno, zda při nivelaci nedošlo k možným hrubým chybám. Patrným důkazem jsou konečné výsledky, kde rozdíly mezi velmi přesnou nivelací a trigonometrickou nivelací dosahují řádově hodnot několika „mm“. Největší rozdíl byl zjištěn mezi body 502 a 511, který činil 7,1 mm, což mohlo být způsobeno jediným volným stanoviskem (5011) při měření trigonometrické nivelace. Patrné zvětšení rozdílu mezi metodami měření bylo viditelné na delších záměrách. Například u záměry 505 – 506, která měří necelých 680 m, dosáhl rozdíl druhé maximální hodnoty 3,7 mm. Z posouzení přesnosti vyplývá, že až na jedno měření všechna ostatní odpovídají povolenému meznímu rozdílu, a tudíž můžeme tvrdit, že měření jsou v pořádku. Pro zajímavost bylo kontrolně vypočítáno převýšení mezi hlavním výškovým bodem před portálem štoly (b.č. HVB1) a koncovým bodem páteřní štoly

(b.č.

507).

Pomocí

velmi

přesné

nivelace

vyšlo

11,550

m

a trigonometrickou nivelací bylo zjištěno převýšení 11,547 m. Další zajímavostí ve štole je rozhodně výskyt větracího komínu, který je umístěn u koncového bodu páteřní štoly. Než proběhl tento projekt, byla výška komínu odhadována mezi 120 až 140 m. Měřením byla zjištěna výška 136,16 m. Tento

projekt

posloužil

k zavedení

výškového

systému

Bpv

(Balt

po vyrovnání) a polohového systému S-JTSK (souřadnicový systém jednotné trigonometrické sítě katastrální) do podzemních prostor štoly Josef. Polohově jej zpracoval Bc. Jan Varyš („Polohové připojení a zaměření základního důlního bodového pole štoly Josef“).

- 77 -


Použité zdroje [1] BAJER, Milan. a Jaromír PROCHÁZKA, Inženýrská geodézie10,20: Návody ke cvičení. Praha: Vydavatelství ČVUT, 1997. ISBN 80-01-01673-0. [2] ZEMAN, Antonín. Fyzikální geodézie 10: Teorie výšek a výškové systémy, Doplňkové skriptum. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2003. ISBN 80-01-02733-3. [3] VYKUTIL, Josef. Vyšší geodézie. Praha: Kartografie, 1982. ISBN 29-620-82. [4] NOVOSÁD, Zdeněk. a Josef VITÁSEK. Geodézie III. Brno: VUTIUM, 2000. ISBN 80-214-1774-9. [5] BLAŽEK, Radim. a Zdeněk SKOŘEPA. Geodézie 3. Praha: Nakladatelství ČVUT, 2006. ISBN 80-01-03100-4. [6] Podzemní výukové středisko Josef. [online]. [cit. 2012-04-05].

Dostupné z:

http://www.uef-josef.eu/ [7] Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický - Terminologická komise ČUZK: Terminologický slovník zeměměřictví a katastru nemovitostí. [online].

2005-2012

[cit.

2012-04-30].

Dostupné

z:

http://www.vugtk.cz/slovnik/index.php [8] PICK, Miloš., Jan PÍCHA a Vincenc VYSKOČIL. Úvod ke studiu tíhového pole Země. Praha: Academia, 1973. [9]

Seznam.cz.

[online].

1996-2012

[cit.

2012-05-07].

Dostupné

z:

http://www.seznam.cz/ [10] Český úřad zeměměřický a katastrální. [online]. 01.04.2011 12:40 [cit. 2012-05-07]. Dostupné z: http://cuzk.cz/ [11] Google Česká republika. [online]. 2006 [cit. 2012-05-07]. Dostupné z: http://www.google.cz/ [12]

Geometra.

[online].

2004-2011

[cit.

2012-05-07].

http://www.plastmark.cz/mericke-kolecko-bmi-rolfix-easy/d-70342/

- 78 -

Dostupné

z:


[13] VYSKOČIL, Zdeněk. Kalibrace digitálních nivelačních přístrojů - systémová kalibrace na horizontálním komparátoru. Praha, 2009. Disertační práce. ČVUT v Praze, katedra vyšší geodézie. Vedoucí práce doc. Ing. František KRPATA, CSc. [14] Regionální internetová televize. [online]. 2007 [cit. 2012-05-07]. Dostupné z: http://www.regiotv.cz/index.php?option=com_content&task=view&id=13&Itemid=28 [15]

Gefos.

[online].

[cit.

2012-05-07].

Dostupné

z:

http://www.gefos-

leica.cz/cz/leica/produktyl/64/nivelacni-late

[16] Leica Geosystems. [online]. 2012 [cit. 2012-05-07]. Dostupné z: http://hds.leica-geosystems.com/en/System-2000_5253.htm [17] Geofix. [online]. 2006 [cit. 2012-05-07]. Dostupné z: http://geofix.ru/ [18] Centrum experimentální geotechniky. [online]. 2000-2012 [cit. 2012-05-07]. Dostupné z: http://ceg.fsv.cvut.cz/urc-josef [19]

GPS

Báze.

[online].

2006

[cit.

2012-05-14].

Dostupné

z:

http://www.gpsbase.cz/index.php?p=17 [20] ZEMĚMĚŘICKÝ ÚŘAD. Metodický návod pro práce v základním výškovém bodovém poli. Praha, 2003. [21] č. 435/1992 Sb.,. Vyhláška Českého báňského úřadu: O důlně měřické dokumentaci při hornické činnosti a některých činnostech prováděných hornickým způsobem. Praha, 1992. [22] JIŘIKOVSKÝ, Tomáš. Podzemní výukové středisko Josef nejen pro studenty ČVUT. Sborník referátů XVIII. konference SDMG. 2011, s. 93-102. ISBN: 978-80-248-2489-5.

- 79 -


Seznam příloh Příloha č.1: Ukázka výstupů z kalibrace nivelačních latí. Příloha č.2: Ukázka výstupu z nivelačního přístroje Trimble-Zeiss DiNi 12T. Příloha č.3: Fotografie stabilizací bodů výškové sítě. Příloha č.4: Místopisy bodů základního výškového bodového pole. Příloha č.5: Místopisy bodů základního důlního bodového pole. (na CD)

- 80 -


Příloha č.1: Ukázka výstupů z kalibrace nivelačních latí. Třímetrová lať č. 10322: Komparace nivelační latě č. 10322 40 20 10 1879.48

1799.54

1719.55

1639.57

1559.58

1479.58

1399.58

1319.59

1239.59

1159.60

1079.60

999.61

919.63

839.64

759.67

679.69

599.71

519.79

439.80

359.85

-20

279.88

-10

199.94

0 119.97

odchylky [um]

30

-30 -40

Session

délka laťového úseku [mm]

1 : LD12 10322 a

Start time:

2012-01-26-16:07:59

End time:

2012-01-26-16:32:53

Start position [mm]:

119.97

End position [mm]:

1899.48

Step [mm]:

20.00

Number of observations:

90

Distance level-staff [m]:

3.81

Linear regression results: System scale:

0.999996 (

-4 ppm)

System scale RMS:

0.000002 (

2 ppm)

RMS of unit weight [um]:

10

Maximum residuum [um]:

28

Minimum residuum [um]:

-20

Observations: h_level [mm]

d_laser [mm]

residuals [um]

temperature_Air

pressure

[deg C]

[hPa]

humidity

temperature_Mat1

[%]

temperature_Mat2

[deg C]

[deg C]

----------------------------------------------------------------------------------------------------119.97 -1774.850

-4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

139.99 -1754.839

5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

159.97 -1734.855

1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

179.95 -1714.878

4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Ukázka z kalibračního protokolu

Lať byla proměřována v rozmezí 119.97 - 1900.18 mm, maximální hodnota odchylky od nuly činila 31 µm. Graf znázorňuje jen dvě měření tak, aby bylo možné rozeznat velikost odchylek. Zbylé grafy jsou uvedeny na přiloženém dvd. Výsledné měřítko laťového úseku je: -3,75 ppm

- 81 -


Třímetrová lať č. 10333: Komparace nivelační latě č.10333 20

1879.85

1799.86

1719.82

1639.78

1559.74

1479.69

1399.67

1319.65

1239.64

1159.63

-20

1079.61

999.60

919.59

839.59

759.61

679.60

599.62

519.65

439.69

359.76

279.83

-10

199.93

0 119.98

odchylky [um]

10

-30 -40

Session


5 : LD12 10333 a

----------------------------------------------------------------------------Start time:

2012-01-31-11:34:34

End time:

2012-01-31-11:59:41


119.98

End position [mm]:

1919.83

Step [mm]:

20.00


91


3.81


0.999986 ( -14 ppm)

System scale RMS:

0.000001 (


1 ppm)

7


14


-30

Observations: h_level

d_laser

[mm]

[mm]

residuals [um]

temperature_Air [deg C]

pressure [hPa]

humidity

temperature_Mat1 temperature_Mat2

[%]

[deg C]

[deg C]

----------------------------------------------------------------------------------------------------119.98

-125.256

-6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

139.99

-105.250

-3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

159.97

-85.273

-1

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

179.95

-65.298

5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0


Lať byla proměřována v rozmezí 113.88 - 1919.83 mm, maximální hodnota odchylky od nuly činila 30 µm. Graf znázorňuje jen dvě měření tak, aby bylo možné rozeznat velikost odchylek. Zbylé grafy jsou uvedeny na přiloženém dvd. Výsledné měřítko laťového úseku je: -7,25 ppm

- 82 -


Dvoumetrová lať č. 15912: Komparace nivelační latě č.15912 20 15 5 0 359.98 439.89 519.85 599.81 679.78 759.75 839.72 919.69 999.66 1079.63 1159.62 1239.59 1319.57 1399.55 1479.54 1559.54 1639.53 1719.52 1799.50 1879.49 1959.49 2039.48 2119.45 2199.40 2279.33 2359.31 2439.23

odchylky [um]

10

-5 -10 -15 -20 -25


Session

1 : LD13 15912 a

----------------------------------------------------------------------------Start time:

2012-01-25-16:48:26

End time:

2012-01-25-17:18:08


359.98

End position [mm]:

2499.21

Step [mm]:

20.00


108


3.81


1.000004 (

+4 ppm)

System scale RMS:

0.000001 (

1 ppm)


7


18


-21

Observations: h_level

d_laser

[mm]

[mm]

residuals [um]


pressure [hPa]

humidity

temperature_Mat1

[%]

[deg C]

emperature_Mat2 [deg C]

----------------------------------------------------------------------------------------------------359.98

-1932.601

3

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

379.96

-1912.625

7

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

399.94

-1892.642

4

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

419.90

-1872.683

5

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0


Lať byla proměřována v rozmezí 359.98 - 2500.02 mm, maximální hodnota odchylky od nuly činila 24 µm. Graf znázorňuje jen dvě měření tak, aby bylo možné rozeznat velikost odchylek. Zbylé grafy jsou uvedeny na přiloženém dvd. Výsledné měřítko laťového úseku je: 0,25 ppm

- 83 -


Dvoumetrová lať č. 15915: Komparace nivelační latě č.15915 30

10 0 -10 -20

2520.13 2439.93 2359.63 2279.29 2198.93 2118.56 2038.18 1957.82 1877.46 1797.10 1716.72 1636.35 1555.97 1475.61 1395.24 1314.86 1234.47 1154.10 1073.71 993.34 912.96 832.59 752.20 671.83 591.44 511.08

odchylky [um]

20

Řady2; -12 Řady1; -16

-30

Session


5 : LD13 15915 a

-------------------------------------------------------------------------------Start time:

2012-01-26-13:26:26

End time:

2012-01-26-13:56:02


379.91

End position [mm]:

2499.17

Step [mm]:

20.00


107


3.81


1.000015 ( +15 ppm)

System scale RMS:

0.000001 (


1 ppm)

8


19


-21

Observations: ------------h_level

d_laser

[mm]

[mm]

residuals [um]


pressure [hPa]

humidity

temperature_Mat1 temperature_Mat2

[%]

[deg C]

[deg C]

----------------------------------------------------------------------------------------------------379.91

-1914.187

0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

399.90

-1894.181

-15

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

419.90

-1874.185

-11

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

439.88

-1854.201

-15

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0


Lať byla proměřována v rozmezí 379.91 - 2518.08 mm, maximální hodnota odchylky od nuly činila -32 µm. Graf znázorňuje jen dvě měření tak, aby bylo možné rozeznat velikost odchylek. Zbylé grafy jsou uvedeny na přiloženém dvd. Výsledné měřítko laťového úseku je: 10,25 ppm

- 84 -


Příloha 2: Ukázka výstupu z nivelačního přístroje Trimble-Zeiss DiNi 12T. Porad ZVVZ

Bod vzad, prevyseni vzad, prevyseni vzad, delka vzad, delka vzad, Bod vpred, prevyseni vpred, prevyseni vpred, delka vpred, delka vpred

Pocatek poradu 502

1.54351 1.54350 17.58

17.58

1

0.45053

0.45054 18.85 18.85

1

2.62390 2.62390

7.74

7.74

2

0.28519

0.28519

8.01

8.01

2

2.71312 2.71312

8.47

8.47

3

0.23306

0.23305

8.46

8.46

3

2.79282 2.79283

9.27

9.27

4

0.32884

0.32883

8.86

8.86

4

2.72298 2.72297 14.80

14.80

5

0.40277

0.40281

15.04 15.03

5

2.42685 2.42682 14.94

14.94

6

0.39333

0.39334

14.88 14.88

6

2.60842 2.60842 15.23

15.23

7

0.22506

0.22506

14.87 14.87

7

2.66682 2.66681 20.47

20.46

4

0.32848

0.32847

24.96 24.97

Konec poradu Pocatek poradu 31

1.94180 1.94179

8.15

8.15

1

1.04508 1.04509

1

2.61158 2.61157 29.80 29.79

2

0.64343

0.64348 29.59

29.57

2

2.38910 2.38902 19.81 19.81

3

0.29646

0.29643 19.94

19.93

3

2.31139 2.31140 12.05 12.05

4

0.63845

0.63847 11.81

11.81

4

2.17595 2.17593 10.79 10.79

5

0.62743

0.62744 10.95

10.95

5

2.36465 2.36465

8.92

8.92

6

0.39748

0.39748

8.84

8.84

6

2.45425 2.45429

7.80

7.80

7

0.49780

0.49781

8.03

8.03

7

2.47285 2.47285

7.84

7.84

8

0.43919

0.43919

7.95

7.95

8

2.42688 2.42687

6.85

6.85

9

0.40371

0.40371

7.05

7.05

9

2.56950 2.56951

6.92

6.92

10

0.34903

0.34903

6.82

6.83

10

2.54506 2.54506

6.81

6.81

11

0.38393

0.38394

7.16

7.16

11

2.62609 2.62610

7.85

7.85

12

0.34507

0.34506

7.89

7.89

12

2.62318 2.62318

8.77

8.77

13

0.43875

0.43874

8.97

8.97

13

2.59444 2.59447 16.00 15.99

2

0.97190

0.97192 15.93

Konec poradu

- 85 -

8.04

8.04

15.93


Příloha č.3: Fotografie stabilizací výškových bodů.

Litinová čepová značka na bodě 1a


- 86 -


Litinová čepová značka na bodě 3.1a


- 87 -


Hřebová litinová značka na bodě 4a

Litinová čepová značka na bodě HVB1

- 88 -


Litinová čepová značka na bodě VB2

Malá litinová čepová značka na bodě VB3

- 89 -


Příloha č.4: Místopisy bodů základního výškového bodového pole.

- 90 -


- 91 -


- 92 -


- 93 -


- 94 -


- 95 -


- 96 -


- 97 -

Fakulta stavební DIPLOMOVÁ PRÁCE ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE. Studijní program: Geodézie a kartografie

Recommend Documents