Vysoká škola báňská – technická univerzita Ostrava
Osnova př ky přednáš ednášky
Hornicko-geologická fakulta Institut geodézie a důlního měřictví
Ing. Hana Staňková, Ph.D.
GEODÉZIE II 1. URČ URČOVÁ OVÁNÍ VÝŠ VÝŠEK Úvod do problematiky
• • • • •
historie měř eníí výš měřen výš ek základní kladní pojmy, teorie výš výšek výš výškové kové systé systémy výš výškové kové bodové bodové pole stabilizace a dokumentace bodů bodů
1.A Historie urč určová ování výš výšek Počátek v geometrickém určování vzájemného převýšení mezi dvěmi body
Použití prostředků pro určení svislých úhlů v astronomii a zeměměřictví
ASTROLÁ ASTROLÁB Přístroj, který slouž eníí slouží k měř měřen výš výšky hvě hvězd nad obzorem (Slunce, Polá Polárka)
Z měř eníí výš měřen výšky hvě hvězd je mož možné urč určit φ místa… sta…. ….další eníí .další funkcí funkcí je měř měřen času Toricelliho vyná eníí změ vynález pro měř měřen změn tlaku vzduchu byl využ využit pro urč určová ování rozdí rozdílů výš výšek dominantní dominantních bodů bodů v teré terénu
1
GEOID
1.B. Zá Základní kladní pojmy
• plocha blí blízká zká klidným stř střední edním
Hladinová Hladinová plocha – plocha, která která je v kaž každém své svém bodě bodě kolmá kolmá na smě směr tí tíže skuteč skutečný horizont bodu Zdá Zdánlivý horizont bodu do 300 m
J.B. Listing (1872) • prochá prochází nulovým výš výškovým bodem,
hladiná hladinám moř moří a oceá oceánů, prodlouž prodloužená ená pod kontinenty nekoneč nekonečným poč počtem
- teč tečná rovina vedená vedená bodem
kaná kanálů.
skuteč skutečný horizont = zdá zdánlivé nlivému horizontu
Absolutní Absolutní výš výška bodu – výška bodu nad zvolenou nulovou hladinovou plochou, tzn. svislá vzdálenost bodu (ve směru kolmic na izočary tíhového pole Země) od jeho průmětu na nulovou hladinovou plochu
Obecný zemský elipsoid Elipsoid, jehož jehož parametry vystihují vystihují geoid jako celek se stř středem S0, totož totožným se stř středem Země Země SZ a s malou poloosou totož totožnou s osou rotace Země Země.
Relativní Relativní výš výška bodu – výška bodu nad hladinovou plochou procházející obecně zvoleným bodem.
KVAZIGEOID
Modely kvazigeoidů kvazigeoidů:
Molodě Moloděnské nského teorie (1945) – uvaž uvažuje jen geodetické geodetické, astronomické é na astronomické a gravimetrické gravimetrické velič veličiny – měřen ěřené zemské zemském povrchu předmě edmětem urč určení ení není není geoid, ale tzv. kvazigeoid obecná obecná plocha, která která není není plochou hladinovou Kvazigeoid – (skorogeoid) skorogeoid) lze urč určit výpoč výpočtem z pozemských a druž eníí – geoid – pouze teoretickou plochou družicových měř měřen nelze prakticky urč určit
Globá Globální lní modely (EGM96) Kontinentá Kontinentální lní modely (evropský EGG97) Detailní Detailní/loká /lokální lní modely (CR2000, VUGTK2002) KVAZIGEOID je tedy … • množ množina bodů bodů vzdá vzdálených od zemské zemského povrchu o tzv. normá normální lní Molodě Moloděnské nského výš výšky (zjiš (zjišťují ují se podle siloč siločar tíhové hového pole) • na oceá oceánech kvazigeoid totož totožný s geoidem • v rovinatých oblastech rozdí rozdíl mezi plochami ně několik cm • v horských oblastech rozdí rozdíl až až 2m
1.B. Teorie výš výšek
A,B ….body na zemské zemském povrchu tížnice
normá normála
Druhy výš výšek rozezná rozeznáváme podle způ způsobu urč určení ení tíhové hového zrychlení zrychlení
kvazigeodická kvazigeodická výš výška
• geopotenciá geopotenciální lní kóty El. výš výška
geoid. výš výška
• dynamické dynamické výš výšky • ortometrické ortometrické výš výšky převýš evýšení ení kvazigeoidu nad elipsoidem
převýš evýšení ení geoidu nad elipsoidem
Sché Schématické matické zná znázorně zornění různých výš výšek
skuteč skutečná vzdá vzdálenost bodů bodů od geoidu nebo kvazigeoidu dělí se podle druhu tí tíhové hového zrychlení zrychlení podle které kterého se poč počítají tají
pravé pravé
- nad geoidem, teoretické teoretické
normá normální lní
- nad elipsoidem (Jadranský systé systém)
normá normální lní Molodě Moloděnské nského – nad kvazigeoidem (Bpv) Bpv)
2
1.C. Výš Výškové kové systé systémy • výš výšky bodů bodů je mož možno urč určovat nebo odvozovat řadou metod důlež ležité ité urč určení ení v jednotné jednotném výš výškové kovém systé systému • existuje mnoho výš výškových systé systémů spojených s • regionem, sledová sledována stř střední ední hladina moř moře • stá státem, MAREOGRAF (Terst, Kronš Kronštat, tat, Amsterdam) • blokem stá států
Výš Výškové kové systé systémy ČR • nadmoř nadmořské ské výš výšky – vztaž vztaženy k hladině hladině moř mořské ské JADRANSKÝ SYSTÉ SYSTÉM • vztaž vztažen ke stř střední ední hladině hladině Jaderské Jaderského moř moře • budoval Rakousko – Uherský vojenský země zeměpisný ústav (1873(1873-96) • základní kladní bod – nula vodoč vodočtu Terst, molo Sartorio (3,352 m.n.m.) • metoda př přesné esné nivelace, stř střední ední km chyba 4,1 mm • síť rozdě rozdělena na 3 části, obsahovala 7 zá základní kladních výš výškových bodů bodů • podklad pro další další budová budování základní kladní výš výškové kové sítě • naměř ená á převýš naměřen evýšení ení opravena o normá normální lní ortometrické ortometrické korekce
hladinové hladinové plochy s nulovou výš výškou byly voleny př převá evážně ke stř střední ední hladině hladině moř moří, resp. ně některé kterého blí blízké zkého moř moře
• 1898 – 1918 budová budovány nivelač nivelační poř pořady podé podél vě větších ších řek
po roce 1918 – na území zemí Československa 3 základní kladní nivelač nivelační body: Liš Lišov, ov, Streč Strečno, no, Trebuš Trebušany V dů důsledku chyb v rakouskorakousko-uherské uherské síti, dochá docházelo př při propojení propojení nivelač nivelačních sí sítí v hranič hraničních oblastech mezi Moravou a Slovenskem ve výš výškách id. bodů bodů 23 – 83 mm Na území zemí ČR další další 4 zá základní kladní nivelač nivelační body: Mrač Mrač, Vrbatů Vrbatův Kostelec, Vlaské Vlaské, Želeš elešice Československá eskoslovenská síť propojena s Polskem, Maď Maďarskem, Rakouskem Výškoměrná stanice na SV straně Mola Sartorio Mareograf Büsum – Ott uvnitř výškoměrné stanice na Molu Sartorio
Nová Nová síť nazvá nazvána ČSJNS Československá eskoslovenská jednotná jednotná nivelační síť výchozí výchozí bod – základní kladní nivelač nivelační bod Liš Lišov u Českých Budě Budějovic
• síť nebyla dobudová dobudována, • poš poškození kození, znič zničení ení stabilizací stabilizací bodů bodů, změ změny výš výšek. 1938 – zpracová zpracován projekt nové nové celostá celostátní tní sítě – v letech vá války přeruš erušení ení
ČSJNS – vztaž vztažena ke stř střední ední hladině hladině Jaderské Jaderského moř moře Byla tvoř tvořena: • Československou stá státní tní nivelač nivelační sítí I.I.-III. řádu, • Československou podrobnou nivelač nivelační sítí – IV. řád, • ploš plošnými nivelač nivelačními sí sítěmi. 1947 – vybudová ch zá vybudování 6 další dalších základní kladních nivelač nivelačních bodů bodů Svá Svárov, rov, Žirovice, irovice, Teplice, Železná elezná Ruda, Bojkovice, Krnov http://bodovapole.cuzk.cz/_znb http://bodovapole.cuzk.cz/_znb..aspx v souč současnosti celkem na území zemí České eské republiky 12 ZNB 1960 – síť dokonč dokončena, vyrovná vyrovnána MNČ MNČ, opravena o normá normální lní ortometrické ortometrické korekce dle Molodě Moloděnské nského
3
1948 – po př připojení ipojení Československa k sově sovětské tskému bloku přechod k výš výškové kovému systé systému baltské baltskému Kvalitní Kvalitní propojení propojení nivelač nivelačních sí sítí zemí zemí Varš Varšavské avské smlouvy komplikované komplikované, časově asově nároč ročné zavedeny prozatí prozatímní mní výš výškové kové systé systémy společ společná základní kladní hladinová hladinová plocha stř střední ední hladina Baltské Baltského moř moře u Kronš Kronštatu
B68 • doč dočasný systé systém 19531953-1957 • základní kladní bod nula vodoč vodočtu Kronš Kronštadt • použ používán pro vojenské vojenské účely (Vojenská (Vojenská top. služ služba) • výš výšky byly odeč odečteny od Jaderské Jaderského systé systému o 0,68 m
B46 • doč dočasný systé systém 19551955-1957 • základní kladní bod nula vodoč vodočtu Kronš Kronštadt
zaveden systé systém normá normální lních ortometrických výš výšek dle teorie Molodě Moloděnské nského
• použ používán pro civilní civilní účely (Ú (Ústř střední ední sprá správa geod. geod. a kart.) kart.) • výš výšky byly odeč odečteny od Jaderské Jaderského systé systému o 0,46 m
k výpoč výpočtu korekcí korekcí použ používá skuteč skutečné hodnoty tí tíže
19571957- 1958 – společ společné vyrovná vyrovnání nivelač nivelačních sí sítí I. řádu
Bpv Baltský výš výškový systé systém po vyrovná vyrovnání
1961 – stanoveny hlavní hlavní zásady opakovaných nivelací nivelací
• nivelač nivelační poř pořady a body vybí vybírány ve spoluprá spolupráci s geology • kladen dů důraz na kvalitní kvalitní stabilizaci
• závazný geodetický referenč referenční systé systém na území zemí ČR
• stanovena př příznivě znivější krité kritéria pro observaci
• definová definován výchozí výchozím bodem (Kronš (Kronštadt)
• hlubší hlubší analýza výsledků výsledků měřen ěřeníí
• soubor normá normální lních výš výšek Molodě Moloděnské nského
• přesně eníí „ Zvláš esnější metoda měř měřen Zvlášťť přesná esná nivelace“ nivelace“
• vyrovná vyrovnání meziná mezinárodní rodních niv. sí sítí zemí zemí Varš Varšavské avské smlouvy • základní kladní bod v ČR Liš Lišov u Českých Budě Budějovic
výsledky opakovaných měř eníí vyrovná měřen vyrovnány 1983 v Moskvě Moskvě 1969 - zřízení zení 12 ZNB, Geodetická Geodetická observatoř observatoř Pecný
Zvláš tníí nivelač Zvláštn nivelační sítě (ZNS)
(1951)
registrace zá závaž važných výš výškových změ změn v oblastech ovlivně ovlivněných hornickou činností inností • Ostrava – síť spojena se ZNS v Polsku (1959)
1990 – dokonč dokončení ení spojení spojení ČSNS (Č (Česká eská stá státní tní nivelač nivelační síť) se západní padními sousedy
• dokonč á obnova nivelač dokončená ená měřick ěřická nivelační sítě II. a III. řádu • zapojení zapojení ČSNS do UELN (United European Levelling Network)
• Kladno – 1961
• celoevropská celoevropská nivelač nivelační síť
• Most – 1965
• slouž slouží ke sledová sledování
• Sokolov – 1967
• geodynamiky zemské zemského povrchu
• Žaclé acléř – 1980
• hladin evropských moř moří
• Plzeň Plzeň – 1982
• území zemí ČR obsahuje stykové stykové a uzlové uzlové body (I., II. ř. ČSNS)
• Rosice - 1982
4
Základní kladní geodynamická geodynamická síť
GEODYN
EUVN (European United Vertical GPS Network )
• budová budování v druhé druhé pol. pol. 90. let • měřen ěřeníí sítě ve čtyř tyřech etapá etapách
• druž družicová icová výš výšková ková síť (elipsoidické (elipsoidické výš výšky) • předpoklá edpokládaná daná přesnost 0,01m
(1994 – 1995)
• sjednocení sjednocení všech výš výškových niv. sí sítí v Evropě Evropě • kvalitní kvalitní spojení spojení výš výšek použ používaných mareografů mareografů • 35 bodů bodů (5 bodů bodů ZPBP)
• propojena s SGrSGr-95 a stř středoevropskou geodynamickou sí sítí GEGRN • měřen ěřeníí sítě přístroji GPS, nivelací nivelací, gravimetricky
Výš Výškové kové bodové bodové pole
1.D. Stabilizace nivelač nivelačních bodů bodů
Základní kladní výš výškové kové bodové bodové pole (ZVBP) • Základní kladní nivelač nivelační body (12 v ČR) • body České eské stá státní tní nivelač nivelační sítě (ČSNS) I. –III. řád Podrobné Podrobné výš výškové kové bodové bodové pole (PVBP) • ČSNS IV. řádu • ploš plošné nivelač nivelační sít ě • stab. stab. body technických nivelací nivelací • body polohových a tí tíhových bodových polí polí urč určených metodou TN
Stabilizace nivelač nivelační čepové epové znač značky / hloubková hloubková stabilizace
Hřebová ebová znač značka pro hloubkovou stabilizaci Hřebová ebová znač značka pro tyč tyčovou stabilizaci Čepová epová znač značka (typ V)
Starší Starší typ čepové epové nivelač nivelační znač značky Sché Schéma hloubkové hloubkové stabilizace (1.typ)
Sché Schéma tyč tyčové ové stabilizace (z. typ) Hřebová ebová znač značka (typ III) s kulatou hlavou (osazení (osazení se shora)
Nivelač Nivelační kámen s čepovou znač značkou
5
1.D. Systé Systém znač značení ení nivelač nivelačních poř pořadů adů a bodů bodů • Poř Pořady I. řádu tvoř tvoří uzavř uzavřené ené oblasti – velká velká písmena • v Čechá .A, B až echách a na Moravě Moravě 16 oblastí… oblastí….A, až P • v pohranič Z0, Z1, až pohraničí jsou oblasti neuzavř neuzavřené… ené…Z až Z19 • I. řád zhuš zhušťová ován nivelač nivelačními poř pořady II. řádu • v kaž každé oblasti – I. řádu tedy ně několik oblastí oblastí II. řádu • oblasti II. řádu znač značeny malými pí písmeny..a,b,c..dle abecedy
Nivelač Nivelační poř pořady I. řádu: Např Např. JN Jihlava – Tábor, CD Liberec - Nymburk
Označ Označení ení nivelač nivelačních poř pořadů adů II. řádu zač začíná třemi pí písmeny. První První je velké velké písmeno oblasti I. řádu, v niž niž se poř pořád nachá nachází, a další další dvě dvě písmena udá udávají vají, mezi kterými dvě dvěma oblastmi II. řádu poř pořad lež leží. Pak ná následují sledují místa poč počátku a konce poř pořadu,
Kfg Žďá Žďár - Křižanov
• nivelač nivelační poř pořad III. řádu má má v označ označení ení dvě dvě písmena oblastí oblastí I. a II., řádu, ve které které je umí umístě stěn, • pak ná následuje arabské arabské poř pořadové adové číslo, které které udá udává, o koliká kolikátý poř pořad III. řádu se v dané dané oblasti II. řádu jedná jedná. Příklad: Bh 1 Ruzyně - Malé Malé Přítočno. no.
• nivelač nivelační poř pořad IV. řádu se označ označuje podobně podobně jako poř pořady III. řádu. • v prů průběžn ěžném číslová slování poř pořadů adů v oblasti II. řádu se předsazuje číslo 0. Př Příklad: Z1 a 02 Cheb - Karlovy Vary.
Číslová slování nivelač nivelačních bodů bodů kaž každého poř pořadu je prů průběžn ěžné a zač začíná číslem 1. Příklady označení ení: • Oblasti I. řádu: A, B, C (č (české eské kraje), Zo, Zo, Zl ,Zl (pohranič (pohraniční neuzavř neuzavřené ené oblasti). • Oblasti II. řádu; Aa, Aa, Ab, Ab, Ac; Ac; Zla, Zlb, Zlc... • Nivelační pořady a body první prvního řádu: JNJN-Táborbor-Jihlava, JNJN-l, JNJN-2, JN,.3; Z15Zls-Hranice -Znojmo; Z15ZuZu-l • Nivelační pořady a body II. řádu: NbcNbc-Pelhř Pelhřimov -Telč Telč, NbcNbc-l, NbcNbc-2, NbcNbc3; SAdeSAde-Horní Horní Lideč Lideč-Púchov, chov, SAdeSAde-l, SAdeSAde-2, SAdeSAde-3; Z15abab-JemniceJemniceZnojmo, Z15abab-l, Z15abab-2... • Nivelační pořady a body III. řádu: Oh4Oh4-LachoviceLachovice-Bož Božice, ice, Oh4Oh4-1, Oh4Oh4-2, Oh4Oh4-3; Z16a3a3-Hrá Hrádekdek-Jaroslavice, Jaroslavice, Z16a3a3-1, Z16a3a3-2, , Z16a3a3-3... • Nivelační pořady a body IV. řádu: Mf04Mf04-Záboř boří-Křemž emže, Mf04Mf04-1, Mf04Mf04-2, Mf04Mf04-3; Zl4c-01 MajdalenaMajdalena-Staň Staňkov, kov, Z l4c0lc0l-1, Z l4c01c01-2...
6
1.E Dokumentace bodů bodů Nivelač Nivelační síť je vybudová vybudována tak, aby vzdá vzdálenost nivelač nivelačních bodů bodů v nivelač nivelačních poř pořadech v nezastavě nezastavěném území zemí byla menší menší než než 1,0 km a v zastavě zastavěném území zemí byla v prů průměru 0,3 km. Po př převodu ČSJNS do baltské baltského výš výškové kového systé systému
Katalog nivelačních bodů (KNB) •údaje o výš výškové kovém (nivelač (nivelačním bodě bodě), jeho mí místopis • katalogy sestaveny pro ML v měř měříítku 1:100000 • rozdě rozděleny na 4 mapy (1:50 000) – zakresleny niv. poř pořady a body
Nivelač Nivelační údaje: • název nivelač nivelačního bodu
Jihovýchodní Jihovýchodní roh mapové mapového listu 1515- 43 Ostrava v měří ěřítku 1:50 000
Od r. 1970 se př přešlo od Katalogu nivelač nivelačních bodů bodů k Souborů Souborům nivelač nivelačních údajů dajů
• místopisný ná náčrt a údaje • číslo nivelač nivelačního bodu a bodu př předchá edcházejí zejícího
zkvalitně zkvalitnění nivelač nivelačních údajů dajů pro kaž každý bod
• délka oddí oddílu, dé délka od poč počátku poř pořadu • měřen é převýš ěřené evýšení ení • opravy z tí tíže a vyrovná vyrovnání • vyrovnaná vyrovnaná výš výška v metrech na 4 des. des. mí místa
SOUČ SOUČASNOST http://bodovapole.cuzk.cz/
• výš výškový rozdí rozdíl v Jadranské Jadranském, baltské baltském systé systému • druh znač značky a stabilizace • rok zaměř eníí a zá zaměřen záznam o změ změnách
7
BLAŽ BLAŽEK, R., SKOŘ SKOŘEPA, Z.: Geodé Geodézie30 -Výš Výškopis. ČVUT v Praze, 1999. EUREF: Relation between the European national height Systems and the UELN – viz http://crs evrs// http://crs..bkg.bund.de/ bkg.bund.de/evrs NEVOSÁ NEVOSÁD, Z., SOUKUP, F., VlTÁ VlTÁSEK, SEK, J.: Geodé Geodézie II, VUTIUM v Brně Brně,1999 PROVÁ ém úřadu. Sborní PROVÁZEK, J.: GPS a výš výšky v Země Zeměměřick ěřické Sborník referá referátů, VUTVUT-FAST v Brně Brně, 1999, str. 3434-41.
SCHENK, J:
Geodetické Geodetické sítě, Bodová Bodová pole, Ostrava 2005, Sylaby http://igdm.vsb.cz/
KADLEC, P.: Sjednocení Sjednocení kvazigeoidů kvazigeoidů na rů různých území zemích, Diplomová Diplomová prá práce, ČVUT, Fakulta stavební stavební, Katedra Vyšší Vyšší Geodé Geodézie, 20072007-12 PEŠ PEŠŤÁK, J.:Historie a souč současnost zá základní kladního výš výškové kového bodu Molo Sartorio, Sartorio, Historické Historické mapy, Zborní Zborník referá referátov z vedeckej konferencie, konferencie, Bratislava 2005, str.1str.1-4
8
