Broj 12 by Studentski zbor Geodetskog fakulteta

UREDNIŠTVO Matej Varga glavni urednik » mvarga@geof.hr

Jakov Maganić tehnički urednik » jmaganic@geof.hr

Ivan Žižić izvršni urednik » izizic@geof.hr

Lucija Baričević, Hrvoje Bogner, Mario Božić, Vedran Car, Josip Gulin, Sandra Keran, Leo Komočar, Damir Kontrec, Antonio Luketić, Hrvoje Mahović, Vanja Miletić, Josipa Pavišić-Džo, Stipe Vranković, Mari(j)o Vuljanić suradnici

prof. dr. sc. Nedjeljko Frančula prof. dr. sc. Miljenko Solarić prof. dr. sc. Nikola Solarić počasni članovi uredništva » nfrancul@geof.hr » miljenko.solaric@geof.hr » nsolaric@geof.hr

prof. dr.sc. Đuro Barković prof. dr. sc. Damir Medak mr. sc. Milan Rezo prof. dr. sc. Miljenko Solarić mr. sc. Danijel Šugar Mladen Zrinjski, dipl.ing. recenzenti Maja Ivanković lektorica

Poštovani čitatelji, Nakon točno devet mjeseci izlazi 12. broj našeg studentskog lista. Odgovornost, koju nosi trinaestogodišnja tradicija i iznimno uspješan rad prethodnika, preuzela je pomlađena generacija, spremna odgovoriti izazovima uređivanja jednog veoma kvalitetnog časopisa. Unatoč financijskoj krizi koja, između ostaloga, očigledno zahvaća i geodetski sektor, Ekscentar je i dalje besplatan te se “šalje” s Geodetskim listom, časopisom Hrvatskog geodetskog društva. Tema novog broja je CROPOS sustav, sustav koji će u sljedećim desetljećima obilježiti geodetsku struku i praksu i kojeg smo zasigurno svi, ili već koristili, ili ćemo u budućnosti koristiti. Kroz šest članaka teme broja detaljno je i cjelovito predstavljen hrvatski pozicijski sustav. Osim toga, broj sadrži članke iz znanosti te geodetske i geoinformatičke struke. Za svakoga ponešto, za neke sve. Zahvaljujem autorima radova, sponzorima i donatorima, profesorima, asistentima, suradnicima i recenzentima te svima koji su na bilo koji način surađivali i pomagali izradi ovog broja. Posebno se zahvaljujem profesoru dr. sc. Miljenku Solariću i asistentu Mladenu Zrinjskom koji su nebrojeno puta savjetima i komentarima pomogli da ovaj broj poprimi konačni oblik. Ekscentar jest i ostati će jedan od najboljih časopisa kojega uređuju studenti u Hrvatskoj. Iskoristiti ću priliku i pozvati sve kolege studente u izradu narednih brojeva. To je prilika da se geodezija upozna iz jedne druge perspektive. Ekscentar je istraživanje i proširivanje znanja stečenih na nastavi; prilika kako biste se zapitali zašto i kako, i prilika koju svatko od nas studenata ima da nešto “ostavi” svojoj struci. Zdravi i veseli studenti bili! Matej Varga

Teodora Fiedler Adžić Ksenija Ivančić Mirjana Kruhak Snježana Milec Ivana Starinec Štefica Vorih administracija i računovodstvo Adresa uredništva

Ekscentar Geodetski fakultet Kačićeva 26/V, HR-10000 Zagreb e-mail: ekscentar@geof.hr GRS80: N45˚48’30.3’’, E15˚57’48.5’’

Naklada: 3000 Izdavač

Studentski zbor Geodetski fakultet Kačićeva 26/V, HR-10000 Zagreb

Tiskara

Stega Tisak Zavrtnica 17, 10000 Zagreb

Ekscentar je član organizacije SPINE – Student Press in Europe

Ekscentar online (puni tekstovi) http://hrcak.srce.hr/ekscentar

Broj žiro računa

2340009-1100010196, poziv na broj MT-182

ISSN: 1331-4939 UDK: 378 528 Zahvaljujemo asistentu M. Pavasoviću na ustupljenoj podlozi za izradu naslovnice.

Puni tekstovi mogu se koristiti za osobne i edukacijske potrebe bez prethodnoga odobrenja, a uz obvezno navođenje izvora. Korištenje u komercijalne svrhe nije dozvoljeno bez pisanog odobrenja izdavača. Ne smijete mijenjati, preoblikovati ili prerađivati sadržaj lista. Ovaj list je lincenciran pod Creative Commons License dostupnoj na internetskoj stranici: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/

Uredništvo ne mora uvijek biti suglasno sa stavovima autora. Za cijene oglašavanja i donacije molimo kontaktirajte nas na ekscentar@geof.hr

SADRŽAJ 5

Upute suradnicima

Novosti

TEMA BROJA: CROPOS SUSTAV M. Solarić, N. Solarić 22

28 35

CROPOS

hrvatski pozicijski sustav

Prva opažanja gibanja umjetnih zemljinih satelita u Hrvatskoj i određivanje koordinata položaja opservatorija Hvar M. Marjanović CROPOS hrvatski pozicijski sustav L. Baričević, S. Vranković, J. Maganić GNSS sustavi u regiji

str. 28

Ž. Hećimović, M. Pavasović 40

CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) A. Luketić, M. Varga, I. Žižić

Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakulteta A. Bilajbegović

Status i perspektive postojećih i planiranih satelitskih navigacijskih sustava

ZNANOST I STRUKA B. Pribičević, D. Medak, A. Đapo 58

Integracija suvremenih geodetsko-hidrografskih mjernih metoda u krškim područjima Republike Hrvatske

Bespilotne letjelice za potrebe fotogrametrije

R. Paar, A. Marendić, M. Zrinjski 64

Metoda određivanja visina kombinacijom GNSS-a i laserskog sustava

str. 70

M. Kolarek Bespilotne letjelice za potrebe fotogrametrije I. Lončarić

Prijelaz iz Gauss-Krügerovih u UTM koordinate putem Helmertove transformacije za područje grada Sarajeva M. Kolarek Primjena GIS-a u sustavima odvodnje otpadnih voda K. Boc Posebna geodetska podloga G. Križ

Postupak utvrđivanja posebnih uvjeta gradnje i izdavanja suglasnosti I. Đurenec

Parcelacija zemljišta na osnovu Rješenja o utvršivanju građevne čestice i zemljišno-knjižni postupak G. Križ Trasiranje plinovoda

POPULARIZACIJA ZNANOSTI I STRUKE 94 98 101 104

str. 98

R. Župan, S. Frangeš Mobilnost u kartografiji: jučer, danas i sutra

Određivanje položaja

plovila na moru

Ž. Baćan, E. Stričak, D. Špoljarić Zagrebački prizemljeni Sunčev sustav J. Gulin Određivanje položaja plovila na moru H. Bogner, D. Odobašić Slobodna karta svijeta u Hrvatskoj

MALA ŠKOLA 108

Zagrebački prizemljeni Sunčev sustav

M. Miler, D. Odobašić Python - Uvod u programiranje za inženjere

str. 101

DECRETUM EXCENTRI (UPUTE SURADNICIMA)

Ekscentar je časopis studenata Geodetskog fakulteta, znanstvenog, popularno-znanstvenog i edukativnog karaktera. Tematski, objavljuju se radovi iz područja geodezije i geoinformatike te srodnih znanstvenih disciplina (astronomije, aeronautike, geofizike, građevinarstva, arhitekture i sličnih). Ekscentar redovno izlazi od 1997. godine, potpuno je besplatan za sve čitatelje i, osim studenata, čitaju ga pretplatnici Geodetskog lista. Časopis u pravilu izlazi jednom godišnje, a u slučaju osiguranja financijskih sredstava, dva puta. KATEGORIJE RADOVA 1. Znanstveno-stručni radovi 1.a) izvorni znanstveni rad – sadrži neobjavljene rezultate izvornih znanstvenih istraživanja, a u njemu su znanstvene informacije izložene tako da se eksperiment može ponoviti i dobiti opisani rezultat s točnošću koju navodi autor ili unutar dopustive granice eksperimentalne pogreške, odnosno, da se mogu ponoviti autorova zapažanja, analize, proračuni ili teorijski izvodi te zauzimati stajališta o zaključcima i rezultatima, 1.b) pregledni znanstveni rad - rad što sadrži izvoran, sažet i kritički prikaz jednog područja ili njegova dijela u kojemu autor aktivno djeluje. Mora biti istaknuta uloga autorova izvornog doprinosa u tom području s obzirom na već publicirane radove te pregled tih radova, 1.c) stručni rad - sadrži korisne priloge iz područja struke koji nisu vezani uz izvorna autorova istraživanja, a iznesena zapažanja ne moraju biti novost u struci, 1.d) izvještaji sa znanstvenih i stručnih skupova i to samo sa skupova na kojima sudjeluju studenti, odnosno članovi i suradnici uredništva časopisa. 2. Ostali radovi, koji uključuju tematski diferencirane članke (novosti, studentske i sportske članke i osvrte, izvještaje sa prakse i putovanja i drugo). Kako bi časopis bio što kvalitetniji potrebno je pridržavati se slijedećih uputa i pravila: 1. Članak ne smije biti prethodno objavljen i istovremeno ponuđen drugom časopisu. Navedeni članci se neće razmatrati. 2. Naslov članka mora biti jasan, sažet i što kraći. U naslovu ne smije biti uskličnih niti upitnih rečenica niti izricanja posebnih teza. Tekst u članku mora biti precizan i nedvosmislen, terminološki jasan, pravopisno i tipografski točan. 3. Autori su dužni u člancima i drugim prilozima upotrebljavati međunarodni sustav jedinica (SI) s nazivima na hrvatskome jeziku (službeni dijalekt). 4. Svi grafički prilozi (slike, tablice, dijagrami) trebaju imati ime i opis. Unutar teksta mora biti označeno mjesto kojem pripada pojedini grafički prilog te njegovo ime. Prilikom dostavljanja rada, svi grafički prilozi upotrijebljeni u tekstu se prilažu i u posebnoj datoteci i to u njihovoj izvornoj kvaliteti i veličini. Preporučljivo je da prilozi budu u formatima jpg, tiff, png, eps ili pdf. 5. Pisanje sažetka i ključnih riječi je obavezno i to ispod naslova članka. Dio uvoda ili bilo koji dio teksta ne smije biti sažetak. Nominalan i optimalan broj u sažetku je između 200-250 riječi te 6-8 ključnih riječi. Ime članka, sažetak i ključne riječi, osim na hrvatskom, moraju biti napisane i na engleskom jeziku. 6. Osobita pozornost treba se usmjeriti na citiranje literature. Navedenu literaturu potrebno je poredati po abecednom redu prezimena autora i pri tome su moguća tri slučaja:

• Citiranje knjige: Autor(i), godina izdanja, naslov knjige, naslov serije, izdanje, izdavač, mjesto izdavanja, broj stranica; npr. Macarol, S. (1950): Praktična geodezija, Tehnička knjiga, Zagreb, str. 123-124 • Citiranje članka: Autor(i), godina izdanja, naslov članka, ime časopisa, godište, broj stranica; npr. Benčić, D., Novaković, G. (2005): Značenje i usporedbena analiza pojmova srednja pogreška i standardno odstupanje, Geodetski list, vol. 59, no. 1, str. 31-44. • Internetski izvori: URL-n: puna adresa stranice, datum pristupa; npr. URL-3: http://www.geof.hr/ (01.01.2010.). Ukoliko je sve izrađeno prema uputama rad bi trebao sadržavati: 1. članak (MS Word, LaTeX ili Open Document), 2. grafičke priloge (slike, fotografije, tablice, dijagrame) u jednoj datoteci (zip ili rar), 3. popratni dopis (može i odlomak unutar članka) u kojem su navedeni svi autori. Za svakog autora potrebno je navesti akademski stupanj, ime i prezime, stručnu spremu (npr. diplomirani inženjer geodezije), znanstveno zvanje (npr. magistar znanosti), naziv i adresu ustanove u kojoj radi, broj telefona (mobitela), faksa i e-mail. Također, u popratnom dopisu autor predlaže kategoriju članka (kategorije s početka ovoga teksta). Temeljem rezultata recenzije uredništvo će rad kategorizirati i to ne nužno istovjetno autorovom prijedlogu. Rad se dostavlja na e-mail adresu ekscentar@geof.hr ili poštom na jednom od digitalnih medija (CD, DVD…): Časopis Ekscentar Geodetski fakultet Studentski zbor Kačićeva 26/V 10000 Zagreb MOLE SE AUTORI DA SE PRIDRŽAVAJU JASNIH I PRECIZNIH UPUTA KAKO BI ČASOPIS BIO ŠTO KVALITETNIJI. U slučaju da rad nije napisan u skladu sa “Uputama”, autoru će se rad vratiti s molbom za doradom. Svi radovi dostavljeni u uredništvo podliježu recezentskom postupku. Autor rada ne mora biti upoznat s recezentom, a pozitivan ishod recenzije ne mora biti uvjet za prihvaćanje. Autor ima pravo uložiti žalbu na komentare recezenta i zatražiti njegovu promjenu što će biti razmotreno u čim kraćem roku. Prioritet objave radova je uvjetovan aktualnošću tematike i cjelokupnim konceptom aktualnog broja. Najviši prioritet imaju radovi autora/koautora studenata Geodetskog fakulteta, bilo da se radi stručnoj ili studentskoj tematici. Nakon toga redom: izvorni znanstveni radovi, pregledni znanstveni radovi te stručni radovi. Stručni radovi koji prenose već poznate stvari ili je ista ili slična tematika obrađivana u jednom od prethodnih brojeva, imaju najniži prioritet. Odluku o prihvaćanju i objavi rada donosi glavni urednik u konzultaciji s članovima uredništva. Prihvaćanje rada, u pravilu, ne znači nužno i objavu u prvom sljedećem broju. Svi autori, čiji su radovi prihvaćeni, moraju se složiti da se njihov rad objavi na Portalu znanstvenih časopisa- Hrčak te u bazi znanstvenih časopisa. Također, prihvaćeni i objavljeni rad autor ne smije objaviti u drugom mediju bez dozvole uredništva, a i tada uz podatak o tome gdje je rad objavljen prvi put. Autori čiji je rad prihvaćen, u najkraćem mogućem roku dobivaju obavijest o prihvaćanju odnosno objavi. Uredništvo ne mora uvijek biti suglasno sa stavovima autora. Sve dodatne informacije i pitanja na: ekscentar@geof.hr.

Novosti

>> iz svijeta geodezije i geoinformatike

Održan IV. hrvatski kongres o katastru s međunarodnim sudjelovanjem Hrvatsko geodetsko društvo, pod visokim pokroviteljstvom Ministarstva zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva te Akademije tehničkih znanosti Hrvatske organiziralo je IV. hrvatski kongres o katastru s međunarodnim sudjelovanjem od 15. do 17. veljače 2010. godine u kongresnom centru Antunović u Zagrebu. Kongres se tradicionalno održava svake četiri godine i prikazuje domaća i svjetska dostignuća iz područja katastra, geodezije i geoinformatike te njihovu ulogu u rješavanju vlasničkih odnosa nad nekretninama. Katastar i zemljišne knjige infrastrukturni su registri svake države. Sređivanje stanja u katastru i zemljišnim knjigama imperativ je gospodarskog i demokratskog razvoja Republike Hrvatske i jedan od uvjeta članstva u Europskoj uniji. Upravo s tim ciljem je i organiziran ovaj Kongres. U skladu s aktualnim izazovima u struci pomno su odabrane teme Kongresa koje su usuglašene s poljima djelovanja povjerenstava Međunarodne udruge geodeta: 1. norme i standardi u katastru, geodeziji i geoinoformatici, 2. katastar, zemljišna knjiga i ostali prostorni registri, 3. GNSS tehnologije i CROPOS, 4. katastar vodova i vrednovanje zemljišta, 5. povijesni prikaz, 6. upravljanje podacima i aplikativna rješenja. Na Kongresu je održano i nekoliko predavanja inozemnih stručnjaka iz Austrije, Bosne i Hercegovine, Slovenije te Srbije koji su upoznali prisutne sa novostima i uspjesima na području geodezije i geoinformatike u okvirima svojih zemalja. Eurogeographics, europsko udruženje koje okuplja državne katastarske i kartografske organizacije iz 41 zemlje Europe, održalo je konferenciju na kojoj se raspravljalo o stanju u regiji i aktualnoj problematici. Za znanstveno-stručni dio Kongresa prijavljena su 44 rada od 70 autora iz zemlje i inozemstva. Četvrti hrvatski kongres o katastru s međunarodnim sudjelovanjem dio je programa stručnog usavršavanja Hrvatske komore ovlaštenih inženjera geodezije, snažan je doprinos i poticaj daljnjem ubrzanju reforme katastra i zemljišnih knjiga, jačanju geoinformatičke infrastrukture hrvatske države te kao takav pridonosi prestižu Hrvatske na regionalnom i europskom planu. Kongresu je prisustvovala i nekolicina studenata Geodetskog fakulteta, među kojima i članovi uredništva Ekscentra, organizatori IGSM-a te članovi Studentskog zbora Fakulteta. Ovom se prilikom zahvaljujemo organizatoru HGD-u i predsjedniku Jožefu Delaku koji nam je omogućio sudjelovanje na ovom važnom i edukativnom događaju.

115th European Spatial Data Research (EuroSDR)

115. redoviti European Spatial Data Research (EuroSDR) skup održan je u gradu Masala u Finskoj u razdoblju od 21. d 23.10.2009. godine. Organizatori skupa su Finnish Geodetic Institute i National Land Survey. U radu EuroSDR skupa sudjelovao je dr. sc. Željko Hećimović (Hrvatski geodetski institut). Predsjedavatelj EuroSDR-a gosp. Antonio Arozarena-Villae, otvorio je 115. EuroSDR skup. Zemlja domaćin predstavila se predavanjima: • Jamo Ratia: Activities at National Land Survey of Finland, • Juha Hyyppa: Laser Scanning research in Finland, • Arttu Soininen: Vectorising Buildings from Laser Data, • Olli Sirikia: Production of National DEM, • Jouko Vanne: Experiences about the use of new DEM. EuroSDR komisije podnijele su izvješća o svom radu u proteklom razdoblju i prezentirani su radovi na projektima unutar pojedine komisije: • Komisija 1: Sensors, primary data acquisition and georeferencing, Michael Cramer, Projekt: Medium Format Kamera, Gorres Grenzdorffer, • Komisija 2: Image analysis and information extraction, Juha Hyyppä, Projekt: Radiometric Calibration of ALS Intensity, Juha Hyyppä • Komisija 3: Production systems and processes, Andre Streilein, Projekt: Virtual Globes, Andre Streilein, • Komisija 4: Core geoinformation databases, Ulf Sandgern, Projekt: Generalisation and MIRACLE, Jantien Stoter, Projekt: INSPIRE Atlas of Implementation Methods, Ingrid Vanden Berghe, • Komisija 5: Integration and delivery of data and services Projekt: Performance testing of GI Services, Anders Ostman, Predstavljeni su radovi na aktivnim projektima, izneseni planovi daljnjeg rada na tekućim projektima te su također predstavljeni prijedlozi za nove projekte. Osim navedenih, održana su i predavanja: • Wolfgang Kresse: Inter-Commission Working Group on Standards, • Anders Östman: Inter-Commission Working Group on »Education Service«, • John Ratcliffe: Navigation Uncharted Waters Organizirano je više tematskih okruglih stolova. Na ovom skupu su s EuroSDR sekretarom dogovoreni detalji oko organizacije 117. EuroSDR skupa u Zagrebu za listopad 2010. godine. Zemlja domaćin je svojom organizacijom stvorila osnove za plodonosan rad skupa. Izvori: www.eurosdr.net/enews/2009/eurosdr_news_2009-4. pdf (16.02.2010.) http://www.cgi.hr/news/euroSDR115.html (16.02.2010.)

Novosti >> iz svijeta geodezije i geoinformatike

Šesta Generalna skupština IVS-a Hobert, Tasmania, Australia IVS (International VLBI Service for Geodesy and Astrometry) je od 7. do 13. veljače 2010.godine održao redovnu tehničku skupštinu. Svrha sastanka je razmjena informacija, dostavljanje izvješća i planiranje budućih aktivnosti. U sklopu skupštine održan je i forum između članica VLBI servisa. Glavna misao tijekom cijelog susreta bila je: »VLBI2010: Od vizije do realnosti«. Vizija VLBI servisa 2010. godine postepeno je ostvarena pa danas VLBI sustav ima nove mogućnosti određivanja pozicije na 1 mm, a ubrzanja stanica na 0,1 mm godišnje. Kontinuirane mjerne kampanje za položaj referentnih stanica i Zemljinih orijentacijskih parametara, u kombinaciji s brzim transformacijama sirovih mjerenja u korisne geodetske i astrometrijske podatke, potiču razvoj novih aplikacija. Program je podijeljen u 5 sesija: - Realizacija i nova perspektiva VLBI2010: Izvanredni rezultati VLBI mjerenja korisni su za različita polja znanosti i istraživanja. VLBI danas ima ključnu ulogu u održavanju preciznih globalnih referentnih okvira: TRF (Terrestrial Reference Frame) - Terestrički referentni okvir i CRF (Celestial Reference Frame) - Nebeski referentni okvir te u računanju svih EOP (Earth Orientation Parameters) parametara. - Opažačke stanice, kontrolni centri: Buduće aktivnosti vezane za opažačke stanice i kontrolne centre. Prezentacije o faktorima za dobivanje kvalitetnijih VLBI podataka u skladu sa VLBI2010 vizijom. GGOS (Global Geode-

Međunarodni simpozij »Geodesy for Planet Earth« U razdoblju od 31. kolovoza do 4. rujna 2009. godine, održan je međunarodni simpozij »Geodesy for Planet Earth«. Simpozij je održan u Buenos Airesu (Argentina) u organizaciji Internacionalne asocijacije za geodeziju (IAG). Na skupu je sudjelovalo više od 300 znanstvenika iz cijeloga svijeta koji su prezentirali svoje radove u 8 sesija, i to: 1) Implementacija referentnih okvira za geoznanstvene aplikacije, 2) Ubrzanje sile teže Zemlje, 3) Geodezija i geodinamika: globalna i regionalna mjerila, 4) Pozicioniranje i daljinsko pronicanje kopna, oceana i atmosfere, 5) Geodezija u Latinskoj Americi, 6) Navigacija i opažanja Zemlje (zajednička ION/FIG/ISPRS sesija), 7) Globalni geodetski opažački sistem (GGOS): znanost i primjene, 8) IAG međunarodni servisi i njihova uloga u Zemljinim opažanjima. Na ovom značajnom simpoziju u dalekoj Argentini sudjelovali su ravnatelj HGI-a; prof. dr. sc. Tomislav Bašić i dr. sc. Marijan Marijanović iz Državne geodetske uprave koji su prezentirali dva rada: • Repanić, M. i Bašić. T.: Precise determination of relative mean sea level trends at tide gauges in Adriatic (podsesija 3.2 Promjene razine mora i post-glacijalna otpuštanja) te

tic Observing System) projekt u lokalnim istraživanjima i određivanju prostornih vektora pomoću radio-teleskopa. - Struktura VLBI podataka, analiza, strategija i softver: IVS podaci skupljaju se u IVS centrima za podatke (IVS Data Centers) te analiziraju u IVS centrima za analizu (IVS Analysis Centers). IVS-DC daje podršku za prolazak podataka, servise za korisnike, pouzdanost i neprekidni transfer između IVS centara. IVS-AC (Analysis Centers) brine o publikacijama povezanim s tekućim aktivnostima, razvojem i uporabom modela i softvera za analizu podataka. Također, u IVS-AC vodi se računa o pogreškama i preciznosti VLBI rješenja. - Interpretacija VLBI rješenja u geodeziji, astrometriji i geofizici: Općenito, analiza VLBI mjerenja započinje podjelom na vremenske periode, kratkoperiodične i dugoperiodične položaja svemirskih objekata i brzine te vrijednosti fizikalnih parametara. VLBI mjerenja koriste se u modeliranju geofizičkih fluida (od atmosfere do Zemljine kore), precesiji/ nutaciji, definiranju i korigiranju terestričkih i nebeskih referentnih parametara te pomaka/deformacija i astrofizičkih istraživanja. Također su uključena istraživanja i modeliranja troposfere i ionosfere. Provode se i usporedbe, provjere te kombiniranje ostalih svemirskih i geodetskih tehnika te njihova integracija sa okvirom IAG-ovog GGOS-a. - Napredak u tehnologiji: Nove tehnologije u VLBI mjerenjima. Izvor: http://ivscc.gsfc.nasa.gov/meetings/gm2010/ (19.01.2010.)

• Marjanović, M., Bačić, Ž. i Bašić, T.: Determination of horizontal and vertical movements of the Adriatic microplate on the basis of GPS measurements (podsesija 3.4 Geodezija, gibanja Zemljine kore i geodinamički procesi). Aktivno sudjelovanje na simpoziju »Geodesy for Planet Earth« pomoglo je našim istraživačima da obnove stara poznanstva s kolegama iz svijeta, ali i da sagledaju najnovije trendove u geodeziji, odnosno bolje uoče smjerove daljnjeg razvoja naše i srodnih struka. Već sada je jasno da će sva ozbiljnija istraživanja u sljedeće dvije godine biti usmjerena ka prezentaciji na XXV. Generalnoj skupštini IUGG-a 2011. godine. Ona će se odvijati u (opet) dalekom Melbourneu, u Australiji. Izvor: http://www.cgi.hr/novosti.htm (20.02.2010.)

Novosti >> iz svijeta geodezije i geoinformatike

Četiri godine Galileo signala

ESI Galileo tim je 12.siječnja 2010. godine proslavio četvrtu godišnjicu prijenosa prvog Galileo signala iz svemira. Tijekom posljednje četiri godine, GioveA satelit osigurava frekvenciju za Galileo signal i provjere potrebne tehnologije kao što su i atomski satovi na samim satelitima. Od 2008. godine, Giove-A-u se pridružuje i drugi satelit Giove-B koji obavlja iste zadatke. Izgrađen i upravljan od Survey Satellite Technology Ltd, Giove-A lansiran je iz Bajkonura, 28. prosinca 2005. s planiranim vijekom trajanja od dvije godine.

Satelit je opremljen sa dva dodatna rezervna sustava (koji se aktiviraju ako primarni sustav prestane funkcionirati) i prenosi Galileove signale kroz dva odvojena frekvencijska pojasa. Obzirom na dobre performanse, njegovi signali su još dostupni bez obzira na očekivani vijek trajanja te je samim time i misija produžena. Iako je prošlo više od četiri godine, Giove-A je još uvijek operativan i samim time i dostupan te emitira Galileo navigacijski signal. Izvor: http://www.esa.int/esaNA/galileo.html (15.02.2010.)

Atomski sat na Međunarodnoj svemirskoj postaji (ISS)

Planira se lansiranje u orbitu jednog od najpreciznijih atomskih satova ikad napravljenih. Sat će se instalirati na Međunarodnu svemirsku postaju, a sve zaslugom Francuske i Europske svemirske agencije. PHARAO (Projet d’Horloge Atomique par Refroidissement d’Atomes en Orbite), kako mu je službeno ime, ima namjenu još točnije testirati Einsteinovu teoriju relativnosti kao i povećanje točnosti UTC (Coordinated Universal Time) vremena realizacije. Osim toga, poslužiti će i u geodetskim eksperimentima. PHARAO je nova generacija atomskih (cezijumskih) satova s pogreškom manjom od sekunde na svakih 300.000 godina. Sat će do 2013. godine proizvesti ESA (European Space Agency). Najtočniji vremenski standardi, odnosno

proizvodnja uređaja koji ih mogu sinkronizirati, još uvijek su osjetljiva na Zemljinu silu gravitacije. Stavljajući PHARAO u orbitu utjecaj Zemljine gravitacijske sile je smanjen i posljedično nešto točniji od satova smještenih na Zemlji. Premda atomski satovi i nisu novost u orbiti budući da ih GPS sateliti koriste unazad 60-ak godina, PHARAO će ipak biti najtočniji sat ikada lansiran u orbitu. Konačno, globalna računalna mreža dobiva vremenske signale preko atomskih satova, tj. NTP protokola koji može precizno sinkronizirati UTC vrijeme unutar mreže na nekoliko milisekundi. Izvor: http://www.articlesbase.com (05. 01. 2010.)

GIS dan 2009. GIS dan je svjetski obrazovni događaj koji omogućava proizvođačima GIS opreme i softvera da otvore vrata učenicima, studentima, tvrtkama i općenito svima zainteresiranima za svijet GIS tehnologije. Različite tvrtke u svim dijelovima svijeta koriste ili su zainteresirani za GIS i gotovo da nema ekonomske ili industrijske grane u kojoj se ne upotrebljava. Održava se svake godine, i to srijedom u trećemu tjednu 11. mjeseca, a prvi Dan se održao 1998. godine. Tako je 2009. godine taj datum bio

18. studeni. Taj se tjedan održava takozvani Geography Awareness Week kojemu je cilj širiti znanje o geografiji i GIS-u, a pod sponzorstvom NGS-a (National Geographic Society). Događaj svake godine poprima sve veće razmjere upravo zbog činjenice što, ne samo proizvođači GIS opreme softvera ili aplikacija mogu imati izlaganje, već i sami korisnici. Na Geodetskom fakultetu, 2008. godine održala se 10. obljetnica GIS dana kada je održana i radionica. Izvor: www.gisday.com (5.12.2009.)

Led na Antarktiku se topi sporije od predviđanja Najnovija mjerenja vršena u sklopu projekta WAGN (West Antarctic GPS Network), a pod nadzorom istraživača s University of Texas, The Ohio State University i University of Memphis, rezultirala su zaključkom znanstvenika da je topljenje leta na Zapadnom Antarktiku ipak preračunato. Znanstvenici sa tri sveučilišta se slažu sa činjenicom da se na Zapadnom Antarktiku led topi, međutim, ne tolikom brzinom kako se prethodno mislilo. Tako se, između ostalih, ipak treba preispitati teorija da Antarktik znatno doprinosi izdizanju razine mora na svjetskoj razini. Istraživači koji rade na misiji GRACE (Gravity Recovery and Cli-

mate Experiment) još su 2006. godine izvijestili kako se na Antarktiku istopila znatna količina leda od 2002. do 2005.godine. Kakogod, GRACE sateliti direktno ne mjere količinu leda, već promjenu u gravitaciji koja može biti posljedica ili topljenja leda ili vertikalnog izdizanja kore ispod leda. Po prvi put, koristeći GPS tehnologiju, direktno je mjereno vertikalno gibanje naslaga snijega na mjestima diljem Zapadnog Antarktika. Kada budu gotovi rezultati i cjelokupna analiza će se objaviti u znanstvenim časopisima Geochemistry, Geophysics i Geosystems. Izvor: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091019122838.htm (22.01.2010.)

Novosti >> iz svijeta geodezije i geoinformatike

Najprecizniji »prirodni« satovi mogli bi omogućiti galaktičko pozicioniranje

Uključivanje Hrvatske u EuroGeoNames sustav Hrvatska se uključila u EuroGeoNames (EGN) sustav europske infrastrukture geografskih imena. EGN je razvijen kroz eContentplus programe Europske komisije. Sustav je pod nadležnošću EuroGeographicsa, a Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) operativno je nadležan za centralni EGN servis. Prema krovnoj organizaciji za standardizaciju geografskih imena United Nations Group of Experts on Geographical Names (UNGEGN), Infrastructure for Spatial Information in the European Community (INSPIRE) i Nacionalnoj infrastrukturi prostornih podataka Republike Hrvatske (NIPP), geografska imena su dio globalne, regionalne i nacionalne infrastrukture prostornih podataka. U EGN sustav je trenutno uključeno dvanaest zemalja. Umrežavanje nacionalnih baza geografskih imena omogućuje pretraživanje geografskih imena u nacionalnim bazama kroz centralizirani EuroGeoNames web servis. EuroGeoNames web servis se poziva na internet adresi http://www.eurogeonames.com/refappl, a hrvatsko sučelje se poziva odabirom jezika u gornjem desnom kutu ove web stranice. Hrvatska baza geografskih imena je smještena u Hrvatskom geodetskom institutu (HGI). EGN web servis omogućuje korisnicima pretraživanje nacionalnih baza geografskih imena s obzirom na traženje identično zadanog imena, imena koje sadrži zadani tekst ili sličan oblik imena. Pretraživanje je moguće napraviti po zemljama i jezicima te pretraživanje endonima i egzonima ili samo endonima. Servis nudi pretraživanje baza prema selektiranim kategorijama geografskih obilježja (objekta). Vizualizaciju rezultata pretraživanja moguće je napraviti na EuroRegionalMap karti, satelitskim snimcima, kartografskom prikazu, kombinaciji satelitske snimke i karte te prikaz na modelu terena. EGN web servis također daje sintaksu Web Feature Service (WFS) upita i odgovora koje klijent upućuje i dobiva od centralnog EGN servisa u XML formatu. Trenutni podaci unutar hrvatske baze geografskih imena zasnovani su na topografskoj karti mjerila 1:200 000 i dopunskim izvornicima. Preuzeta imena su ažurirana i ispravljena na osnovu službenih izvornika. Baza sadrži sva imena: županija, gradova/općina, naselja, UNESCO kulturne baštine Republike Hrvatske, zračnih luka, nacionalnih parkova, parkova prirode i ostalih zaštićenih prirodnih objekata, listova novih topografskih karata, projekta EuroGlobalMap v.3.0. i drugih. Također su se nastojala uvesti imena svih otoka, rijeka, jezera, planina, vrhova i ostalih dominantnih geografskih objekata sukladno mjerilu karte. Ovim sadržajem obuhvaćena su geografska imena kojima se Hrvatska pregledno predstavlja. EGN umrežavanje baza podataka na nivou Europe je prvi korak prema izgradnji europske infrastrukture prostornih podataka definirano INSPIRE-om. Izvor: http://www.cgi.hr/novosti.htm (10.02.2010.)

Najprecizniji prirodni satovi omogućiti će galaktički GPS; pulsari pomažu u potrazi za gravitacijskim valovima. Inače, znanstvenici danas vjeruju kako su mnogi, do sada nedefinirani objekti, zapravo pulsari. Radio-astronomi u Washingtonu otkrili su 17 milisekundne pulsare u našoj galaksiji proučavajući nepoznate izvore visoke energije detektirane NASA-inim Fermi Gama-Ray svemirskim teleskopom. Astronomima je za to otkriće bilo potrebno svega tri mjeseca. Takav skok u pronalasku pulsara (inače vrlo teških za točno pozicioniranje) daje nadu da će se u budućnosti mnogi od njih koristiti kao galaktički GPS, a koji će opet moći detektirati gravitacijske valove koji prolaze pokraj Zemlje. Pulsari su brzorotirajući i visokomagnetizirani objekti nastali urušavanjem i eksplozijom masivne zvijezde. Budući da jedino rotacija uzrokuje emitiranje gama i radio zraka, pulsari polako usporavaju kako stare. Zanimljivo je da najstariji pulsari rotiraju oko brzinom 100 puta u sekundi. Radio-astronomi su prvi milisekundni pulsar otkrili prije 28 godina, a lociranje takvih objekata radio-teleskopima zahtijevaju izraziti napor i vrijeme. Do danas, otkriveno je oko 60 pulsara u našoj galaksiji. Milisekundni pulsari su najtočniji prirodni satovi, s dugoperiodičnom, sub-mikrosekundnom stabilnosti, koja komotno može konkurirati atomskim satovima izrađenim ljudskom rukom. Precizna opažanja promjena pulsara u vremenu na cijelom nebu će omogućiti prvo detektiranje gravitacijskih valova kao dugo tražene posljedice Einsteinove teorije relativnosti. Tako GPS koristi vrijeme kašnjenja između satova na satelitima i na Zemlji i to kako bi odredio točni položaj prijamnika na Zemlji. Istovjetno, promatrajući promjenu kroz određeni period vremena i to u konstelaciji milisekundnih pulsara, znanstvenici će moći otkriti pozadinu prolaska gravitacijskih valova. Izvor: http://www.nasa.gov/home/ hqnews/2010/jan/HQ_10-003_Fermi.html (05.01.2010.)

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Novosti >> iz svijeta geodezije i geoinformatike

24. međunarodna kartografska konferencija 24. međunarodna kartografska konferencija održana je od 15. do 21. studenog 2009. godine u Santiagu (Čile). Najznačajniji kartografski skup u organizaciji Međunarodnog kartografskog društva (ICA) i Vojno-geografskog instituta (Santiago - Čile) je, osim predavanja, sadržavao i međunarodnu izložbu karata, izložbu dječjih karata te različita društvena događanja. Na konferenciji su predstavljena dva rada Instituta: S. Lemajić, B. Puceković, T. Bašić: »Detailed Quality Control of Topographic map in scale 1:25000« i Ž. Hećimović, Ž. Jakir, T. Bašić: »Proposal of nomenclatures of the new official map sheets of the Republic of Croatia«. Slavko Lemajić, s Hrvatskog geodetskog instituta, prezentirao je rad o sustavu kontrole kvalitete, dok je prijedlog nove nomenklature bio predstavljen u obliku postera. Izvor: http://www.cgi.hr/novosti.htm (20.01.2010.)

Nove primjene GPS sustava Istraživačka ekipa, sa Sveučilišta u Coloradu (SAD), pronašla je način kako koristiti signal GPS satelita za izmjeru »dubine« snijega kao i za mjerenje vlage tla i vegetacije. Očekuje se da će tehnika koristiti meteorolozima, stručnjacima za vodno dobro i klimu te poljoprivrednicima. Tehnika je razvijena na principu valne interferencije. Naime, kada se GPS signal reflektira od tla, nastaje poznati multipath efekt, tzv. višestruka refleksija signala. Takav reflektirani signal se kombinira sa signalom koji sa satelita stiže direktno na antenu. Kako multipath signal kasni s obzirom na direktni signal, često se govori o šumu, koji se u većini slučajeva želi eliminirati. Međutim, istraživači sa Colorado University uspjeli su povezati promjene u multipath signalu s mjerenjem količine (dubine) snijega i to kroz kratko vremensko razdoblje od tri tjedna. Za mjerenje su korišteni tradicionalni GPS prijamnici, istovjetni onima koje geodeti koriste kod mjerenja pomaka tektonskih ploča i promatranja nekih geoloških procesa. Tehnika je korištena prikupljanjem podataka iz mreže koju čini više od 1.000 GPS prijamnika raspoređenih po Zapadnoj obali Sjedinjenih Američkih Država. Najnovija ispitivanja istraživačke ekipe analiziraju GPS signal koji prolazi kroz polja kukuruza i trave te količinu vode u spomenutoj vegetaciji. Tako se došlo do zaključka o korelaciji između suhe i mokre vegetacije te s tim povezanog GPS multipath signala. Smatra se da se mogu znatno bolje rasporediti vodeni resursi tako što će se motriti plantaže raznih farmerskih kultura. Moguće je, dakle, znati koliko vode ima u zemlji, u snijegu i u vegetaciji te koliki postotak isparava u atmosferu. Izvor: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/11/091120135212.htm (25.12.2010.)

ISMS za britanske vatrogasce Tvrtka Cadcorp izdala je novu aplikaciju za GIS korisnike, a koja dotiče čak i vatrogasne službe. Službeni naziv aplikacije je The Cadcorp Inciden Support Mapping System. ISMS znatno proširuje spektar aplikacija temeljenih na Cadcorp prostornim informacijskim sustavima. Aplikacija povećava broj korisnika i sve više vatrogasnih postaja u Velikoj Britaniji nabavlja spomenutu aplikaciju. ISMS omogućava vatrogasnim servisima efektivno upravljanje resursima kod velikih požara i incidenata i to putem jednostavnog i intuitivnog korisničkog sučelja. Sa gledišta korisnika, sustav je dizajniran maksimalno jednostavno, a omogućava brzo lociranje mjesta incidenta. U bazu se unosi trenutačno stanje resursa (vatrogasnih vozila, ljudstva, opreme i slično), a dobitak ISMS sustava jest brza i racionalna odluka o slanju točno određenih resursa na mjesto incidenta. Štoviše, sustav omogućava brz pristup kartama i mapama u krupnom mjerilu te informacije vezane za lokaciju koja korisnika zanima. Izvor: http://www.gim-international.com/news/id4430-Incident_Support_Mapping_ for_UK_Fire_Services.html (18.02.2010.)

Mount Everest nije najviša planina svijeta Nasuprot popularnom vjerovanju, odgovor o pitanju najviše svjetske planine nalazi se u Ekvadoru. Zemlja, naime, nije sfera tj. kugla. Poznato je da se Zemlja rotira i da centrifugalna sila uzrokuje spljoštenost na polovima, odnosno ispupčenost na ekvatoru. Pogledajmo Mt. Chimborazo u Ekvadoru; visina tog vrha je 6.267 m iznad mora, što je visoko, ali nije najviši vrh u Andama. Međutim, ako u račun uzmemo spljoštenost Zemlje duž ekvatora, okomica od vrha Mt. Chimborazo do centra zemlje iznosi 6.384,4 km. Nasuprot tome, Mt. Everest, poznat kao najviši vrh na svijetu, nalazi se 8.848 m iznad mora. Mjereći duž okomice od vrha Mt. Everesta do centra Zemlje iznosi 6.382,3 km! Pa iako je najviši vrh planine Chimborazo oko 2.400 m niži u odnosu na nadmorsku visinu Mt. Everesta, Mt. Everest je ipak 2.100 m bliži centru Zemlje nego što je to vrh Mt. Chimborazo. Istom logikom, još tri planine (Huascaran, Cotopaxi i Kilimanjaro) imaju više vrhove od najvišeg vrha svijeta (po nadmorskoj visini) Mt. Everesta. I jedna zanimljivost vezana za najvišu planinu na svijetu koja još nije osvojena. Naime, radi se o planini Gangkhar Puensum u Butanu. A razlog zašto je još uvijek »neosvojena« leži u činjenici da za lokalne stanovnike ima neku vrstu spiritualnih moći pa su vlasti Butana zabranile planinarenje po njoj. Izvor: http://googlesightseeing. com/2010/02/08/mount-everestno-longer-worlds-highest-mountain/ (10.02.2010.)

Novosti >> iz svijeta geodezije i geoinformatike

1. hrvatski NIPP i INSPIRE dan i Savjetovanje Kartografija i geoinformacije Varaždin, 26–28. studenoga 2009.

U organizaciji Hrvatskoga kartografskog društva i Državne geodetske uprave 26–28. studenoga 2009. održani su u Varaždinu na Fakultetu organizacije i informatike 1. hrvatski NIPP i INSPIRE dan i savjetovanje Kartografija i geoinformacije. Suorganizatori konferencije bili su: Grad Varaždin, Fakultet organizacije i informatike i Geotehnički fakultet iz Varaždina te Geodetski fakultet iz Zagreba. Pokrovitelj konferencije bila je Akademija tehničkih znanosti Hrvatske. Bila su to zapravo dva skupa objedinjena u jedan. 1. hrvatski NIPP (Nacionalna Infrastruktura Prostornih Podataka) i INSPIRE (INfrastructure for SPatial InfoRmation in the European Community) dan organiziran je po prvi put s ciljem promicanja spoznaje o infrastrukturi prostornih podataka na nacionalnoj i europskoj razini, te okupljanja predstavnika institucija, subjekata NIPP-a, s ciljem ubrzanja implementacije infrastrukture prostornih podataka u Hrvatskoj i razvoja geosposobljenoga društva. Hrvatsko kartografsko društvo (HKD) u suradnji s Državnom geodetskom upravom (DGU) organizirali su peto savjetovanje u Varaždinu. Na konferenciji je sudjelovalo 200 sudionika među kojima su bili i gosti iz Albanije, Austrije, Bugarske, Italije, Mađarske, Makedonije, Norveške, Slovenije i Srbije. Sažeci svih radova objavljeni su u dvojezičnoj (hrvatski i engleski) publikaciji na 80 stranica formata A4 u kojoj se također nalazi program savjetovanja, plan grada Varaždina na poleđini te izletnička karta dijela Međimurja. Uz to svi sudionici dobili su i obilje materijala od sponzora te karte i promotivne materijale grada Varaždina i Varaždinske županije. Državna geodetska uprava priložila je list topografske karte Varaždin u mjerilu 1:25 000. Hrvatsko kartografsko društvo poklonilo je posljednji broj časopisa Kartografija i geoinformacije.

Svečano otvorenje konferencije i izlaganja prvoga dana održana su u velikoj dvorani Fakulteta organizacije i informatike u Varaždinu. Na svečanom otvorenju prisutnima su se obratili: Tihomir Hunjak, dekan Fakulteta organizacije i informatike, Miljenko Lapaine, predsjednik Organizacijskog odbora i Željko Bašić, ravnatelj Državne geodetske uprave, a pozvana predavanja održali su Davor Mrduljaš, državni tajnik u Ministarstvu zaštite okoliša, prostornog uređenja i graditeljstva i predsjednik Vijeća NIPP-a, te Ivan Čehok, gradonačelnik Varaždina. Nakon stanke za kavu i osvježenje održane su četiri sjednice: INSPIRE i europska iskustva INSPIRE i NIPP – koncept, svrha i cilj, status Perspektive NIPP-a u državnoj upravi Perspektive NIPP-a u lokalnoj upravi i gospodarstvu Teme savjetovanja idućeg dana bile su: Infrastruktura prostornih podataka Prostorni podaci i njihova vizualizacija Kartografija i geoinformacije u geologiji, geostatici i hidrografiji Kartografija i geodetska baština Prostorni podaci, njihova vizualizacija i autorsko pravo Kartografija i mladi Za vrijeme konferencije održana je izložba Kartografija Varaždina u Gradskom muzeju Varaždina u palači Herczer na kojoj je bilo prikazano stotinjak karata i planova Varaždina i okolice, od najstarijih do najnovijih. Otvorenje izložbe održano je u večernjim satima prvog dana konferencije u sklopu koje je bila i promocija kataloga izložbe uz prigodni domjenak dobrodošlice. Drugog dana konferencije u večernjim satima na Fakultetu organizacije i informatike održana je promocija biografskog leksikona Hrvatski kartografi što su ga priredili prof. dr. sc. Miljenko Lapaine i doc. dr. sc. Ivka Kljajić, a izdao Golden marketing – Tehnička knjiga. Leksikon obuhvaća 2000 osoba koje su dale svoj doprinos hrvatskoj kartografiji. Leksikon su predstavili urednik I. Ranić i autori M. Lapaine i I. Kljajić. Uz leksikon predstavljen je i Klimatski atlas Hrvatske 1961-1990, 1971-2000, u izdanju Državnoga hidrometeorološkog zavoda. Atlas je tiskan na hrvatskom i engleskom jeziku, a predstavila ga je Melita Perčec Tadić. Posljednjeg dana konferencije organiziran je stručni izlet koji je započeo razgledavanjem grada Varaždina s posjetom Zbirci geodetskih instrumenata na Geotehničkom fakultetu. Taj je dio vodio prof. dr. sc. Božidar Kanajet, dugogodišnji profesor geodezije na Rudarsko-geološko-naftnom fakultetu u Zagrebu i gostujući profesor na Geotehničkom fakultetu u Varaždinu. Izlet je nastavljen u Međimurju uz stručno vođenje gospodine Kristijana Kovačića, predsjednika Udruge turističkih vodiča i pratitelja Međimurske županije »Međimurje malo«. Najprije smo razgledali Čakovec, gdje smo posjetili crkvu sv. Nikole i čakovečki Stari grad u kojem je u palači Zrinskih smješten Muzej Međimurja. Slijedio je put do Mlina na Muri uz panoramsku vožnju preko Svetog Martina i Štrigove do dvorca Terbotz. Tu je za sve sudionike bio organiziran ručak uz razgledavanje vinskog podruma. Posljednje odredište bilo je obiteljsko gospodarstvo Petković u mjestu Macinec, Dragoslavec breg, gdje smo uz vatru u otvorenom kaminu i staru vinsku prešu iz 1846. godine kušali nekoliko vrsta domaćih vina. Izlet je završio povratkom u Varaždin u večernjim satima. Miljenko Lapaine

Novosti >> iz svijeta geodezije i geoinformatike Najveći fotogrametrijski skup

GOCE satelit u operabilnoj fazi Nakon lansiranja i prvotnih testiranja GOCE satelita, kao najmodernije misije za mjerenje Zemljinog gravitacijskog polja, trenutačno je projekt u operabilnoj fazi registriranja malih varijacija gravitacije Zemlje. Satelit Gravity field and steady-stade Ocean Circulation Explorer (GOCE) lansiran je 17. ožujka 2009. godine iz sjeverne Rusije. Tijekom dva šestomjesečna perioda neprekidnih mjerenja, GOCE će mjeriti „male“ varijacije s izvanrednom preciznošću. Rezultat mjerenja će biti novi globalni geoid. Određivanje novog, nikada točnijeg geoida, doprinijeti će i razumijevanju oceanskih strujanja i promjena razine mora, a koji uvelike utječu na klimu Zemlje. Šest mjeseci nakon lansiranja, GOCE je počeo davati korisne rezultate. Međutim, neposredno nakon lansiranja, GOCE je u Zemljinoj orbiti kružio na oko 280 km u odnosu na današnjih 255 km, što je relativno nisko u odnosu na ostale svemirske misije odnosno satelite koji opažaju i mjere Zemlju. U testnoj fazi GOCE je ispitan i kalibriran, što je standardna procedura; testirani su električni ionski motori, softver i visokoosjetljivi gravimetar koji mjeri gravitaciju Zemlje. Općenito, gravitacijska sila djeluje snažnije što »bliže« Zemlji pa GOCE leti u najnižoj mogućoj orbiti, a da ostane stabilan obzirom na prelet kroz atmosferu. Svemirska gravimetrija i korištenje sofisticiranih elektronskih motora (koji moraju održati uvijek jednaku altitudu) zahtijevali su već spomenuto testiranje i kalibraciju što je bilo gotovo u ljeto 2009. godine, kada je GOCE satelit prebačen iz faze testiranja u operabilnu. Izvor: http://www.esa.int/esaLP/SEMNBNKIWZF_LPgoce_0.html (15.12.2009.)

Najveći fotogrametrijski skup - 52. fotogrametrijski tjedan (52nd Photogrammetric week), održan je od 7. do 11. rujna 2009. godine u Njemačkoj (Stuttgart). Na skupu je sudjelovalo oko 500 sudionika iz više od 50 zemalja cijeloga svijeta. Od mnogih zanimljivih tema koje su se mogle čuti na prijepodnevnim prezentacijama, mogu se izdvojiti sljedeće: - snimke nastale snimanjem na film - pogled iz retrospektive, - razvoj i mogućnosti digitalnih kamera za snimanje iz zraka, - satelitske snimke visoke rezolucije, - LIDAR projekti, - terestrički LIDAR - sustav i primjena, - mobilni LIDAR sustav, - GPS/IMU sustavi, - 3D modeli gradova i slično. Posebno zanimljive bile su prezentacije najvećih svjetskih tvrtki, proizvođača fotogrametrijske opreme i programa kao što su Intergraph, Vexcel Imaging GmbH/Microsoft company, IGI i slično. Predstavljene su najnovije digitalne kamere za snimanje iz zraka te najnoviji programi za prikupljanje i obradu fotogrametrijskih podataka. Ispred Hrvatskog geodetskog instituta na skupu je bila prisutna mr. sc. Višnja Miloš, voditeljica Odsjeka za fotogrametriju i daljinska istraživanja. Izvor: http://www.cgi.hr/news/ftg52.html (20.01.2010.)

Elektronsko praćenje i kartiranje omogućuje borbu protiv malarije U Indiji je kao dio nacionalnog programa korištena GIS digitalna karta područja pogođenih malarijom. Znanstvenici u Indiji surađuju u svrhu prikazivanja problematičnih područja GIS alatima i kako bi uspjeli pravovremeno poduzeti preventivne akcije. Ovo je prvi puta da je GIS upotrebljen u programu nacionalne kontrole malarije. Sustav identificira zaražena područja od kojih se malarija širi svaki puta kada se pojave povoljni uvjeti za njen prijenos. Nakon implementacije zaraženih područja principom zasnovanim na GIS sustavu istraživanja su pokazala da je 96.042 slučaja malarije u 2006. godini smanjeno na 90.829 slučaja u 2007. godini. Projekt je nastavljen u 2008. godini, a njegovi autori su zadovoljni postignutim rezultatima. GIS može dinamički kartirati područja zaražena malarijom te iskazati ugrožena geografska područja usmjerenom ubrzanom kontrolom. Glavna prednost GIS platforme je brzo ažuriranje podataka, tj. čim se podaci unesu, postojeće karte označe problematična područja. Izvor: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/05/090519214938.htm (28.01.2010.)

LiDAR tehnologija na Haitiju nakon potresa Nakon potresa na Haitiju, LiDAR (Laser Detection and Ranging) tehnologija korištena je u procjeni štete i u predviđanju eventualnih novih potresa. Snimke visoke rezolucije cijele regije stradale u potresu na Haitiju otkrile su sasvim novi izgled terena nakon potresa jačine 7 magnitude po Richteru. Epicentar potresa je u tzv. Enriquillo potresnoj zoni, na granici Karpiske tektonske ploče i Septentrional- Orient zone. U spomenutoj zoni, začudo, prema LiDAR snimkama ne postoji deformacija. Analizirajući snimke, ruptura odnosno deformacija tla, dogodila se zapadnije od grada Port-au-Prince. Stoga je za očekivati nove potrese i deformacije. Vjerojatnost da se sličan potres dogodi u budućnosti je ogromnih 5%. Snimke su snimljene LiDAR tehnologijom i multispektralnim zračnim snimanjem zone primarnog udara. Korišten je ALS60 zračni LiDAR sustav i RIT WASP multispektralni senzori. Zračni prelet obavljan je od 21.01.- 27.01. 2010. godine i pokrio je gradove Port-au-Prince, Leogane, Grand Goave, Fermantei Jacmel te liniju duž potresne zone Enriquillo. Izvor: http://www.gim-international.com/news/id4416-Lidar_Use_in_Haiti.html (20.02.2010.)

Novosti

>> sport na fakultetu

Rezultati kvalifikacija: Kvalifikacijske skupine

Aktivnosti košarkaške ekipe Geodetskog fakulteta Akademska godina 2008./2009.

Nakon odlaska iz ekipe nekih starijih igrača/studenata (jer su završili fakultet ili su pri kraju), na njihovo mjesto došli su mlađi i perspektivniji igrači, koji su svoje umijeće dokazali razultatom. Boje Geodetskog fakulteta, crvenu i bijelu, branili su sljedeći studenti: Ivan Stojanović, Jure Milardović, Marin Bogojević, Adam Vinković, Mario Kotarski, Ivan Sambunjak, Vanja Miletić, Ivan Žižić, Stipe Vranković, Luka Prosenica, Ante-Leo Čatlak, Tomislav Jurković, Nikša Zelić, Lovre Vulić, Dino Udovičić, Marko Kasalo, Ivan Racetin i Goran Benić s trenerom, mr. Daliborom Vračanom. Sveučilišno prvenstvo grada Zagreba u košarci održavalo se od 22.11.2008. do 25.4.2009. u dvoranama Dubrava, Pešćenica, SD Ivan Arapović i Trnsko. Natjecanje je održano u muškoj i ženskoj konkurenciji. Nastupilo je 27 muških ekipa iz 26 visokoškolskih ustanova sa 240 natjecatelja i 12 ženskih ekipa iz 11 visokoškolskih ustanova sa 120 natjecateljica.

PMF

EF 2

FER

TVZ

ZŠEM

VERN

PBF

GEF

FKIT

ŠUF

EF 1

FPZ

AGF

RGNF

FSB

LIB

GRAF

1. kolo kvalifikacija: GEF:FER 40:52; 2. kolo kvalifikacija: GEF slobodan; 3. kolo kvalifikacija MF:GEF 33:52 Tablica na završetku sezone: 1.

PBF

247:164

GEF

318:253

ŠUF

308:265

221:261

EF 1

258:224

FKIT

231:250

252:309

211:320

Kao što se prema konačnom poretku vidi, ekipi Geodezije je nedostajalo malo sreće i znanja jer je o prvaku 2. lige odlučivala koš razlika. Važno je također napomenuti da je GEF pobijedio ovogodišnje prvake, a jedini poraz doživio je od ekipe Šumarstva. Akademska godina 2009./2010. U ovoj akademskoj godini Sveučilišna košarkaška liga još nije započela. S nestrpljenjem je očekujemo, a imamo i razloga za to. Jedan od njih je dolazak mladih studenata sa velikim potencijalom. To su Vedran Dubajić, Ivan Pašić, Matija Pavlinić, Pavao Menix, Domagoj Babić i Darko Gabrić.

Novosti >> sport na fakultetu

Nogometna ekipa Geodetskog fakulteta

Geodetski fakultet je već dugi niz godina poznat kao sportski kompetitivan fakultet koji, usprkos malom broju studenata, ima velik broj sportskih sekcija koje pridonose ugledu naše obrazovne ustanove. Jedna od popularnijih sportskih sekcija svakako je nogometna, koja broji najviše članova i kod koje je zainteresiranost studenata iznimno velika. Voditelji nogometne sekcije su Ivan Branišelj i Marijo Vuljanić. Geodetski fakultet svake godine sudjeluje na već tradicionalnom turniru geodetskih ekipa »Geoliga« te na Sveučilišnoj malonogometnoj ligi. Ove godine »Geoliga« broji 10 ekipa

iz područja geodezije koje su podijeljene u dvije skupine. U skupini sa Geodetskim fakultetom još su: Zavod za fotogrametriju, HGI, Srednja Geodetska škola i Katastar. Geodetski fakultet je odlično započeo »Geoligu« visokom pobjedom 3:0 nad novom i jakom ekipom HGI-a. Uz nastup na »Geoligi«, Geodetski fakultet po prvi put nastupa u 1. Sveučilišnoj malonogometnoj ligi, što je također od velikog značaja za sport na našem fakultetu. Nogometna ekipa Geodetskog fakulteta iz godine u godinu napreduje i pokazuje sve bolju kvalitetu igre te je, prema tome sudeći, glavni kandidat za osvajanje titule najbolje geodetske ekipe u Zagrebu. Jedan od razloga dobrih uspjeha su svakako i naše vjerne navijačice »Geoline« u sastavu: Jelena Bauk, Tea Babić, Zorana Marunčić, Milena Kovačić, Jelena Kilić i Ida Pavlić. Čestitamo našim djevojkama na ovakvom hrabrom potezu kojim daju dodatan motiv svojim igračima, uljepšavaju svima prisutnima utakmicu i pokazuju vedar duh studenata Geodetskog fakulteta. Posebna zahvalu upućujemo dekanu Geodetskog fakulteta, Stanislavu Frangešu, članovima studentskog zbora Geodetskog fakulteta, Marinu Čuljatu i Mariu Božiću te gospodinu Damiru Višiću, za osigurana fi-

»Srebro zlatnog sjaja« U organizaciji Zagrebačkog sveučilišnog športskog saveza, od 11. do 20.3.2009. održano je Sveučilišno prvenstvo grada Zagreba u vaterpolu na bazenu Utrine. Na natjecanju je nastupilo 12 ekipa iz 12 visokoškolskih ustanova koje su bile podijeljene u četiri skupine. Utakmice su se igrale 4 x 5 minuta. Nakon utakmica po skupinama, natjecanje je nastavljeno po knock out sustavu počevši od 1/4 finala koje su izborile prve dvije ekipe u skupini. Momčad Geodetskog fakulteta u svom je premijernom nastupu završila natjecanje kao drugoplasirana. Ekipa je formirana nekoliko dana prije natjecanja na inicijativu Branka Blaževića i Darka Kopića, a prvo okupljanje momčadi bilo je pola sata prije prve utakmice koja se igrala protiv Kineziološkog fakulteta (višestruki osvajač sveučilišnog prvenstva op.a.). Budući da prije natjecanja nije odrađen niti jedan zajednički trening, jedini cilj u ovoj utakmici bio je izgubiti sa što manjom razlikom. Po završetku utakmice, ispostavilo se da je to bila taktika koju je trebala primijeniti suparnička momčad jer je zahvaljujući kvartetu Car-Gabrić-Šarić-Žižić veliki KIF ostao zaleđen na -4. Sljedeće utakmice odrađene su rutinski do finala, dok u finalu, gdje je David naletio na Golijata, odnosno Geodetski na Ekonomski fakultet, praćka je uspjela iznenaditi samo u prvoj četvrtini. Ostale tri četvrtine u bazenu igrala je samo jedna ekipa, a tada se posebno osjetio izostanak dvojice standardnih igrača udarne postave (Veig i Kelava op.a.) bez kojih nismo imali taktiku za pobjedu. Samu veličinu ovog uspjeha potvrđuje i činjenica da je na sveučilišnom prvenstvu nastupalo nekoliko vaterpolo reprezentativaca Hrvatske te nekoliko desetaka igrača koji nastupaju u Jadranskoj vaterpolo ligi i Hrvatskoj 1.B ligi. Od igrača, posebno su se istaknuli: Vedran Car (najbolji strijelac),

nancijska sredstva potrebna za nabavu dresova, najam dvorane kao i sudjelovanje na geodetskom turniru Geoliga. Igrači: Ivan Branišelj, Božo Hrkač, Marko Dujmović, Tomislav Čendak, Damir Viro, Lino Gavrilovski, Danijel Barbarić, Marijo Vuljanić, Dejan Tržok, Ivan Majić, Jure Bonaca, Robert Černjul, David Miani, Ivan Radan, Mišel Peran, Ivan Lončar, Antonio Antunović, Marko Šibenik, Frane Kovačević, Sezona 2008./2009. Geoliga - 4. mjesto 2. Sveučilišna malonogometna liga 08/096. mjesto Sezona 2009./2010. Izboren nastup u 1. Sveučilišnoj malonogometnoj ligi 09/10

Igor Šarić (najbolji obrambeni igrač) i Ivan Žižić (najbolji dodavač). Na kraju, veliko hvala »posuđenom« Karli Gabriću (Agronomski fakultet) i svim vaterpolistima-rekreativcima koji su bili srce i duša ove ekipe. Rezultati: Skupina: 1. kolo Kineziološki fakultet – Geodetski fakultet 7:11 2. kolo Pravni fakultet – Kineziološki fakultet 8:23, Geodetski fakultet - slobodan 3. kolo Geodetski fakultet - Pravni fakultet 13:9 Završnica: ¼ finale Geodetski fakultet – Fakultet strojarstva i brodogradnje 5:0 ½ finale Geodetski fakultet – VERN 8:4 Finale Geodetski fakultet – Ekonomski fakultet 5:16

Novosti >> sport na fakultetu

Bravo »neplivači« Sveučilišno prvenstvo grada Zagreba u plivanju održano je 22.5.2009. na bazenu Utrine. Nastupilo je 217 natjecatelja iz 17 visokoškolskih ustanova i 110 natjecateljica iz 12 visokoškolskih ustanova. Geodetski fakultet također se natjecao i postigao zapažene rezultate. Naši momci i cure natjecali su se u pet disciplina, na čelu sa trenerom i koordinatorom za uspjehe, Brankom Blaževićem koji nas je uspio u malom roku okupiti na bazenima. Potrebno je naglasiti da je upravo Branko jedan od rijetkih zaljubljenika i entuzijasta koji uspio okupiti ekipu za plivanje i vaterpolo i da to bez njega ne bi postojalo. Natjecanje je održano na visokoj razini, uz praćenje sudačkih očiju i voditelja natjecanja, prof. Vjekoslava Cigrovskog.

Prva disciplina bila je 50 m slobodno, gdje je bilo prijavljeno 60 natjecatelja. Prva tri mjesta bila su rezervirana za hrvatske reprezentativce: Tanovskog, Bičanića i Matića. U toj disciplini nastupila su tri studenta našeg fakulteta sa postignutim rezultatima: Glavor Toni 27:91, 21 mj. Žižić Ivan 28:35, 29. mj. Pamić Andro 29:43, 38 mj. Stošić Petar 30:58, 42 mj. Kako je geodezija struka koja je poznata po »poštenju« tako smo u ovoj disciplini našeg najboljeg plivača »slučajno« zamijenili još boljim. Tako smo umjesto Tonija Glavora imali zvijezdu vaterpolskog sveučilišnog turnira, Vedrana Cara. Sljedeća disciplina bila je 50 m leđno gdje su nastupili Mate

Pavić (15. mjesto) i Branko Blažević (19. mjesto). U ovoj disciplini Mate je sakupio 2 boda za naš fakultet. Tada je slijedila stanka za naše muške predstavnike jer su cure bile na redu sa disciplinom 50 m slobodno i 50 m leđno. Naravno, naše najbolje plivačice nisu se htjele natjecati jer su se čuvale za kraj i prestiž - štafetu 4x50 m mješovito. Odmah nakon njih slijedi 50 m prsno, gdje je opet u bazenu Branko, naš predstavnik, koji sakuplja jako važne bodove za ukupan poredak zauzevši 12. mjesto sa rezultatom 36:49. Slijedi zadnja pojedinačna disciplina u kojoj nastupa Andro Pamić i zauzima 22. mjesto, sa rezultatom 33:04. Zadnje discipline natjecanja bile su štafete, i to 4x50 m slobodno i 4x50 m mješovito u muškoj i ženskoj konkurenciji. Geodetski fakultet je u muškoj konkurenciji nastupio u obje discipline zauzevši 8. mjesto u 4x50 m mješovito u sastavu Pavić, Blažević, Žižić i Car sa rezultatom 2:07. Dok su Pamić, Kopić, Stošić i Glavor nastupili u 4x50 m slobodno, isto tako zauzevši 8. mjesto sa rezultatom 2:02. Kod cura, kao i uvijek, razočarenje kada se radi o sportu. Ovoga puta radilo se o tome da nisu mogle nastupiti jer su bile samo tri predstavnice. Zato ostatak zainteresiranih ljepšeg spola ovim putem pozivamo da se pridruže u ovogodišnjem natjecanju. Za kraj bih još pohvalio naše momke koji su uspjeli biti u ukupnom poretku deseti. Važno je i to da se nitko od njih nije bavio plivanjem profesionalno, kao što je slučaj kod dobrog dijela ostalih natjecatelja. Ovim putem, osim već pozvanih cura, pozivamo sve koji bi htjeli i koji mogu doći predstavljati i natjecati se za naš fakultet.

Redoslijed

Fakultet

50m slobodno

50m leđno

50 prsno

50m delfin

4x50 mješovito

4x50 slobodno

UKUPNO

FER

152

133

127

FSB

VERN

PMF

KBF

GEF

RGN

TVZ

15 8

10 11

FPZ

GRAF

PBF

6 5

32 28

20 4

9 3

10 11

7 5

Novosti

>> studentski život

Svečana promocija svih sveučilišnih (baccalaureusa) prvostupnika geodezije i geoinformatike Napokon, dotadašnji sveučilišni (baccalaureusi) prvostupnici geodezije i geoinformatike dočekali su svoj dan. Svečana promocija održana je 22. siječnja 2010. u Velikoj Predavaonici AGG fakulteta, Sveučilišta u Zagrebu, za sve studente koji su završni ispit položili u akademskim godinama 2008./’09. i 2009./’10. Uvodnu riječ pozdrava i završne diplome studentima je uručio

18. srpnja 2008.:

naš prodekan za nastavu i studente prof. Damir Medak zbog spriječenosti dekana fakulteta prof. Stanislava Frangeša. Na svečanoj promociji od 137 prvostupnika pojavilo se tek njih 70ak. Svim našim »bakalarima« želimo i dalje uspješno studiranje i radu u geodeziji i geoinformatici. Svi »bakalari« (s datumom završetka »Preddiplomskog«):

Baćan Željka Vidoš Danijel Biljecki Filip Brajković Roman Čuljat Marino Stričak Emina Šoštar Karlo Trlaja Tomislav Špiranec Lidija Junašević Alen Knežević Andrija Šarušić Ivica Špodnjak Tanja Jerčić Duško Tomić Igor Došen Daria

Vukelić Ariana Klarić Leonida Rupčić Željko Kodžić Dijana Milat Ante Čubranić Marko Petrović Mia Bednjanec Martina Radanović Neda Cindrić Marko Šplajt Mirjana Tomić Sanja Veršić Josip Marelja Marina Dragun Dino Branišelj Ivan Čale Irena.

12. rujna 2008.:

30. siječnja 2009.:

Buntić Ana Dešman Marijan Hrkać Božo Polić Maja Car Vedran Vučković Nikola

Ivišić Frane Veig Zdeslav Vela Niza

16. lipnja 2009.: Šimek Karlo

Vodopija Filip Grgić Marijan Vinković Adam Vidmar Tomislav Jareb Anđelo Gašpar Slaven Koch Kristijan Slipčević Marina Marasović Nikola

14. srpnja 2009.: Vučemilović-Grgić Marko Viro Damir Vukasović-Lončar Maja Vučković Nina Ujdur Petra Triva Simon Smoljan Tina Tomljenović Ivan Šubat Dino Ševo Marina Rakić Jasmina Mileta Ivana Delač Ivan Baričević Sergej

Novosti >> studentski život

Bulić Emanuel Jarić Davor Čarić Sanja Basa Luka Crnković Andrea Juraj Ivan Ćosić Nada Dukovac Ivan Glibušić Ivana Čatipović Mile Ivelja Tamara Jurakić Goran Kolak Daria Katičić Mario Košpo Ines Kozina Martina Krivić Marijeta Krznarić Martina Krog Renata Lučin Lena Margaretić Ilija Sinčić Klementina Mihaljević Ivan Ravlić Zvonimir Matijaš Igor Mataija Marko

Nervo Marija Rožić Lovre Tomić Josipa Milović Petra Štimac Iva Petković Helena Vuković Ognjen Petrović Jelena Trtanj Željka

28. kolovoza 2009.: Pušić Zvonimir Tonković Aleksandra Vukušić Mila Mulig Marijan Peša Martina Polović Marija Stojanović Ivan Marjanica Ana Kelčec Hrvoje Nikolac Ivan Marunčić Zorana Šparada Roko Lokas Tihana Milovčić Frane Petković Bojan

Pospiš Goran Krnić Goran Karin Hrvoje Krezić Andrej Bušić Dragomir Ivanović Marko Rezo Ana Jerčić Darko Gavrilovski Lino Habek Boris Dobravac Petra Barišić Ant Benjek Slavica Božić Mario Borić Božica Bolanča Martina Božan Toni Beg Domenika Bauk Jelena Baldasar Teo Babić Tea

27. siječnja 2010.: Batinić Kristina Glasinović Frane Milunović Zoran

Novosti >> studentski život

International Geodetic Students Meeting (Croatia, Zagreb 2010.) IGSM (International Geodetic Students Meeting) je međunarodni susret studenata geodetskih i srodnih fakulteta koji se kontinuirano održava već 22 godine. Sve je krenulo sastankom studenata Tehničkog sveučilišta u nizozemskom gradu Delftu, radi usporedbe njihovog programa sa programima Geodetskih fakulteta različitih zemalja Europe. Na njihov poziv odazvalo se oko 150 studenata s 15 fakulteta, iz 7 različitih država. Danas broj zemalja članica prelazi 20, a uključene su države i izvan granica Europe. Ovo neformalno okupljanje studenata iz godine u godinu dobivalo je na značenju i vrijednosti, a trud i briga oko organizacije bivala je sve zahtjevnija. Susret se održava pod pokroviteljstvom IGSO (International Geodetic Students Organisation), čiji su članovi svi fakulteti koji sudjeluju na susretu. Hrvatski studenti su također uključeni u IGSO te svake godine redovito pohode susret. Ove godine je došao red i na nas da organiziramo jedan IGSM i pokažemo Europi i svijetu što znamo i što možemo! IGSM Croatia 2010 Mjesto događanja je, vjerujem, svima jako dobro poznato, Kačićeva 26. Tamo će se u razdoblju od 02. do 08. svibnja 2010. godine održavati predavanja, radionice, izložbe postera te sve planirane edukativne aktivnosti. Očekuje se sudjelovanje više od 150 studenata i postdiplomanata iz preko 30 zemalja svijeta. Organizatori Domaćini su studenti našeg fakulteta koji čine Organizacijski odbor IGSM-a, koji već duže vrijeme marljivo radi na pripremama. Odbor čini 20-ak studenata koji, održavajući sastanke jednom mjesečno, donosi odluke, planira raspored događanja i radi na realizaciji tih planova. Vodeća osoba odbora je Hrvoje Mahović, apsolvent dodiplomskog studija, osoba koja uglavnom upravlja ovim složenom

Smotra Sveučilišta u Zagrebu I ove godine održana je smotra Sveučilišta u Zagrebu na kojoj su mnogobrojni fakulteti izložili svoj program i tako se predstavili budućim studentima. Smotra Sveučilišta u Zagrebu je jedan od najvećih, a isto tako jedan od najboljih, projekata koje organizira Sveučilište u Zagrebu. Projekt je namijenjen maturantima srednjih škola, studentima i drugim osobama zainteresiranim za studiranje. Ovogodišnja smotra je četrnaesta po redu, a trajala je u periodu od 21. do 23. siječnja 2010. Na samoj smotri sudjelovao je i naš, Geodetski fakultet, kojeg je predstavljala nekolicina studenata i profesora. Naši predstavnici su bili na raspolaganju u svakom trenutku zainteresiranim osobama dati odgovore na njihova pitanja. Naš fakultet imao je zavidan

projektom. U neprekidnim dogovorima sa dekanom i prodekanom našeg fakulteta, svakodnevno dolazimo do novih ideja i planova koji će omogućiti da ovaj IGSM bude najbolji do sada. Budući da se do sada susret odvijao u okvirima Europe, pomislili smo da bi bilo odlično da se povežemo i s drugim zemljama. Do sada smo dobili potvrdu sudjelovanja Australije, Venezuele, Kanade i drugih europskih zemalja koje nisu sudjelovale do sada, kao što su Italija i Francuska. Program Susret će obilovati zabavom, ali i edukativnim sadržajem, što je za jedan međunarodni stručni susret najbitnije. Dani će biti ispunjeni predavanjima naših i stranih profesora te sudionika susreta, radionicama naših profesora i asistenata te izložbom postera sudionika. Onaj drugi, neformalni dio programa, održavati će se diljem Zagreba, ali i diljem Hrvatske, jer osim razgledavanja kulturnih znamenitosti metropole, sudionike očekuje i nekoliko izleta. Središnje iznenađenje susreta je izlet u Nacionalni park Plitvička jezera, koja mnogobrojne turiste svake godine ostavljaju bez daha. Nadamo se da će i naši IGSM-ovci biti jednako tako oduševljeni! Osim toga izleta, planiran je poludnevni izlet u Novsku i Lonjsko polje, te susret sa gradonačelnikom grada Novske koji će održati prezentaciju o implementaciji GIS sustava u njihovom kraju. Za one koji žele ostati nekoliko dana duže u Hrvatskoj i uživati u našoj obali još dva dana, organiziran je dodatni izlet u Zadar. Tamo će imati priliku provesti cijeli dan u Kornatskom akvatoriju, a drugi dan uživati u znamenitostima grada. Nadam se da ćemo opravdati očekivanja i podignuti kvalitetu ovog susreta na višu razinu, stručnim znanjem naših profesora i gostoprimstvom naših studenata. Ne moram naglašavati da je svaka, pa i ona najmanja pomoć, dobrodošla. Svakako pozivam sve studente koji žele sudjelovati na nekom od sadržaja programa, da nam se slobodno jave i na taj način pridonesu uspjehu IGSM-a. Popis prijavljenih sudionika te više informacija o programu susreta i organizatorima možete vidjeti na web stranicama http://igsm2010. geof.hr, a za sva pitanja obratite nam se na mail adresu: igsm2010@ gmail.com.

broj posjeta. Svi zainteresirani mogli su dobiti brošure o Geodetskom fakultetu, različite stručne časopise, naš studentski časopis Ekscentar i mnoge druge promidžbene materijale vezane za upis na preddiplomski studij. Također, predstavnici našeg fakulteta održavali su kratke prezentacije zainteresiranima o našem instrumentariju koji je bio izložen na štandu (digitalni nivelir, totalna stanica itd.). Održana je i prezentacija 3D laserskog skenera uz pomoć stručnjaka s Geodetskog fakulteta. Osim toga, bile su prikazane prezentacije različitih projekata koje je fakultet odradio, kako bismo ih na taj način pobliže uputili, ali i zainteresirali za naš posao. Predstavnici Geodetskog fakulteta na četrnaestoj smotri Sveučilišta u Zagrebu bili su: dr. sc. Cigrovski Detelić Brankica, mr. sc. Ciceli Tomislav, Babić Tea, Kovačić Milena, Stričak Emina, Marunčić Zorana, Tubić Jasmina i Božić Mario.

Novosti >> studentski život

Tulumi geodeta

Vjerujem da ste upoznati s onom poznatom rečenicom »Studentski dani su najbolji dani tvoga života«. Nakon takve filozofske rečenice zapitaš se što je tu najbolje?! Jesu li to kolokviji? Ispiti? Minus na računu kakav ima tipični student? Ili nešto sasvim drugo? U ovom tekstu ćemo se zadržati na ovom trećem - nečem sasvim drugom. Kao što i sami znate, studentski život je prelijep ako se izostave problemi s kolokvijima i ispitima, ali na kraju svi shvatimo da su to zapravo naši slatki problemi. Neki studenti koji se potrude, uspiju sve to dobro i na vrijeme riješiti, a neki koji malo zaostanu moraju se dobro namučiti da se vrate na pravi put i isprave svoje greške. No, kako god okrenemo, mi studenti znamo se dobro

Promjene programa Preddiplomskog i Diplomskog studija Krajem prošle ak. god. 2008./’09. održao se izbor za novog dekana i nove prodekane. Prof. dr. sc. Stanislav Frangeš, koji je bio dekan protekle dvije godine ponovno je dobio mandat i biti će naš dekan i naredne dvije godine, nadajmo se uspješan kao i do sada. Za prodekana za nastavu i studente izabran je prof. dr. sc. Damir Medak, a njegovo zalaganje i trud oko nekih promjena vidi se već sada. Prodekan za znanstveni rad i međunarodnu suradnju od sada je prof. dr. sc. Gorana Novaković, a Prodekan za financije i poslovanje je prof. dr. sc. Siniša Mastelić-Ivić. S obzirom da se dosadašnji program Preddiplomskog studija geodezije i geoinformatike pokazao na nekim poljima nedovoljno dobar, došlo je do nekih promjena koje bi trebale olakšati i studentima i profesorma. Neke od promjena su: • Kolegij Analiza i obrada geodetskih mjerenja premješta se na 2. godinu, tj. u 3. semestar s time da se statistika koja je do sada bila dio kolegija AiOGM uvodi kao novi kolegij pod nazivom »Osnove statistike« koji se sluša i polaže na 1. godini, tj. u 2. semestru. • Na 1. godinu se u 2. semestar uvodi novi kolegij koji bi studentima trebao približiti osnove CAD programa pod nazivom »Inženjerska grafika u geodeziji i geoinformatici«.

zabavljati, to je sigurno, posebno mi GEODETI. Gdje ima dobre zabave, uvijek ima nekolicina geodeta koji svojom prisutnošću uvesele svaki takav događaj. Srećom, Zagreb nam pruža velike mogućnosti što se tiče društvenog života studenata. Na primjer, to su: veliki izbor kazališta, kina, različitih koncerata, noćnih klubova i mnogo drugih sadržaja. No, hoćemo li vidjeti grupu geodeta u kazalištu ili kinu? Mislim da ne. Prije ćemo ih naći po nekim noćnim klubovima gdje se hvale curama kako su dobro iskolčili pravi kut :). U kinu i kazalištu jedino ih možete vidjeti kada se bolja polovica oglasi i malo zaprijeti. E, onda smo kao bubice. Nema više zezancije, sve dok netko ne organizira neki tulum pa nastavimo po starom. Problem s kojim se susrećemo, još od prijašnjih godina, jest taj da nije bilo nikakvih zajedničkih tuluma. Osim što se u manjem broju skupimo po okolnim kafićima našeg fakulteta. Da bismo promijenili takvo stanje, poduzeli smo nešto u vezi toga. Morali smo na neki način povezati sve studente našeg fakulteta i dati im osjećaj pripadnosti. A koji je najbolji način da se povežu geodeti, nego da napraviš neki ekstra tulum gdje će biti »ića i pića«. Tako smo počeli organizaciju geodetskih tuluma po noćnim klubovima u Zagrebu, gdje se na svakom tulumu sakupi zavidan broj studenata s našeg faksa (cca 300 studenata). U zadnjih godinu i nešto više dana, napravili smo 3-4 tuluma na kojima je zaista bila kvalitetna zabava. Nadamo se da će se i u budućnosti nastaviti organizacija ovakvih tuluma, gdje tu večer svi budemo međusobno povezani, sretni i oduševljeni. Sve međusobne razmirice zaboravimo jer je to naš trenutak, naše opuštanje od velikih obaveza na fakultetu, gdje makar pa na jednu noć zaboravimo na kolokvije i ispitne rokove i prepustimo se čarima studentskog života.

• Od iduće ak. god. 2010./’11. »Matematička analiza« će se razdvojiti na dva kolegija, »Matematiča analiza 1« koja će biti u 1. semestru i »Matematička analiza 2« koja će se slušati u 2. semestru. »Zemljišno knjižno pravo« biti će obavezan predmet na 2. godini. • Studentska praksa obuhvaćati će adekvatan i kvalitetan rad na terenu koji će se kasnije braniti na završnom ispitu. • Promjene Pravilnika o studiranju koji sada propisuje da za svaki pismeni ispit moraju biti kriteriji ocjenjivanja od 1 do 5 te da na komisijskom ispitu ne mora biti predmetni nastavnik te uvođenje alternativnog nastavnika za svaki predmet. Pismeni ispit nije više eliminacijski te je donešena odluka da studentima koji ponovno upisuju neki kolegij, a u prethodnim godinama su ostvarili pravo na potpis oslobađaju se obveze ponovnog stjecanja uvjeta za potpis (predavanja, vježbe, programi, zadaće), s time da imaju slobodan pristup svim periodičkim promjenama znanja kojima im se omogućuju olakšice pri polaganju ispita. U slučaju da student bezuvjetno želi ponovno izvršiti sve svoje obveze kod ponovnog upisa kolegija, prihvaća i mogućnost da mu zbog neispunjavanja uvjeta bude uskraćen potpis. Pojedini kolegij se može upisati najviše dva puta. Ove godine je smanjena upisna kvota za Preddiplomski studij na 100 studenata koja je ranije bila 115, a za diplomski studij sa 100 studenata na 80 studenata s tim da na jednom smjeru može biti najviše 50 studenata.

Solarić M., Solarić N. (2010): Prva opažanja gibanja umjetnih zemljinih satelita u Hrvatskoj i određivanje koordinata položaja opservatorija Hvar Ekscentar, br. 12, str. 22-26

TEMA BROJA

Prva opažanja gibanja umjetnih zemljinih satelita u Hrvatskoj i određivanje koordinata položaja opservatorija Hvar » Miljenko Solarić » Nikola Solarić SAŽETAK. U članku je opisano kako su izvedena prva opažanja gibanja umjetnih Zemljinih satelita u Hrvatskoj (i bivšoj državi) na Opservatoriju Hvar Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu 1971. godine i kako je ostvareno sudjelovanje u međunarodnom projektu »Zapadnoeuropska satelitska trigonometrijska mreža« (West European Satellite Triangulation – WEST). Opažalo se pomoću IGN-kamere, registrirajući istovremeno položaje zvijezda i satelita svake sekunde na fotografske ploče visoke osjetljivosti. Po ideji Nikole Solarića, izrađen je i dodatni uređaj s kojim je pojednostavljeno izvođenje opažanja s IGN-kamerom, ali i poboljšana mjerna nesigurnost mjerenja vremena na jednu milisekundu, s 3 do 4 milisekunde. Takva mjerna nesigurnost mogla se je ostvariti samo s malim brojem skupocjenih uređaja. Nažalost, stigla je zabrana daljnjeg opažanja umjetnih satelita na Opservatoriju Hvar, kao i slanja podataka opažanja u inozemstvo na zajedničku obradu. Tako se moralo prekinuti s opažanjem i slanjem naših podataka mjerenja u inozemstvo na zajedničku obradu. Iz vrlo malog broja opažanja određene su i koordinate Opservatorija Hvar, ali s vrlo velikim standardnim odstupanjem od oko 40 m. Prva dozvola za uključivanje Opservatorija Hvar Geodetskog fakulteta iz Zagreba u međunarodnu suradnju projekta IDOC’82 Italy Doppler Observation Campaign dobivena je 1982. godine kada su određene koordinate položaja trigonometrijskog stupa na Opservatoriju, u svjetskom koordinatnom sustavu WGS ‘72. Ukratko je opisan i rad tog satelitskog navigacijskog sustava koji je radio pomoću mjerenja pomaka primljene frekvencije radio signala odaslanih sa satelita TRANSIT prouzrokovanih Doplerovim efektom uslijed gibanja satelita. Pomoću te metode određene su koordinate položaja Opservatorija Hvar s točnošću oko 0,70 m, što se prije klasičnim geodetskim metodama nije moglo ni približno ostvariti. KLJUČNE RIJEČI: umjetni Zemljini sateliti, IGN-kamera (Institut Geographique National), projekt European Satellite Triangulation – WEST, Opservatorij Hvar, Doplerov efekt, projekt IDOC’82 Italy Doppler Observation Campaign, projekt WEDOC-2 West East European Doppler Observation Campaign

>> 1. Uvod Na Geodetskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu davala se od samog početka izbacivanja prvih umjetnih Zemljinih satelita posebna pozornost opažanju njihovih položaja. Tako je na otoku Hvaru, iznad grada Hvara, u tvrđavi »Napoljun«, osnovan »Opservatorij Hvar« u suradnji Geodetskog fakulteta iz Zagreba i Akademije znanosti Čehoslovačke iz Praga. On je službeno otvoren 1972. godine, a s opažanjem gibanja umjetnih Zemljinih satelita započelo se na Hvaru ranije, tj. točnije u svibnju 1971. godine.

>> 2. Prva opažanja gibanja umjetnih Zemljinih satelita u Hrvatskoj Prva opažanja gibanja umjetnih Zemljinih satelita u Hrvatskoj (i bivšoj državi) izvedena su na Opservatoriju Hvar u okviru projekta »Zapadnoeuropska satelitska trigonometrijska mreža« (West European Satellite Triangulation - WEST) (Slika 2). U tom projektu uglavnom su sudjelo22

vale opažačke stanice zemalja iz tadašnjeg Zapadnog bloka i dvije iz Istočnih bloka. Naš fakultet sudjelovao je u tom projektu u opažanju na Opservatoriju Hvar s IGNkamerom (skraćeno nazvanu prema imenu francuskog proizvođača Institut Geographique National), ali posuđenom iz Münchena iz Njemačke (Slika 3). Simultano (istovremeno) mjereno je sa svih opažačkih stanica uključenih u projektu WEST snimanjem položaja umjetnog Zemljinog satelita PAGEOS na fotografske ploče visoke osjetljivosti zajedno sa zvijezdama (Slika 4). Na osnovu tih fotografskih ploča i registriranog vremena snimanja moglo se u određenom trenutku snimanja odrediti ravninu u kojoj je ležao satelit S i dvije opažačke stanice P1 i P2 (Slika 5). Naime, na negativu su određene koordinate položaja satelita i koordinate zvijezda na snimku, a zatim su se mogli, u istom tom trenutku, odrediti i položaji zvijezda u svemirskom prostoru iz astronomskih tablica. Nakon transformacije koordinata zvijezda i satelita s fotografskih ploča, mogla se izračunati

rektascenzija α i deklinacija δ položaja satelita, tj. odrediti njegov položaj u svemirskom prostoru s točke P1 i P2. Druga ravnina bila je određena kad je satelit bio u nekom drugom položaju S2 koja je sjekla prethodnu ravninu po spojnici između opažačkih stanica P1P2. Taj presjek određen je jediničnim vektorom e0, koji spaja točke P1P2. Kad se obrade sva opažanja na umjetne satelite, na svim opažačkim stanicama mogu se formirati trokuti u kojima se moglo izračunati kutove, a kako je bila poznata duljina jedne stranice (Slika 6) mogla se je izračunati prostorna trigonometrijska mreža. Točke na Zemlji P1 i P2 nisu se morale dogledati pa je tako po prvi put u povijesti svijeta bilo moguće povezati trigonometrijske mreže Europe i Amerike. Naime, klasičnom trigonometrijskom mrežom to nije bilo moguće ostvariti zbog zakrivljenosti Zemlje koja onemogućava dogledanje točaka na većim udaljenostima. Na obradu podataka mjerenja s fotografskih ploča trošilo se puno vremena pa

prof. dr. sc. Miljenko Solarić, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: miljenko.solaric@geof.hr prof. emeritus dr. sc. Nikola Solarić, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: nikola.solaric@geof.hr List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Solarić M., Solarić N. (2010): Prva opažanja gibanja umjetnih zemljinih satelita u Hrvatskoj i određivanje koordinata položaja opservatorija Hvar Ekscentar, br. 12, str. 22-26

Slika 1. Opservatorij Hvar smješten u tvrđavi »Napoljun« iznad grada Hvara na otoku Hvaru

Slika 2. Raspored opažačkih stanica Zapadnoeuropske satelitske trigonometrijske mreže WEST (1971.-1972. godine)

Slika 3. IGN - kamera za istovremeno snimanje položaja umjetnih Zemljinih satelita sa zvijezdama. (Blenda je rotirala tako da je objektiv bio otvoren svake sekunde, a snimano je na staklene fotografske ploče visoke osjetljivosti).

Slika 4. Fotografska ploča na kojoj se vidi snimljeni položaj umjetnog satelita svake sekunde kao točka na pravcu. Da bi se moglo znati koje sekunde je snimljeni položaj satelita, učinjeni su prekidi za vrijeme snimanja položaja satelita. Položaji pojedinih zvijezda snimljeni su puno kraćim crticama jer se zvijezde prividno gibaju mnogo sporije.

međunarodnu suradnju. Međutim, i pored toga, u zajedničko izjednačenje simultanih optičkih opažanja položaja umjetnog Zemljinog satelita PAGEOS-a, u okviru projekta WEST, ušlo je ipak 8 opažanja s Opservatorija Hvar koji su poslani u inozemstvo neposredno pred zabranu, od ukupno 100 izvedenih mjerenja. Tako je u radu (Ehrnspreger 1974) objavljeno da su za Opservatorij Hvar (astronomski stup) određene koordinate položaja iz malog broja mjerenja sa standardnim odstupanjem: • u pravcu sjevera 15,0 m, • u pravcu istoka 34,7 m, • po visini 30,0 m, odnosno da su poluosi elipsoida pogrešaka: 10,5 m, 17,5 m i 43,7 m (Solarić 2001). Standardno odstupanje određenih koordinata položaja ostalih uključenih stanica u projekt WEST (s velikim brojem mjerenja) bila je najvećim dijelom oko 5 m, a samo položaji manjeg broja stanica su određeni sa standardnim odstupanjem preko 10 m, odnosno 20 m. Koordinate Opservatorija Hvar (astronomskog stupa) u tom radu nisu objavljene, a nije napisano ni u kojem koordinatnom sustavu su izračunate. Tadašnjom tehnikom opažanja umjetnih Zemljinih satelita bilo je maksimalno moguće postići standardno odstupanje određivanih koordinata opažačkih stanica od svega 5 m, ali samo iz velikog broja mjerenja i uz veliki trud (Solarić 2001).

su se tada tražile neke elektroničke metode koje bi zamijenile optičke metode. Naime, u tom trenutku optičke metode bile su znatno točnije od elektroničkih, ali su elektroničke metode bile znatno brže. Zato ih se moralo više poboljšati usavršavanjem tehničkih karakteristika, što je postupno ostvareno, kao na primjer s doplerovskim mjerenjima primljenih signala sa satelita. U Hrvatskoj projekt WEST vodio je naš poznati i cijenjeni prof. dr. Nikola Čubranić, a kao suradnici bili su Krešo Čolić, Nikola Solarić i Miljenko Solarić, kao tadašnji asistenti. U radu su pomagali tadašnji studenti Radovan Marjanović i Zlatko Lasić, a i dipl. ing. Ladislav Feil, koji su poslije postali redoviti profesori. Originalno, s IGN kamerom moglo se vrijeme registrirati s mjernom nesigurnosti 3 do 5 milisekundi, a bilo je poželjno da se smanji mjerna nesigurnost registriranja vremena opažanja. Tako je Nikola Solarić izradio dodatni elektronički uređaj za povećanje točnosti registracije vremena i za pojednostavljenje procesa opažanja IGN – kamerom na stanici Hvar. Tim uređajem se smanjila mjerna nesiSlika 5. Presjekom ravnina P1P2S1 (u kojoj leže dvije opažačke stanice i satelit S1) i ravnine u drugom položaju satelita P1P2S2 određen je pravac u prostoru koji gurnost mjerenja spaja opažačke stanice P1 i P2 , tj. njegov jedinični vektor e0 vremena na svega jednu milisekundu, što se moglo samo sa znatno skupljim instrumentima (Solarić, N. 1971) i (Solarić, N. 1972). Svi podaci opažanja iz 1971. i 1972. godine nisu se smjeli poslati u inozemstvo na zajedničku obradu jer Slika 6. Satelitska trigonometrijska mreža u kojoj je izmjerena duljina jedne je vojska zabranila stranice

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Solarić M., Solarić N. (2010): Prva opažanja gibanja umjetnih zemljinih satelita u Hrvatskoj i određivanje koordinata položaja opservatorija Hvar Ekscentar, br. 12, str. 22-26

Zbog zabrane međunarodne suradnje moralo se prestati s opažanjima umjetnih satelita, ali se i pored toga na Geodetskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu nastavilo s praćenjem napretka satelitske geodezije u svijetu.

>> 3. Prva mjerenja pomoću Doplerovih uređaja na Opservatoriju Hvar Određivanje položaja umjetnih Zemljinih satelita pomoću optičkih mjerenja visokoosjetljivim fotografskim kamerama, i pored toga što je taj način na početku bio najtočniji, imao je veliki nedostatak. Taj nedostatak sastojao se u tome da se optičkim kamerama mogao odrediti položaj umjetnih Zemljinih satelita samo u malom broju točaka njegovih položaja. Naime, umjetni sateliti nisu se mogli opažati optičkim metodama (kamerama) za vrijeme danjeg svjetla, oblačnog i maglovitog vremena, ali ni po vedroj noći kada je satelit bio u Zemljinoj sjeni. Dakle, kamerama su se mogli registrirati položaji umjetnih satelita samo u relativno kratkom vremenskom razdoblju. To je bio razlog zbog čega se odmah nakon izbacivanja prvog umjetnog satelita Sputnjika 1 nastojalo iskoristiti Doplerov efekt za određivanje položaja umjetnih satelita. Dr. William H. Guier i George C. Weiffenbach iz SAD-a analizom su zaključili da se orbita satelita može odrediti pomoću Doplerovog efekta iz samo jednog njegovog prolaza. Tako je u SAD-u uspostavljena mreža točaka TRANET s poznatim koordinatama položaja s kojih su, uz pomoć Doplerovog efekta, određivani položaji umjetnih satelita u sustavu koordinata poznatih mjernih točaka.

a) Doplerov efekt Christian Doppler je 1842. godine objavio svoj najznačajniji rad u kojem je objasnio da do promjene frekvencije dolazi ako se izvor vala (zvuka, svjetla i dr.) relativno približava ili udaljuje od promatrača. To je svima poznat efekt: Kada se vlak približava nepomičnom opažaču, visina tona zvučnog signala lokomotive je viša, dok je pri udaljavanju vlaka visina tona istog zvučnog signala niža od frekvencije stvarno odaslanog zvučnog signala piska lokomotive. Pojašnjenje zbog čega dolazi do promjene frekvencije odaslanih valova koje prima »mirni opažač« ako se odašiljač vala približava ili udaljuje od mirnog opažača prikazano je na slici 8, gdje je zbog jednostavnosti nacrtan samo jedan val. Zato se s pomoću Doplerovog efekta može samo odrediti brzina približavanja ili udaljavanja, dakle radijalna komponenta

kvencije bile su izabrane tako da se može dobro korigirati utjecaj ionosfere. Obje frekvencije bile su fazno modulirane s pomakom frekvencije faze za +60˚ i -60˚ tvoreći na taj način signal za bit »1« ili »0«, kao što se vidi na slici 9. Tako je u NNSS, sustavu prihvaćen binarni sustav brojeva kakav se koristi i u elektroničkim računalima. Na taj su način korisnicama na Zemlji radiovezom prenošene poruke o položajima satelita TRANSIT. Te poruke, tzv. odaslane efemeride (Broadcast Ephemeris), o koorSlika 7. Prikaz komponenti vektora relativne brzine dinatama položaja satelita u orbitalnom kov, gdje je vrad - radijalna komponenta brzine i vtrans – transverzalna komponenta ordinatnom sustavu počele su se odašiljati svake parne minute Svjetskog vremena (Universal Time – UT). Odaslane efemeride sa satelita davale su koordinate položaja satelita u orbitalnom koordinatnom sustavu, a poslije se prelazilo u svjetski geocentrički koordinatni sustav WGS 72. One su bile izračunate na osnovi prethodnih Slika 8. Promjene frekvencije izazvane pri približavanju ili udaljavanju izvora 36-satnih mjerenja vala Doplerovih pomabrzine (Slika 7). ka frekvencije primljenih signala odaslanih sa satelita TRANSIT i poslije NOVA na čeb) Satelitski Doplerov navigacijski tiri stanice (Havaji, Kalifornija, Minesota i sustav Maine). One su slale svoja mjerenja u raNedugo nakon izbacivanja prvih čunsko središte u Kaliforniji po posebnim umjetnih satelita, dr. Frank McClure i Riclinijama, neprekidno 24 sata dnevno. Ti su hard Kershner iz SAD-a predložili su da se podaci mjerenja obrađeni na osnovi nebeumjetni Zemljini sateliti koriste za navigaciske mehanike i tako su izračunate odaslane ju na moru. Oni su zamislili da se obrnutim efemeride za 12 sati unaprijed. Te podatke postupkom za određivanje položaja umjetračunsko središte je slalo na dvije injekcijnih Zemljinih satelita, pomoću Doplerova ske stanice (Kalifornija i Minesota) koje su efekta radiovalova, mogu odrediti položaji te podatke, radio vezom, slale u memoriju brodova iz: satelita TRANSIT. Zatim su sateliti te po• poznatih položaja satelita, datke o svojem položaju odašiljali korisni• Doplerova pomaka primljenih frecima na Zemlju za njihovu uporabu. Ti pokvencija radio valova odaslanih sa satelita, ložaji nisu stvarni, već su računskim putem • primljenih radiosignala (poruka) sa predviđeni unaprijed, a na osnovi prethodsatelita o njihovim položajima. nih mjerenja i znanja iz nebeske mehanike. Tako je bilo zamišljeno da se u orbitu Iz promjene frekvencije mogla se izraoko Zemlje lansira 5 do 6 satelita TRANčunati radijalna komponenta brzine, a da bi SIT, a poslije i satelit NOVA u približno se izračunalo koliko je bilo približavanje ili kružne polarne orbite na visinu oko H = udaljavanje satelita trebalo je integrirati (su1.000 km s periodom ophoda oko Zemlje mirati) te radijalne komponente brzine u izod 107 minuta. Taj satelitski sustav dobio vjesnom vremenskom intervalu. To je tehje naziv Navy Navigation Satellite System nički riješeno pomoću tzv. Doppler count (NNSS), a poslije se često koristio i naziv – Doplerova zbroja Nj-k. On je predstavljao TRANSIT po satelitima TRANSIT. površinu između referentne frekvencije ƒref proizvedene u prijamnom Doplerovom Odašiljači sa satelita su odašiljali radiuređaju i primljene frekvencije radiovalova osignale s dvije vrlo stabilne frekvencije od ƒpr odaslanih sa satelita u vremenskom pe150 MHz (točnije 149,988 MHz) i od 400 riodu ΔTj-k (Slika 10). Pritom je ƒsa bila freMHz (točnije 399,968 MHz). Te dvije fre-

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Solarić M., Solarić N. (2010): Prva opažanja gibanja umjetnih zemljinih satelita u Hrvatskoj i određivanje koordinata položaja opservatorija Hvar Ekscentar, br. 12, str. 22-26

vigacijskog sustava završeno je 31. prosinca 1996. godine, a njegovu ulogu preuzeo je Globalni pozicijski sustav GPS.

Slika 9. Signal za bit »1« i »0«

kvencija radiovalova odaslanih sa satelita. Minimalni vremenski interval sumiranja bio je 4,6 sekundi, a obično se u geodeziji uzimao vremenski interval sumiranja od 23 do 30 sekundi. Iz Doplerovog zbroja moglo se odrediti razliku duljina radijus vektora položaja satelita Δrj-k od opažačke stanice P na početku »j« i na kraju mjerenog intervala »k« prema jednadžbi:

rk - rj =

f ref - f sa c N -c ( tk - t j ) f ref f ref

Izračunata razlika dužina rk-rj određivala je hiperboloid kao geometrijsko mjesto mogućih točaka na kojem se moralo nalaziti stajalište uređaja, točnije položaj njegove antene. Daljnji Doplerovi zbrojevi tvorili su druge hipeboloide kao stajališne plohe, a njihov presjek određivao je konačno prostorni položaj opažačke stanice P, kao što se to vidi na slici 11. Zbog jednostavnosti na slici je nacrtan samo presjek dvaju hiperboloida, a trebalo bi nacrtati najmanje tri hiperboloida i njihove presjeke koji će prolaziti točkama P1 i P2. Treba naglasiti da su dobivena dva rješenja (dvije točke), ali se sigurno moglo reći koja je od točaka davala pravo rješenje jer su se te dvije točke nalazile na velikim udaljenostima. Tijekom jednog prolaza satelita TRANSIT u trajanju od 10 do 14 minuta moglo se uz uzimanje u račun i brzine broda odrediti njegov položaj sa standardnim odstupanjem 200 m po noći i 400 m po danu. Na početku je točnost toga navigacijskog su-

Slika 12. Doplerov uređaj Magnavox s akumulatorom na Opservatoriju Hvar u kampanji IDOC ‘82

c) Primjena Doplerovih mjerenja na Opservatoriju Hvar Geodetskog fakulteta Ideja da se u Slika 10. Doplerov zbroj Nj-k (Doppler count Nj-k) bivšoj državi organizira Doplerova kampanja mjerenja s ciljem povezivanja trigonometrijske mreže u bivšoj državi u svjetski geodetski geocentrički koordinatni sustav, začeta je krajem sedamdesetih godina prošlog stoljeća. Tada su Slika 11. Određivana točka P1 ili P2 nalazi se u presjeku hiperboloida. Zbog bile planirane dvije jednostavnosti na slici je nacrtan samo presjek dva hiperboloida, a trebalo bi Doplerove kampanacrtati najmanje tri hiperboloida i njihove presjeke. nje YUGDOC-1 i stava bila manja, a poslije se postupno poYUGDOC-2. Međutim, pored višegodišvećavala. Kad je točnost bila već povećana, njeg nastojanja i velikog uloženog truda nije geodeti su počeli koristiti taj satelitski navise mogla dobiti dozvola za međunarodnu gacijski sustav za svoje potrebe. Tako se je suradnju od vojske (Solarić 2000). ovaj satelitski sustav već koristio u geodeziji Nakon velikog uloženog truda, dobisredinom sedamdesetih godina prošlog stovena je dozvola za međunarodnu suradljeća, a postizalo se standardno odstupanje nju u Doplerovom projektu IDOC’82 (Italy Doppler Observation Campaign) s Italijom. određivanih koordinata točaka oko 0,5 m iz U tom projektu sudjelovalo se s posuđevišednevnih mjerenja. (Ta su rješenja bila nim Doplerovim uređajem (Slike 12 i 13) praktički više »uljepšana«.) od prof. dr. H. Segera iz Njemačke, veliNavigacijski sustav NNSS odigrao je kog prijatelja akademika Krešimira Čolića značajnu povijesnu ulogu u pomorstvu, ali i Hrvatske. U radu nam je pomagao tada i geodeziji. Nažalost, servisiranje toga najoš mladi, dipl. ing. Tomislav Bašić, danas redoviti profesor. Tada smo po prvi put od vojske dobili dozvolu za međunarodnu suradnju pa su tako po prvi put određene koordinate Opservatoriju Hvar u svjetskom (geocentričkom) koordinatnom sustavu WGS72. To je bila ujedno prva točka u čitavoj Hrvatskoj (a i bivšoj državi) kojoj su određene koordinate u svjetskom koordinatnom sustavu WGS72. Podaci mjerenja iz projekta IDOC ‘82 su izjednačeni u više varijanti, a poslije transformacije svedeni i na podatke dobivene s pomoću »preciznih efemerida«. Nakon usporedbe rezultata Doplerovih mjerenja iz kampanje IDOC’82 s rezultatima GPSmjerenja (koji se mogu uzeti kao apsolutno točni) dobilo se da se oni razlikuju od GPS koordinata: Slika 13. Antena Doplerovog uređaja na terasi, na • po koordinati X od 0,83 do 0,91 m trigonometrijskoj točki 209z, na Opservatoriju Hvar List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Solarić M., Solarić N. (2010): Prva opažanja gibanja umjetnih zemljinih satelita u Hrvatskoj i određivanje koordinata položaja opservatorija Hvar Ekscentar, br. 12, str. 22-26

Slika 14. Mreža Doplerovih stanica uključenih u projekte WEDOC (West East European Doppler Observation Campaign): Doplerove stanice uključene u projekte WEDOC-1 i WEDOC-2 Doplerove stanice uključene u projekt WEDOC-2

• po koordinati Y od 0,75 do 0,82 m • po koordinati Z od 0,30 do 0,51 m • po elipsoidnoj visini h od 0,68 do 0,83 m. Dakle, sve su tri koordinate određene u prosjeku s pogreškom oko 0,70 m. Pritom je najbolje određena koordinata Z, a koordinata X s nešto većom pogreškom. To je izvrstan rezultat za tu točku, kada se zna da je u Europi bilo samo tridesetak točaka kojima su bile tako dobro određene koordinate položaja. Opservatorij Hvar sudjelovao je 1983. godine i u velikom međunarodnom projektu WEDOC-2 (West East European Doppler Observation Campaign,), a u kojem su sudjelovale zemlje Zapadnog i Istočnog bloka (Slika 14). Sudjelovanjem u međunarodnim projektima IDOC’82 i WEDOC-2 određene su po prvi put koordinate trigonometrijskog stupa 209z na Opservatoriju Hvar u svjetskom geodetskom geocentričnom koordinatnom sustavu WGS72 (World Geodetic System). Tako su po prvi put jednoj točki u Hrvatskoj određene koordinate u geocentričnom koordinatnom sustavu WGS72. Bilo je i neostvarenih projekata, pored uloženog velikog truda da se oni ostvare, kao na primjer ALGEDOC i WEGENERMEDLAS kojeg smo željeli realizirati zajedno s prof. dr. H. Seegerom. Međutim, od vojske nismo dobili dozvolu za međunarodnu suradnju. Konačno, pravi procvat primjene satelitskih mjerenja u Hrvatskoj nastao je uvođenjem GPS mjerenja u geodetsku praksu.

>> 4. Zaključak

Na Geodetskom fakultetu Sveučilišta u Zagrebu davala se posebna pozornost opažanju umjetnih Zemljinih satelita od samog početka izbacivanja prvih umjetnih Zemlji-

nih satelita. To se vidi i po tome što su prva optička opažanja položaja umjetnog satelita PAGEOS s IGN-kamerom izvođena na Opservatoriju Hvar Geodetskog fakulteta prije 39 godina. Istina je da smo čitavo vrijeme morali moliti dozvolu za međunarodnu suradnju kod nadležnih vlasti. Naime, tu dozvolu bilo je teško dobiti jer su se koordinate položaja neke točke tada smatrale vojnom tajnom. Poslije smo ipak uspjeli dobiti dozvolu za sudjelovanje Opservatorija Hvar u međunarodnom projektu IDOC ‘82 s Italijom, Austrijom, Njemačkom, Grčkom i Španjolskom. Tada su prvi put jednoj točki u Hrvatskoj (a i bivšoj državi) određene koordinate položaja u svjetskom koordinatnom sustavu WGS72. Pravi procvat geodezije i primjena satelitskih tehnologija u Hrvatskoj je nastao 1991. godine kada smo kupili prve GPSprijamnike i kada se više nije moralo tražiti dozvole za međunarodnu suradnju. Međunarodna suradnja s kolegama geodetima iz Njemačke, Austrije, Italije, Mađarske, Češke, a i Slovenije dale su svoje pozitivne rezultate, na čemu im moramo zahvaliti. Na taj način Hrvatska je ušla spremna za masovnu i efikasnu primjenu CROPOS-a, jer se bez te prethodne pripreme na usvajanju satelitskih tehnologija ne bi moglo tako masovno i uspješno usvojiti ta najsuvremenija metoda geodetskih mjerenja. Mora se također zahvaliti i Europskoj Uniji, njenim predstavnicima u Hrvatskoj na velikoj financijskoj podršci, kao i našoj vladi što su podržali nastojanja hrvatskih geodeta u osuvremenjivanju geodezije. Na tome se ne smije stati, već se mora stalno pratiti dosege znanosti i prakse u čitavom svijetu i prenositi ih u Hrvatsku, ali i davati naše doprinose svijetu. Može se ustvrditi da je geodezija doživjela nagli napredak, pravi procvat, zahvaljujući satelitima i kompjutorskim tehnologijama.

>> Literatura »» Čolić, K. (1971): Prvotni radovi na Satelitičkoj stanici Hvar, Zbornik radova Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu, publikacija br. 8, str. 25-56. »» Čolić, K. i Solarić, M. (1981): Problemi točnosti doplerovskih opažanja satelitske geodezije, Geodetski list br. 7-9, str. 157172. »» Čolić, K. i Solarić, M. (1983): Visoki stupanj automatizacije u doplerovskim mjerenjima satelitske geodezije, Zbornik radova Savjetovanja o automatizaciji u geodeziji, Bled, str. 261-276, Simpozij je organizirao Savez GIG J. »» Čolić, K.; Lohmar, F.J. i Solarić, M. (1984): An Indirect Way to Determine

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

the Geocentric Coordinates of the Hvar Doppler Station in PE-System Starting from Two New MPBE-Solutions for the Project IDOC-82, tiskano u Observations of Artificial Satellites of the Earth. Vol. 23. (Proceedings of the INTERCOSMOS/ COSPAR - Symposium), Karlovy Vary, str. 477-486. »» Čubranić, N. (1971): Opažanje umjetnih Zemljinih satelita, Zbornik radova Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu, publikacija br. 8, str. 1-6. »» Solarić, M. (1968): Zadaci satelitske geodezije i instrumenti za određivanje položaja satelita, Geodetski list br. 10-12, str. 171-181. »» Solarić, M. (1969): Satelitska triangulacija. Geodetski list br.1-3, str. 11-20. »» Solarić, M. (2008): Prvi začeci satelitskih navigacija, Kartografija i geoinformacije br.9, str. 20-40. »» Solarić, M. i Čolić, K. (1981a): Uvodno razmatranje o doplerovskim mjerenjima u vezi s njihovom primjenom u SFRJ, Geodetski list br. 4-6, str. 73-88. »» Solarić, M. i Čolić, K. (1981b): Doplerovski uređaji satelitske geodezije i praktično provođenje opažanja, Geodetski list br. 10-12, str. 253-272. »» Solarić, M. i Čolić, K. (1983): Prvotni rezultati određivanja geocentričkih koordinata Doplerovske stanice Hvar primjenom jednostaničnog rješenja, Zbornik radova Savjetovanja o automatizaciji u geodeziji, Bled, str. 245259. Simpozij je organizirao Savez GIGJ. »» Solarić, M. i N. (2000): Pregled geodetskih određivanja položaja i ostvarenih znanstvenih rezultata na Opservatoriju Hvar, Geodetski list br. 3, str. 167-188. »» Solarić, M. i N. (2001): Analiza ostvarenih znanstvenih rezultata geodetskih određivanja položaja Opservatorija Hvar, Geodetski list br. 2, str. 79-104. »» Solarić, N. (1971): Dodatni elektronički uređaj za povećanje točnosti registracije vremena i za pojednostavljenje procesa opažanja IGN – uređajem na Satelitičkoj stanici Hvar, Zbornik radova Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu, publikacija br. 8, str. 57-68. »» Solarić, N. (1972): The additional equipment used at Hvar to improve the accuracy of time registration and to simplify the observation procedure for the IGN – camera, Zbornik radova »International: Symposium Satellites and Terrestrial Triangulation« u organizaciji FIG (International Federation of Surveyors), objavljen u Mittlg. Geod. Inst. TH Graz, Folge II, Graz, str. 251-259. E

Marjanović M. (2010): CROPOS - hrvatski pozicijski sustav Ekscentar, br. 12, str. 28-34

TEMA BROJA

CROPOS

hrvatski pozicijski sustav » Marijan Marjanović

SAŽETAK. Tijekom 2008. godine, Državna geodetska uprava uspostavila je CROPOS (CROatian POsitionig System) sustav. CROPOS - hrvatski pozicijski sustav je državna mreža referentnih GNSS stanica Republike Hrvatske koji omogućava određivanje položaja u realnom vremenu, s točnošću od 2 cm u horizontalnom smislu te 4 cm u vertikalnom smislu. na čitavom području države. Sustav čini 30 referentnih GNSS stanica koje ravnomjerno prekrivaju područje države i služe za prikupljanje podataka mjerenja koji se kontinuirano šalju u kontrolni centar, gdje se obavlja provjera podataka mjerenja, obrada i izjednačenje te računanje korekcijskih parametara koji su dostupni korisnicima na terenu putem mobilnog interneta. Sustav je pušten u službenu uporabu 9. prosinca 2008. godine i u prvoj godini rada našao je široku primjenu u obavljanju svakodnevnih geodetskih zadaća. U radu su dane karakteristike CROPOS sustava i njegovih usluga koje su na raspolaganju korisnicima. Opisana je obrada podataka mjerenja i izjednačenje koordinata referentnih GNSS stanica CROPOS sustava koja je obavljena u skladu s preporukama Tehničke radne grupe EUREF-a s Bernese GPS Software Ver. 5.0. Opisan je i postupak registracije korisnika s pregledom broja korisnika i korištenja pojedinih usluga sustava te su navedene aktivnosti Državne geodetske uprave koje imaju za cilj unaprijediti pouzdanost rada sustava, kao i omogućiti korisnicima njegovu što jednostavniju primjenu u svakodnevnom radu. KLJUČNE RIJEČI: CROPOS, usluge sustava, GNSS, referentni okvir, registracija korisnika, cjenik usluga sustava, korištenje sustava, HTRS96, HDKS

>> 1. Uvod CROPOS sustav je državna mreža referentnih GNSS stanica koji postavlja nove standarde određivanja položaja i navigacije u Republici Hrvatskoj te omogućava primjenu modernih metoda mjerenja i moderne tehnologije u svakodnevnom radu geodetskih stručnjaka. Uspostavom sustava Republika Hrvatska je održala korak s razvijenim zemljama u kojima takvi sustavi postoje nekoliko godina, čime je omogućeno učinkovitije, jednostavnije i ekonomičnije obavljanje terenskih mjerenja. Primjena CROPOS sustava osigurava određivanje koordinata točaka na cijelom području države s istom točnošću i pomoću jedinstvenih metoda mjerenja te je njegovom uspostavom ispunjen jedan od najvažnijih uvjeta za implementaciju novih geodetskih datuma i kartografskih projekcija Republike Hrvatske. Prilikom primjene klasične RTK metode mjerenja i prijema korekcijskih podataka samo s jedne stanice, ograničenje rada je u krugu do 10-ak km od bazne stanice (ili manje, ovisno o utjecaju ionosfere). Različiti vanjski utjecaji (atmosfera, ionosfera, širenje signala mjerenja, orbita satelita, konfiguracija terena) dovode do ograničenja udaljenosti bazne stanice i ro28

vera te problema rješavanja ambiguiteta. Taj nedostatak rješava se umrežavanjem više referentnih stanica čija udaljenost s obzirom na tehnologiju koja je danas na raspolaganju može biti do 80 km. U okviru CROPOS sustava postavljeno je 30 referentnih GNSS stanica na međusobnoj udaljenosti od 70 km (Slika 2), tako da ravnomjerno prekrivaju područje države koje prikupljaju podatke mjerenja i kontinuirano ih šalju u kontrolni centar. U kontrolnom centru se podaci mjerenja provjeravaju, obrađuju te se obavlja izjednačenje mjerenja i računanje korekcijskih parametara. Korekcijski parametri dostupni su korisnicima na terenu putem mobilnog interneta i standardiziranog NTRIP protokola. Ugovor za realizaciju CROPOS sustava potpisali su predstavnici Delegacije Europske unije u Zagrebu, Ministarstva financija Republike Hrvatske i izvoditelj radova, tvrtka Trimble Europe 28. studenog 2007. godine. Vrijednost ugovora bila je 1.396.460,00 €. Financijska sredstva osigurana su u okviru PHARE-2005 programa Europske unije (75%) i državnog proračuna Republike Hrvatske (25%). Ugovor je uključivao isporuku mjerne,

komunikacijske, računalne i programske opreme, njihovu instalaciju i testiranje rada sustava te edukaciju djelatnika Državne geodetske uprave za poslove održavanja i administracije sustava. Svi radovi predviđeni ugovorom dovršeni su 19 dana prije roka, tako da je sustav pušten u službenu uporabu 9. prosinca 2008. godine.

Slika 1. Mjerna i komunikacijska oprema GNSS stanice

dr. sc. Marijan Marjanović dipl. ing. geod., Državna geodetska uprava, Gruška 20, 10000 Zagreb, e-mail: marijan.marjanovic@dgu.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Marjanović M. (2010): CROPOS - hrvatski pozicijski sustav Ekscentar, br. 12, str. 28-34

Slika 2. CROPOS sustav – raspored referentnih GNSS stanica

>> 2.CROPOS 2.1 Komponente sustava CROPOS sustav sastoji se od sljedećih komponenti: 1. 30 referentnih GNSS stanica čiji je zadatak prikupljanje podataka mjerenja i njihovo slanje u kontrolni centar (Slika 1): • Trimble NetR5 GNSS prijamnici, • Trimble Zephyr 2 Geodetic GNSS antena, • Komunikacijska oprema (CISCO). 2. Kontrolnog centra u kojem se obavlja upravljanje i nadzor rada sustava (Slika 3): • Prikupljanje, analiza, obrada i izjednačenja podataka mjerenja, računanje korekcijskih parametara (HP računalna oprema), • Povezivanje svih komponenti sustava (CISCO komunikacijska oprema),

Slika 3. Kontrolni centar CROPOS sustava List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Marjanović M.(2010): CROPOS - hrvatski pozicijski sustav Ekscentar, br. 12, str. 28-34

• Distribucija RTCM i RTCM VRS korekcijskih podataka u realnom vremenu te RINEX i RINEX VRS podataka mjerenja za naknadnu obradu (HP i CISCO oprema). Podaci mjerenja kontinuirano dolaze putem interneta u kontrolni centar gdje se obavlja njihova provjera, a zatim obrada i izjednačenje te računanje korekcijskih parametara koji su na raspolaganju korisnicima (Slika 4). Za korištenje korekcijskih parametara u realnom vremenu (RTCM format), korisnici pristupaju sustavu putem mobilnog interneta (GPRS) ili GSM-modema, dok se podaci za naknadnu obradu (RINEX i RINEX VRS format) mogu preuzeti putem interneta. Za pristup sustavu neophodno je imati korisničko ime i lozinku, odnosno obvezna je registracija korisnika u Državnoj geodetskoj upravi. U kontrolnom centru postoji ukupno 7 računalnih i 1 komunikacijski server koji imaju svoju zasebnu zadaću, ali se koriste i kao pričuva drugim serverima. Naime, svaka aplikacija sustava instalirana je najmanje na dva servera kako bi se osigurao njihov rad i u slučaju prekida rada jednog od servera. Na prvoj CROPOS konferenciji, održanoj u lipnju 2009. godine u Zagrebu, potpisani su sporazumi o razmjeni podataka GNSS stanica između Republike Hrvatske i susjednih zemalja, Republike Crne Gore, Republike Mađarske i Republike Slovenije kako bi se osigurala što bolja pokrivenost graničnog područja te povećala pouzdanost rada sustava u slučaju neplaniranog prekida rada pojedine referentne stanice CROPOS sustava. Tako su u umreženo rješenje i računanje korekcijskih parametara ukupno uključene 43 referentne GNSS stanice (CROPOS 30, MontePOS 2, GNSSnet.hu 4 i SIGNAL 7).

vu projekta za program PHARE-2005 (2005.). 3. Odobrenje projekta (rujan 2005.). 4. Potpisivanje sporazuma o financiranju projekta (prosinac 2005.). 5. Plan realizacije projekta (2006./2007./2008.). Projekt mreže: 1. Anketa - Područni uredi za katastar i Ispostave - 112 lokacija (ožujak 2005. svibanj 2005.): • administrativni i tehnički podaci o zgradi, • podaci o mogućem smještaju opreme za referentnu stanicu, podaci o mogućem položaju antene, fotografije. 2. Idejni projekt lokacija referentnih stanica: • Ravnomjerna pokrivenost zemlje, međusobna udaljenost ~70 km, • Analiza podataka prikupljenih u anketi, • Postojanje ureda Državne geodetske uprave. 3. Konačni projekt lokacija referentnih stanica (lipanj 2005. – ožujak 2006.): • obilazak 54 lokacije, • izrada projekta rasporeda referentnih stanica CROPOS sustava. Priprema lokacija predviđenih za referentne stanice: 1. Ugovor za izradu idejnog projekta IT/ITC infrastrukture (svibanj 2006.). 2. Ugovor za izradu nosača antena (svibanj 2006.). 3. Ugovor za postavljanje nosača antena i drugih potrebnih instalacija (rujan 2006.). 4. Ugovor za izradu podnožnih ploča potrebnih za postavljanje GNSS antene na nosač antene (svibanj 2007.). Izrada natječajne dokumentacije i po-

2.2 Pregled aktivnosti Državne geodetske uprave na uspostavljanju sustava Aktivnosti Državne geodetske uprave na uspostavljanju sustava CROPOS možemo podijeliti na: aktivnosti vezane uz program PHARE-2005, izradu projekta mreže i natječajne dokumentacije, sudjelovanje u postupku javnog nadmetanja te radove vezane uz pripremu lokacija predviđenih za referentne stanice.

PHARE-2005 program: 1. Prijava projekta: Modernization and Capacity Building of Integrated Land Administration System in Croatia and Harmonization in the Pilot Area - komponenta R3: CROPOS System. 2. Izrada dokumentacije za prija-

Slika 4. Komponente CROPOS sustava

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

stupak javnog nadmetanja: 1. Izrada natječajne dokumentacije, projekta sustava i tehničkih specifikacija sustava (lipanj 2005. – ožujak 2007.). 2. Objava javnog nadmetanja 4. svibnja 2007. 3. Otvaranje ponuda 17. srpnja 2007. 4. Potpis ugovora 28. studenog 2007. Prema potpisanom ugovoru, rok za dovršetak sustava bio je 28. prosinca 2008 godine. Aktivnosti vezane uz uspostavljanje sustava i realizaciju ugovora možemo u osnovi podijeliti na tri dijela: 1. Isporuka mjerne, komunikacijske, računalne i programske opreme (5 mjeseci). 2. Instaliranje mjerne, komunikacijske, računalne i programske opreme na referentnim stanicama, kontrolnom centru i obuka djelatnika koji će raditi na održavanju sustava (4 mjeseca). 3. Testiranje rada sustava (3 mjeseca). Svi radovi predviđeni ugovorom dovršeni su 19 dana prije roka, tako da je sustav pušten u službenu uporabu 9. prosinca 2008.

2.3 Usluge CROPOS sustava CROPOS sustav pruža korisnicima tri usluge koje se međusobno razlikuju po metodi rješenja, točnosti, načinu prijenosa podataka i formatu podataka (Tablica 1): • DPS - diferencijalni pozicijski servis u realnom vremenu – namijenjen za primjenu u geoinformacijskim sustavima, upravljanju prometom, preciznoj navigaciji, zaštiti okoliša, poljoprivredi, šumarstvu i slično. • VPPS - visokoprecizni pozicijski servis u realnom vremenu – namijenjen za primjenu u državnoj izmjeri, katastru, inženjerskoj geodeziji, izmjeri državne granice, hidrografiji i slično. • GPPS - geodetski precizni pozicijski servis - namijenjen za primjenu u

Marjanović M.(2010): CROPOS - hrvatski pozicijski sustav Ekscentar, br. 12, str. 28-34

CROPOS USLUGA

TOČNOST

PRIJENOS PODATAKA

FORMAT PODATAKA

DPS

umreženo rjekodnih mjerenja u realnom vremenu

METODA RJEŠENJA

0,3 – 0,5 m

Wireless Internet (GPRS, UMTS) NTRIP Protocol

RTCM 2.3

VPPS

umreženo rješenje faznih mjerenja u realnom vremenu

0,02 m (2D) 0,04 m (3D)

Wireless Internet (GPRS, UMTS) NTRIP Protocol GSM

RTCM 2.3 RTCM 3.1

GPPS

post-processing

< 0,01 m

Internet (FTP, e-mail)

RINEX RINEX VRS

Tablica 1. Usluge CROPOS sustava

osnovnim geodetskim radovima, znanstvenim i geodinamičkim istraživanjima i slično.

2.4 Administracija i održavanje sustava Za administraciju i održavanje rada CROPOS sustava zadužen je Odjel osnovnih geodetskih radova u Sektoru za državnu izmjeru Državne geodetske uprave. Poslovi administracije i održavanja mogu se podijeliti na: 1. Praćenje rada sustava. 2. Uklanjanje mogućih problema u radu sustava. 3. Nadogradnja sustava: • instalacija novih verzija aplikacija sustava, • instalacija novih verzija firmware-a mjerne opreme. 4. Sigurnosna pohrana podataka. 5. Registracija korisnika. 6. Podrška korisnicima. 7. Obračun troškova korištenja sustava (registracija, mjesečno, godišnje). 8. Izrada izvješća o korištenju sustava. 9. Povezivanje i razmjena podataka. GNSS stanica sa susjednim zemljama. Tijekom 2009. godine sustav je nadograđen kako bi se dodatno unaprijedio rad sustava, osiguralo pouzdano i dugotrajno arhiviranje podataka te poboljšala učinkovitost nadzora i administracije servera sustava. Nadograđene su sljedeće komponente sustava: • aplikacija za obračun i praćenje korištenja usluga sustava, • proširenje diskovnog prostora za pohranu podataka, • ugradnja sustava za backup podataka, • implementacija sustava za daljinski nadzor i upravljanje serverima sustava, • implementacija newslettera za obavještavanje korisnika. Visokom tehnološkom i tehničkom kvalitetom svih komponenti sustava, kao i njegovom administracijom i održavanjem, osiguran je pouzdan rad i dostupnost sustava. U prvoj godini rada sustava, sustav je bio neplanirano nedostupan ukupno 8 sati (prekid internet veze ili nestanak električne energije u kontrolnom centru) tj. dostupnost sustava bila je 99.9%.

>> 3. Referentni okvir CROPOS sustava 3.1 Referentni sustavi u satelitskoj geodeziji Referentni sustavi i njihova definicija važni su za opis putanje gibanja satelita, modeliranje mjerenih veličina te određivanje koordinata točaka na površini Zemlje (Seeger 1993.). Povećanje točnosti mjerenja i određivanja položaja točaka na fizičkoj površini Zemlje pomoću metoda satelitske geodezije dovelo je do potrebe za povećanjem točnosti definiranja referentnih koordinatih sustava. Referentni koordinatni sustavi u satelitskoj geodeziji su po svojoj prirodi globalni i geocentrički jer se sateliti gibaju u odnosu na središte masa Zemlje. Referentni sustav je definicija konstanti, modela i parametara neophodnih za osnovni matematički opis geometrijskih i fizikalnih veličina, dok je referentni okvir realizacija referentnog sustava koju čini određeni broj fizičkih točaka i njihovih koordinata dobivenih mjerenjima, u skladu s definicijom referentnog sustava (Jekeli 2006). Tijekom godina, uslijed razvoja tehnologije, unapređivanja metoda mjerenja satelitske geodezije, povećanjem broja globalnih referentnih točaka i rješenja uključenih u konačno rješenje, realizirano je niz referentnih ITRF okvira (International Terrestrial Reference Frame) koji su u odnosu na prethodnu realizaciju donijeli napredak u pogledu stabilnosti, pouzdanosti i točnosti. Prva realizacija okvira imala je naziv ITRF1988, a najnovija realizacija je ITRF2005. U odnosu na prethodne realizacije ITRF-a koje su određene kombiniranjem pojedinih rješenja metoda satelitske geodezije, dobivenih na temelju niza kontinuiranih podataka mjerenja kroz dugo vremensko razdoblje, ITRF2005 okvir određen je korištenjem tjednih i dnevnih rješenja pojedinih metoda satelitske geodezije. International Terrestrial Reference Frame 2005 (ITRF2005) je realizacija International Terrestrial Reference System (ITRS) za 2005. godinu (Altamimi i dr. 2007).

3.2 Orbita satelita Kako bi se umjetni sateliti u orbiti Zemlje mogli uspješno koristiti, bilo je neophodno razviti modele za opis i definiranje položaja satelita, tj. putanje njiho-

vog gibanja pod utjecajem svih djelujućih sila i uspostaviti odnos položaja satelita i položaja točaka na površini Zemlje u odgovarajućem globalnom koordinatnom sustavu. Značajan doprinos daljnjem razvoju primjene GNSS metode mjerenja za geodetske primjene, bilo je osnivanje IGS službe (International GPS Service for Geodynamics) 1994. godine. IGS služba predstavlja dobrovoljnu suradnju više od 200 organizacija iz više od 80 zemalja. Globalnu IGS mrežu čini oko 400 referentnih GNSS stanica koje registriraju podatke mjerenja i šalju ih IGS centrima za analizu podataka na temelju kojih se računa precizna orbita i korekcije satova satelita. Precizna orbita GNSS satelita jedan je od osnovnih preduvjeta za primjenu te metode mjerenja kod najviših zahtjeva točnosti (Gurtner 1993). Podatke preciznih efemerida i gibanja pola Zemlje računa IGS služba i na raspolaganju su korisnicima putem Interneta 12 dana nakon obavljenih mjerenja (URL-3). Za obradu podataka mjerenja korištena je finalna IGS orbita s pripadajućim podacima za gibanje pola Zemlje.

3.3 Bernese GPS programski sustav Znanstveni program Bernese GPS Software, namijenjen za obradu podataka GNSS mjerenja, razvijen je na Astronomskom institutu Sveučilišta u Bernu (AIUB) pod vodstvom prof. dr. sc. G. Beutlera (Hugentobler i dr. 2005.). Od 1988. godine do danas, razvijeno je osam glavnih verzija programa u cilju praćenja brzog razvoja primjene GNSS tehnologije visoke točnosti. Bernese GPS Software je složen programski sustav za obradu podataka GNSS mjerenja s najvećim zahtjevima točnosti koji svoju primjenu nalazi u znanstvenim istraživanjima, određivanju osnovnih geodetskih mreža, mrežama permanentnih stanica i u svakodnevnoj geodetskoj praksi, kod radova koji zahtijevaju visoku točnost i pouzdanost. Značajke Bernese GPS Software sustava su njegova modularnost, brzina obrade podataka mjerenja, mogućnost prilagodbe potrebama korisnika i detaljan nadzor nad svim parametrima važnim za obradu podataka mjerenja. Program je izrađen za instalaciju i rad na računalima s operacijskim sustavima UNIX i LINUX

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Marjanović M.(2010): CROPOS - hrvatski pozicijski sustav Ekscentar, br. 12, str. 28-34

te MS Windows. Velika prednost i novina verzije programa 5.0 je razvoj novog modula Bernese Processing Engine (BPE) koji omogućava automatiziranu obradu podataka mjerenja što olakšava rad s velikim projektima. Bernese GPS Software sustav čini oko 1200 modula napisanih u Fortran 77/90 i C programskim jezicima. Korisničko sučelje služi za upravljanje s gotovo 100 glavnih programa koji su logički podijeljeni u šest cjelina: • Transfer podataka: pretvaranje podataka iz RINEX formata u Bernese format i obratno, kao i mogućnost uređivanja RINEX datoteka. • Formatiranje podataka: uređivanje datoteka koje sadrže podatke bitne za obradu podataka mjerenja iz datoteka drugih formata (SINEX, ANTEX, itd.). • Orbita: generiranje orbite satelita neovisno o izvornim podacima, računanje precizne orbite, usporedba orbita. • Obrada podataka: obrada podataka kodnih mjerenja, obrada podataka faznih mjerenja, obrada razlika kodnih mjerenja, obrada razlika faznih mjerenja, računanje parametara (koordinate, brzine, troposfera), računanje kombiniranih rješenja. • Simulacija: mogućnost simulacije podataka mjerenja koja se temelje na statističkim podacima. • Pomoćni programi: pregled i uređivanje datoteka s podacima mjerenja u binarnom formatu, pretvaranje datoteka iz binarnog u ASCII format i obratno, uspoređivanje i transformacija koordinata, prikaz reziduala, itd.

3.4 Obrada podataka mjerenja

Obrada podataka mjerenja i izjednačenje koordinata referentnih GNSS stanica CROPOS sustava obavljeno je s Bernese GPS Software Ver. 5.0 (Marjanović i Bašić 2009). Obrada podataka obavljena je u skladu s specifikacijama Tehničke radne grupe EUREF-a koje se koriste za uspostavljanje nacionalnih EUREF mreža (Boucher i Altamimi 2008), uputama za obradu podataka EPN (EUREF Permanent Network) mreže (URL-1) te specifikacijama za korištenje IGS proizvoda (Kouba 2003). Službene koordinate CROPOS referentnih GNSS stanica izračunane su za GPS tjedan 1503. Obrada podataka mjerenja obavljena je u ITRF2005 referentnom okviru i epohi mjerenja, a zatim su koordinate točaka transformirane u ETRF00 (R05). U obradu podataka mjerenja ukupno su uključene 42 točke: 30 CROPOS referentnih GNSS stanica i 12 točaka globalne IGS mreže. Tijekom obrade podataka mjerenja korištena su sva raspoloživa

mjerenja, tj. broj podataka mjerenja nije smanjivan povećavanjem intervala između uzastopnih epoha mjerenja, tako da je za IGS točke korišten interval mjerenja od 30 sekundi, dok je za CROPOS referentne stanice taj interval bio 15 sekundi. Prilikom pripreme podataka mjerenja za obradu posebnu je pozornost bilo potrebno obratiti na GNSS antene i njihove visine, pošto su korištene antene različitih proizvođača. Unos točnog modela antene važan je zbog ispravne primjene modela varijacija faznog centra antene jer, u suprotnom, pogreška određivanja visine točke može biti i 10 cm (Rothacher i dr. 1995). Točke globalne IGS mreže korištene su kao referentne točke (GRAZ, MATE, PENC, WTZR i ZIMM), ali i kao kontrolne točke (BRUS, GOPE, JOZE, KOSG, MEDI, OSJE i POTS) čiji su podaci mjerenja obrađivani na isti način kao i podaci ostalih točaka u svrhu usporedbe EPN rješenja za GPS tjedan 1503 s dobivenim rezultatima. Koordinate referentnih IGS točaka dane su u ITRF2005 okviru, epoha 2000,0, a zatim su tijekom obrade podataka mjerenja koordinate točaka transformirane u epohu mjerenja. Na rezultate obrade podataka GNSS mjerenja utjecaj imaju pojave koje djeluju na signal mjerenja tijekom njegovog puta od antene satelita do antene prijemnika te pojave uzrokovane djelovanjem masa Sunca, Mjeseca i drugih planeta. U Bernese GPS Software sustavu su već sadržani određeni modeli koje je potrebno primijeniti tijekom obrade podataka mjerenja, ali neke je modele potrebno izračunati tijekom same obrade podataka mjerenja ili pripremiti iz drugih izvora te uključiti u obradu: • plimni valovi čvrste Zemlje, • plimni valovi oceana ili tzv. ocean loading (URL-2), • DE200 - Development Ephemerides (URL-3), • ionosfera, • troposfera, • varijacije faznog centra antene. Predobrada podataka mjerenja obuhvaća sve radnje i procese u cilju provjere podataka i uklanjanja loših podataka mjerenja kako bi se obavila priprema za što jednostavnije i uspješnije rješavanje ambiguiteta. Zbog brže obrade, podaci mjerenja se iz RINEX formata pretvaraju u binarni format Bernese GPS Software programa, pri čemu iz svake RINEX datoteke nastaju četiri nove datoteke te se razdvajaju kodna i fazna mjerenja (datoteka zaglavlja kodnih mjerenja, datoteka kodnih mjerenja, datoteka zaglavlja faznih mjerenja, datoteka faznih mjerenja). Provjera

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

podataka mjerenja razdvaja se na provjeru kodnih mjerenja i provjeru faznih mjerenja. Osnovni cilj provjere kodnih mjerenja je usklađivanje sata prijemnika s GPS vremenom, dok je kod faznih mjerenja to traženje i uklanjanje cycle slip. Odrediti ambiguitete znači pridružiti njihovim realnim vrijednostima točne cjelobrojne vrijednosti. U prvom koraku se nepoznati broj punih valnih duljina u jednadžbama mjerenja, tzv. inicijalni fazni ambiguiteti, određuju kao realni brojevi, a zatim u drugom koraku, kao cijeli brojevi. Određivanje ambiguiteta značajno smanjuje broj nepoznanica, što je vrlo bitno kod obrade velikog broja mjerenih točaka kroz dulje vremensko razdoblje, a na taj način rješenje postaje stabilnije i pouzdanije (Mervart 1995). Uspješnost određivanja ambiguiteta ovisi o kvaliteti samih mjerenja, tj. o broju cycle slip-ova, utjecaju multipatha, utjecaju ionosfere, broju mjerenja, tj. duljini sesije mjerenja, kao i duljini bazisne linije za koju se određuju ambiguiteti. Nakon dovršetka obrade svih bazisnih linija jedne sesije i rješavanja ambiguiteta, obrada podataka se nastavlja računanjem dnevnih rješenja programom GPSEST, tj. računanjem rješenja jedne sesije mjerenja kako bi se pripremile datoteke normalnih jednadžbi koje se kasnije koriste za računanje konačnog rješenja. Za svaku sesiju mjerenja odaberu se sve bazisne linije te koristeći L3 linearnu kombinaciju mjerenja i riješene L1 i L2 ambiguitete iz prethodnog koraka, bez čvrstog vezanja za referentne IGS točke, nego se računa tzv. slobodno rješenje s apriori standardnim odstupanjem za njihove koordinate 0, 001 m.

3.5 Računanje konačnog rješenja Za GPS tjedan 1503 izračunato je konačno rješenje korištenjem pripremljenih datoteka normalnih jednadžbi dnevnih rješenja programom ADDNEQ2. Kod izjednačenja korištene su koordinate referentnih IGS točaka Graz, Matera, Penc, Wettzell i Zimmerwald. Koordinate referentnih točaka treba uvijek preračunati iz referentne epohe u epohu mjerenja korištenjem brzina ili godišnjih promjena koordinata. Ovakav pristup osigurava dosljednost s IGS orbitom satelita i referentnim ITRF okvirom. Formalna standardna odstupanja izjednačenja mjerenja programom ADDNEQ2 su daleko bolja od realne točnosti određivanja koordinata (od 0,1 do 0,3 mm). Uzrok tako malih standardnih odstupanja je izuzetno velik broj podataka mjerenja i činjenica da njihove uzastopne vrijednosti nisu potpuno neovisne. Koordinate točaka koje su određene u dnevnim

Marjanović M.(2010): CROPOS - hrvatski pozicijski sustav Ekscentar, br. 12, str. 28-34

rješenjima su neovisne jedne od drugih te stoga standardna odstupanja dobivena na temelju usporedbe dnevnih rješenja daju realniju ocjenu točnosti određivanja koordinata točaka (Slika 5). Kao što se vidi iz slike 5, položajna standardna odstupanja dobivena na temelju usporedbe dnevnih rješenja su gotovo kod svih točaka oko 2 mm, dok su standardna odstupanja visina bolja od 5 mm.

Slika 5. Standardna odstupanja usporedbe dnevnih rješenja – GPS tjedan 1503

3.6 Usporedba koordinata kontrolnih IGS točaka s EPN rješenjem U obradu podataka mjerenja su, osim referentnih IGS točaka, uključene i kontrolne IGS točke čiji su podaci mjerenja obrađivani na isti način kao i podaci ostalih točaka. Kontrolne IGS točke koristile su se za provjeru svih koraka obrade podataka mjerenja i konačnog računanja koordinata referentnih GNSS stanica CROPOS mreže, na temelju usporedbe s rješenjem EPN mreže za GPS tjedan 1503 s dobivenim rezultatima (Slika 6). Kao što se vidi iz slike 6, vrijednosti razlika koordinata kontrolnih IGS točaka su malog reda veličine, pri čemu treba obratiti pozornost posebno na razlike točke OSJE koja se nalazi na području CROPOS mreže, što je neovisna kontrola da je obrada podataka dobro obavljena i da stanice CROPOS mreže čine dio globalnog referentnog okvira.

Slika 6. Usporedba koordinata kontrolnih IGS točaka – GPS tjedan 1503

>> 4. Registracija korisnika i korištenje sustava Usluge CROPOS sustava dostupne su isključivo registriranim korisnicima koji u tu svrhu podnose zahtjev za registraciju Državnoj geodetskoj upravi, u kojem navode podatke o tvrtki, vrstu usluge i broj

licenci, kao i izjavu o prihvaćanju općih uvjeta korištenja usluga sustava. Na temelju podataka u zahtjevu za registraciju, korisnik dobiva za svaku pojedinu uslugu korisničko ime i lozinku, pomoću kojih mu je omogućen pristup sustavu te upute za pristup sustavu, tj. parametre za podešavanje mjernog uređaja. Jednim korisničkim imenom i lozinkom korisnici mogu istovremeno pristupiti sustavu samo s jednim mjernim uređajem. Usluge sustava naplaćuju se korisnicima prema Pravilniku o određivanju visine stvarnih troškova uporabe podataka državne izmjere i katastra nekretnina („Narodne novine“, br. 148/2008, Tablica 2). Prilikom registracije korisnik plaća jednokratnu naknadu od 300.00 kn. Od 9. prosinca 2008. godine do 31. prosinca 2009. godine registrirane su 252 tvrtke (Slika 7) s ukupno 654 korisnika (Slika 8). Kao što se vidi iz slika 7 i 8, broj registriranih tvrtki i korisnika kontinuirano raste, što je pokazatelj da je sustav odlično prihvaćen od strane geodetskih stručnjaka. Razlozi zbog kojih je broj registriranih tvrtki i korisnika vrlo brzo rastao mogu biti podijeljeni u četiri skupine: 1. Ekonomičnost a. smanjenje broja prijamnika potrebnih za obavljanje mjerenja b. skraćenje potrebnog vremena za obavljanje mjerenja c. cjenovni model korištenja usluga sustava

USLUGA

JEDINICA NAPLATE

CIJENA

CROPOS - DPS

1 godina*

1.000,00 kn

CROPOS - VPPS

1 minuta 1 godina

0,35 kn 5.000,00 kn

CROPOS - GPPS

1 minuta**

0,50 kn

* Usluga se naplaćuje isključivo godišnje ** Usluga se naplaćuje isključivo minutno

Tablica 2. Cijene korištenja CROPOS sustava

Slika 7. Broj registriranih tvrtki (prosinac 2008. – prosinac 2009.)

Slika 8. Broj korisnika pojedinog servisa (prosinac 2008. – prosinac 2009.)

2. Točnost a. jedinstvena točnost određivanja koordinata točaka na cijelom području države b. homogenost mjerenja na cijelom području države 3. Pouzdanost rada sustava a. visoka tehnološka i tehnička kvaliteta sustava b. dostupnost sustava

Slika 9. Korištenje sustava – VPPS usluga (prosinac ‘08 – prosinac ‘09)

4. Povjerenje korisnika a. projektiranje, uspostavljanje i puštanje sustava u službenu uporabu – pridržavanje planiranih rokova b. informiranje i podrška korisnika S brojem registriranih tvrtki i korisnika stalno se povećavao ukupni broj minuta mjesečnog korištenja sustava. Ukupno korištenje VPPS usluge (RTK u realnom vremenu) u razdoblju od prosinca 2008. godine do prosinca 2009. godine bilo je 3.396.932 minuta (Slika 9), a GPPS usluge (naknadna obrada) 854.700 minuta (Slika 10).

Slika 10. Korištenje sustava – GPPS usluga (prosinac ‘08 – prosinac ‘09)

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Marjanović M.(2010): CROPOS - hrvatski pozicijski sustav Ekscentar, br. 12, str. 28-34

>> 5. Informiranje korisnika U okviru projekta »Integrated Land Administration System« PHARE-2005 programa Europske unije – komponenta R1, obavljeno je niz aktivnosti koje su imale za cilj informirati korisnike o CROPOS sustavu, njegovim karakteristikama, mogućnostima i načinima primjene u svakodnevnom radu te je izrađeno: • CROPOS letak, • CROPOS brošura, • web stranica: www.cropos.hr, www.cropos.eu, • informativne radionice (Rijeka, Split, Zagreb, Vinkovci) na kojima je sudjelovalo više od 800 sudionika, • CROPOS – priručnik za korisnike (Marjanović i Link 2009.), • CROPOS video. U lipnju 2009. godine organizirana je u Zagrebu prva CROPOS konferencija s ciljem informiranja korisnika o radu CROPOS sustava, kao i međusobne razmjene iskustava samih korisnika sustava. Također, tijekom 2009. godine, implementiran je u okviru web stranice CROPOS-a, sustav newslettera za obavještavanje korisnika.

>> 6. Buduće aktivnosti

Sredinom 2005. godine započeo je znanstveno-stručni projekt u suradnji Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu i Državne geodetske uprave koji je imao za cilj definirati postupak transformacije između starog i novog geodetskog datuma (Bašić i dr. 2006.). Nakon definiranja i izrade transformacijskog modela i prikupljanja podataka o identičnim točkama u oba koordinatna sustava, utvrđeno je da je broj identičnih točaka nedovoljan te da su točke neravnomjerno raspoređene na području države pa je trebalo obaviti dodatna terenska mjerenja. Uspostavljanje CROPOS sustava omogućilo je brzo i ekonomično GNSS mjerenje trignonometrijskih točaka u svrhu povećanja broja identičnih točaka za izradu jedinstvenog transformacijskog modela HTRS96/ HDKS, tako da je obavljeno mjerenje na dodatne 2994 trigonometrijske točke (Marjanović i dr. 2009.). U Bazu podataka stalnih točaka geodetske osnove unesene su i vrijednosti koordinata trigonometrijskih točaka koje su određene GNSS metodom mjerenja u okviru izvođenja radova katastarskih izmjera i izmjera poljoprivrednog zemljišta, tako da je ukupan broj identičnih točaka korišten za izradu novog jedinstvenog transformacijskog modela 5200 (Bašić 2009.). Cilj projekta je dovršetak jedinstvenog transformacijskog modela Republike Hrvatske i njegova implementacija u

CROPOS sustav tijekom 2010. godine, čime će biti omogućeno korisnicima na terenu obavljanje transformacije koordinata iz novog u stari geodetski datum u realnom vremenu.

>> 7. Zaključak Uspostavom CROPOS sustava učinjen je značajan tehnološki iskorak čime je omogućena primjena suvremenih metoda mjerenja u rješavanju svakodnevnih geodetskih zadaća. Koordinate CROPOS referentnih GNSS stanica određene su s visokom točnosti, što pokazuje i srednje standardno odstupanje koordinata referentnih stanica dobiveno na temelju usporedbe sedam dnevnih rješenja i zajedničkog izjednačenja koje iznose σϕ = 1.2 mm, σλ = 1.1 mm i σh = 3.4 mm. Vrijednosti srednjeg standardnog odstupanja mjerenih točaka koje su dobivene na temelju usporedbe dnevnih rješenja za visinsku komponentu su nešto veće od vrijednosti za horizontalnu komponentu, što je i očekivano, pošto je točnost određivanja elipsoidnih visina točaka GNSS metodom mjerenja približno tri puta slabija nego određivanje horizontalnog položaja točke. Usporedba rezultata obrade podataka kontrolnih IGS točaka s rješenjem EPN mreže ukazuje da je obrada podataka dobro obavljena i da stanice CROPOS mreže čine dio globalnog referentnog okvira. Uspostavljanje CROPOS sustava i prva godina njegovog rada pokazuju njegovu opravdanost i značajan doprinos Državne geodetske uprave u geodetskom, informacijsko-komunikacijskom i gospodarskom razvoju Republike Hrvatske.

>> Literatura »» Altamimi, Z., Collilieux, X., Legrand, J., Garayt, B., Boucher, C. (2007): ITRF2005: A new release of the International Terrestrial Reference Frame based on the time series of station positions and Earth Orientation Parameters, Journal of Geophysical Research Vol. 112, 2007. »» Bašić, T., Šljivarić, M., Buble, G. (2006): Jedinstveni transformacijski model HTRS96/HDKS, Izvješća o znanstveno-stručnim projektima 2004.2005. godine, Državna geodetska uprava, 2006. »» Bašić, T. (2009): Jedinstveni transformacijski model i novi model geoida Republike Hrvatske, Izvješća o znanstveno-stručnim projektima 2006.-2008. godine, Državna geodetska uprava, 2009. »» Boucher, C., Altamimi, Z. (2008): Specifications for reference frame fixing in the analysis of a EUREF GPS

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

campaigns, IERS Memo Version 7., Observatoire de Paris, 2008. »» Gurtner, W. (1993): The use of IGS Products for Densifications of Regional/ Local Networks, Report on the Symposium of the IAG Subcommission for the European Reference Frame EUREF in Budapest, 17-19 May 1993, Muenchen, 1993. »» Hugentobler, U., Dach, R., Fridez, P., Gurtner, W., Habrich, H., Ineichen, D., Jaeggi, P., Meindl, M., Mervart, L., Rothacher, M., Schaer, R., Schmid, T., Springer, T., Steigenberger, P., Svehla, D., Thaller, C., Urschl, C., Weber, R. (2005): Bernese GPS Software Version 5.0, Bern, 2005. »» Jekeli, C. (2006): Geometric Reference Systems in Geodesy, Ohio State University, 2006. »» Kouba, J. (2003): A guide to using International GPS Service (IGS) Products, Geodetic Survey Division, Natural Resources Canada, 2003. »» Marjanović, M., Link, H.-P. (2009): CROPOS – Priručnik za korisnike, Državna geodetska uprava Republike Hrvatske, ISBN: 978-953-293-100-6, Zagreb, 2009. »» Marjanović, M., Premužić, M., Slevka, B. (2009): GNSS mjerenja točaka trigonometrijske mreže u svrhu izrade jedinstvenog transformacijskog modela, 1. CROPOS konferencija, Zbornik radova, 8.-9. lipnja 2009. god., Zagreb. »» Marjanović, M., Bašić, T. (2009): CROPOS – referentni okvir, II. Simpozij ovlaštenih inženjera geodezija, Zbornik radova, 23.-25. listopada 2009. god., Opatija. »» Mervart, L. (1995): Ambiguity Resolution Techniques in Geodetic and Geodynamic Applications of the Global Positioning System, PhD Thesis, Astronomisches Institut Universitaet Bern, 1995. »» Pravilniku o određivanju visine stvarnih troškova uporabe podataka državne izmjere i katastra nekretnina, „Narodne novine“, br. 148/2008. »» Rothacher, M., Schaer, S., Mervart, L., Beutler, G. (1995): Determination of Antenna Phase Center Variations Using GPS Data, Proceedings of the IGS Workshop in Potsdam on Special Topics and New Directions, May 15-17, 1995, Potsdam. »» Seeber, G. (1993): Satellite Geodesy, Walter de Gruyter, Berlin-New York, 1993. »» URL-1: http://www.epncb.oma.be. »» URL-2: http://www.oso.chalmers. se/~loading/. »» URL-3: http://igscb.jpl.nasa.gov. E

Baričević L., Vranković S. , Maganić J. (2010): GNSS sustavi u regiji Ekscentar, br. 12, str. 35-39

TEMA BROJA

GNSS SUSTAVI U REGIJI » Lucija Baričević » Stipe Vranković » Jakov Maganić

SAŽETAK. Korištenje modernih tehnologija, danas, nameće društvu potrebu za uspostavu novih, efikasnih i sofisticiranih sustava za pozicioniranje i navigaciju. Republika Hrvatska je ostvarenjem sustava CROPOS podržala, pojednostavila i unaprijedila procese brojnih djelatnosti u državi. Primjeri ovakvih sustava u Europi su brojni, no vodilja razvoju našeg referentnog sustava je njemački sustav SAPOS. Razvitkom CROPOS-a uspostavljeni su i dogovori sa GNSS sustavima susjednih zemalja: slovenskim SIGNAL-om, crnogorskim MontePOS-om i mađarskim GNSnet.hu-om, koji se očituju u međusobnoj razmjeni podataka s referentnih stanica. Objašnjenje, koncept, tipovi usluga, cijene korištenja usluge te korisnički segment svakog od tih sustava sadržani su u ovom radu. KLJUČNE RIJEČI: CROPOS, SAPOS, MontePOS, SIGNAL, GNSSnet.hu, GNSS sustavi i servisi, GPS, GSM, GPRS

>> 1. Uvod Sustavi za pozicioniranje i navigaciju danas predstavljaju nezaobilazan dio svakidašnjice u širokom spektru najraznovrsnijih djelatnosti. Istraživanjima je dokazano da se 80% svih političkih odluka temelji na prostornim informacijama. One su, dakle, jedan od ključnih faktora za razvoj gradova i regija, podržavaju upravljanje prometa, vodova i sigurnosnih službi, omogućuju različita znanstvena istraživanja te igraju važnu ulogu u proučavanju klimatskih promjena i zaštiti okoliša. Zato je važno pravovremeno osigurati kvalitetne i učinkovite prostorne podatke. Brojne su svjetske i europske zemlje shvatile važnost ovakvih sustava i uvidjele prednosti koje oni donose. Tako se Republika Hrvatska, 9. prosinca 2008. godine, službeno priključila svim modernim državama koje koriste i razvijaju ove napredne tehnologije rada. U razvoju i implementaciji ovog projekta Hrvatska je imala uzora u jednoj od najranije uspostavljenih takvih sustava u Europi. Radi se o Satelitskom Pozicijskom Servisu Republike Njemačke, SAPOS-u. Primjere razvoja i korištenja GNSS su-

stava za pozicioniranje i navigaciju nalazimo i u našim zemljama susjedima s kojima danas u svrhu neometanog funkcioniranja obostranih mreža, međusobno razmjenjujemo podatke stalnih GNSS (Global Navigation Satellite System) stanica. To su, Mađarska sa službenim sustavom GNSSnet. hu, Slovenija sa nacionalnom mrežom pod nazivom SIGNAL te Crna Gora sa svojim MontePOS-om. Iako su svi ovi sustavi utemeljeni na vrlo sličnim principima, svaki od njih razvijen je na drugačiji način, ovisno o mogućnostima, potrebama i htijenjima pojedine države. U daljnjem tekstu nalaze se glavne karakteristike svih navedenih ‘susjednih’ sustava referentnih stanica i njihovih servisa te njihova povezanost sa sustavom CROPOS. Servis

EPS

HEPS

GPPS

Format

>> 2. SAPOS 2.1 KONCEPT SUSTAVA Težnja da se u geodetskoj praksi ostvari bolja točnost, pouzdanost i kvaliteta mjerenih podatka uz minimalnu potrošnju materijalnih sredstava dovela je do koncepta umreženih referentnih GNSS stanica. U Njemačkoj pokrajini Sachsen Anhalt godine 1995. po prvi puta je uveden koncept stalnih, neumreženih, GPS referentnih stanica koje su se u narednim godinama razvijale. Rezultat toga je SAPOS, služba od 250 umreženih stanica na području Njemačke. SAPOS (Satellite Positioning Service of the German State Survey) omogućava dobivanje koordinata točaka u realnom vremenu s horizontalnom točnošću od približno 2 cm i vertikalnom

Medij

Točnost

Jedinica

Troškovi korištenja

UKW/LW

1-3 m

otpada

Jedanput pri kupovini uređaja

2 m – valna duljina

1-3 m

1 god.

150 €

2 m – valna duljina

h.1-3 cm, v. 2-5 cm

1 min.

0.10 €

GSM

h.1-3 cm, v. 2-5 cm

1 min.

0.10 €

Telefon/internet

h. <=1 cm, v. 1-2 cm

1 min.

0.20 €

RTCM 2.0

RTCM 2.3

RINEX 2.1

Tablica 1. Karakteristike SAPOS-ovog servisa

Lucija Baričević, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: lbaricevic@geof.hr Stipe Vranković, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: svrankovic@geof.hr Jakov Maganić, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: jmaganic@geof.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Baričević L., Vranković S. , Maganić J. (2010): GNSS sustavi u regiji Ekscentar, br. 12, str. 35-39

točnošću od približno 3 cm na bilo kojem dijelu Njemačke. Razvoj SAPOS sustava direktno se odrazio na razvoj CROPOS sustava jer se na sličan način razvijao CROPOS sustav. Od 1. siječnja 2004. godine SAPOS se sastoji od multifunkcionalnih, umreženih referentnih stanica s homogenim koordinatama u ETRS89 sustavu. Izgradnja SAPOS-a trajala je oko 9 godina. Na slici 1 prikazan je aktualni status s približno 250 umreženih referentnih stanica.

Slika 1. Referentne stanice SAPOS-ovog servisa

2.2 TIPOVI USLUGA – SERVISI SAPOS nudi 3 servisa: EPS, HEPS, GPPS koji se razlikuju po točnosti, načinu obrade podataka mjerenja, medijima za prijenos podataka, korekcijskim parametrima te cijeni. Karakteristike pojedinih servisa prikazane su u tablici 1.

2.3 KORISNIČKI SEGMENT

Zbog razvitka gospodarstva, prometa, osiguravanja javne sigurnosti, šumarstva, zaštite klime i okoliša osigurava se infrastruktura za pozicioniranje, određivanje apsolutnih koordinata te navigaciju. Zbog tog razvitka servis SAPOS-a se implementirao u sve grane današnjeg društva: • geodeziju (sve zadaće izmjere, inženjerskoj geodeziji, svim vrstama katastra, izmjeri državnih granica), • znanstvena i geodinamička istraživanja, • formiranje i upotpunu GIS sustava, • aerofotogrametriju i lasersko snimanje terena, • hidrografiju (pri izmjeri rijeka, obala i mora), • sigurnosne službe (policija, vatrogasci, službe spašavanja), • poljoprivredu i šumarstvo, • službe vodova i prometnica (naftovod, struja, plin, željeznice, ceste...), • navigaciju i planiranje ruta, • javno upravljanje prometom, • menadžmentu katastrofa, • zaštitu okoliša,

• istraživanje klime i prognoza vremena, • zrakoplovstvu, • ribarstvu, • svrhe obrane države, • ... SAPOS se koristi svugdje gdje se zahtijevaju podaci o položaju i navigaciji pri zahtijevanoj točnosti.

referentnih stanica (VRS). Virtualne referentne stanice SIGNAL stvori u blizinu korisnika sustava. One omogućuju korištenje RTK tehnologije na udaljenostima između pokretne i referentnih stanica do 50 km (Medved 2009).

3.2 HARDVER & SOFTVER Prijamnici: • Leica, • Trimble.

>> 3. SIGNAL 3.1 ŠTO JE SIGNAL? SIGNAL (SlovenIja-Geodezija-NAvigacija-Lokacija) je konstantno operabilna slovenska nacionalna mreža referentnih GPS stanica. Mreža je osnova za državnu geoinformacijsku infrastrukturu, osnovnu infrastrukturu za pozicioniranje u novom državnom koordinatnom sustavu ESRS. Vlasnik SIGNAL sustava je Geodetska uprava Republike Slovenije, a za njega je odgovorna Služba za GPS na Geodetskom institutu Slovenije. Služba se bavi održavanjem sustava i potporom korisnicima sustava. Glavni cilj sustava je omogućiti pozicioniranje i navigaciju u realnom vremenu te pozicioniranje nakon naknadne obrade podataka na području cijelog nacionalnog teritorija. SIGNAL dokazuje da Slovenija prati moderne trendove i u geodeziji te uporabu satelitskog pozicioniranja i navigacije izdiže na višu razinu. SIGNAL je državna mreža koja se sastoji od 15 referentnih GPS stanica (slika 2). Mreža je bila u fazi izrade od 2000. do 2006. godine, kad je službeno postala funkcionalna. Petnaest stanica je raspoređeno po cijelom teritoriju Republike Slovenije na međusobnim udaljenostima do 70 km. Zanimljivost je uključenost ljubljanske stanice u EUREF (EPN), a stanice u Kopru u Eseas (European Sea Level Service). Slovenija koristi i podatke sa sedam referentnih stanica u Republici Hrvatskoj, 5 APOS stanica u Austriji i jedne stanice u Mađarskoj. Da bi se mogao koristiti GNSS sustav SIGNAL potrebno je biti registrirani korisnik samog sustava i posjedovati adekvatnu opremu (odgovarajući GPS prijamnik i GPRS ili GSM modem). Signal omogućuje primjenu tehnika Virtualnih

Slika 2. Referentne stanice SIGNAL sustava

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Glavni server – Trimbe GPSNet

Distribucijski serveri: • GPSWeb - SIGNAL home page, • GPServer - RINEX data (post proc.), • GPServer - Virtual RINEX data (post proc.), • NTRIP - Caster RTCM data (real - time).

3.3 TIPOVI USLUGA (SERVISI) a) Real-time • Bez korištenja mreže možemo ostvariti točnost 5-15 m, • Korištenjem jedne referentne stanice možemo ostvariti točnost 2-3 cm, ako se pokretna stanica nalazi u radijusu 20 km od referentne, • Korištenjem VRS tehnologije možemo ostvariti točnost 2-3 cm. Servis

Postotak korištenja

VRS

83%

Jedna stanica

15%

DGPS

Tablica 2. Postotak korištenja servisa SIGNAL sustava

b) Post-procesing • korištenjem RINEX podataka možemo ostvariti točnost ispod cm.

3.4 KORISNICI SUSTAVA SIGNAL sustav omogućuje pristup podacima 24 sata sedam dana u tjednu ako ste registrirani korisnici i to besplatno (za sada). Broj korisnika: • 2004: 30-ak korisnika, • 2009: 400 registriranih korisnika (250+ aktivnih), • 250 geodetskih kompanija, • 600 registriranih opažača. Struktura korisnika: • 80% opažača iz geodetskih kompanija, 20% ministarstva, fakulteti, strani korisnici, SMA itd.

Baričević L., Vranković S. , Maganić J. (2010): GNSS sustavi u regiji Ekscentar, br. 12, str. 35-39

>> 4. MontePOS

Sustav od devet stanica je realiziran 2005. godine, a 2007. godine sve stanice su bile opremljene GPS i GLONASS prijamnicima i antenama. Crna Gora koristi i podatke s dvije stanice koje su smještene u Republici Hrvatskoj (Dubrovnik i Blato). Sustavom se upravlja iz Glavnog kontrolnog centra. Da bi sustav mogli koristiti, osim što moraju biti registrirani kod Uprave za nekretnine, korisnici moraju posjedovati i adekvatnu opremu (odgovarajući GNSS prijamnik i i GSM ili GPRS modem).

4.1 ŠTO JE MontePOS? Prateći moderne trendove satelitskog pozicioniranja Crna Gora je razvila sustav MontePOS (Montenegro Positioning System). To je državna mreža referentnih GNSS stanica raspoređenih po teritoriju cijele države. Uprava za nekretnine Crne Gore je odgovorna za sustav. Cilj samog sustava je omogućiti pozicioniranje i navigaciju u realnom vremenu te GNSS pozicioniranje poslije naknadne obrade na čitavom području države. MontePOS omogućuje precizno, pouzdano i homogeno pozicioniranje i navigaciju s točnošću ovisnom o servisu koji koristimo te predstavlja još jedan napredak Crne Gore u znanstvenom, tehničkom i ekonomskom pogledu, zato i postoji značajan broj trenutnih i potencijalnih korisnika kojima je sustav zanimljiv. MontePOS se sastoji od devet referentnih GNSS stanica (Slika 3) koje su kontinuirano operabilne i nalaze se na međusobnoj udaljenosti od 35 km do 60 km s ciljem da pokriju područje cijele države.

Komponente sustava: Hardver: • prijemnici: Leica GRX1200Pro GG, • antene: Leica AT504 GG, • server za obradu GNSS podataka, • server za distribuciju korekcijskih parametara korisnicima. Softver: • Leica GNSS Spider,

4.2 TIPOVI USLUGA (SERVISI) MontePOS je svojim korisnicima stavio na raspolaganje tri tipa servisa čije su

Slika 3. Mreža referentnih MontePOS stanica

karakteristike prikazane u tablici 3, (Femić, 2009). Servisi podržavaju rad na svim tipovima GNSS opreme, neovisno koje su generacije (stari i novi prijamnici) i kojeg su tipa. Podacima se može pristupiti svim modernim tehnologijama (GSM, GPRS, Internet, ...) ovisno o servisu kojeg koristimo.

4.3 KORISNICI SUSTAVA Sustav pruža široku lepezu uporabljivosti u svim granama društva od onih gdje se traži manja točnost (poljoprivreda, šumarstvo, transport i sl.) do visokopreciznih radova (inženjerska geodezija, izmjera stalnih geodetskih točaka, katastar, znanstvena i geodinamička istraživanja, i sl.). MontePOS koriste Uprava za nekretnine, privatne geodetske i građevinske organizacije, Seizmološki zavod Crne Gore, itd. Ne iznenađuje zato ni uporaba sustava na jednom od kapitalnih projekata Crne Gore: Autocesta Bar – Boljari (Slika 5).

Slika 4. Komponente sustava

Servisi

Točnost

Format

Tip korekcije

DGPS

0,3 - 1 m

RTCM v3, v2

MAX, iMAX, najbliža stanica, Single Site

RTK

< 2 cm

RTCM v3, v2, Leica, ...

MAX, iMAX, najbliža stanica, Single Site

PPS

< 1 cm

Rinex, Leica

Interval registracije 1s, 2s, 5s... (do 20 Hz)

Tablica 3. Karakteristike servisa MontePOS sustava Cjenik - cijene vrijede za jedan GPS prijamnik Paket

RTK

DGPS

1 dan

20 €

10 €

7 dana

100 €

50 €

1 mjesec

300 €

150 €

3 mjeseca

750 €

375 €

6 mjeseci

1.300 €

650 €

12 mjeseci

2.000 €

1.000 €

Tablica 4. Cijene usluga MontePOS sustava

Slika 5. Autocesta Bar – Boljari List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Baričević L., Vranković S. , Maganić J. (2010): GNSS sustavi u regiji Ekscentar, br. 12, str. 35-39

flat rate

Real - time (neto cijene)

po minuti

DGNSS RTK, Network RTK

30 dana

60 dana

365 dana

0,01 €

35 €

135 €

270 €

0,04 €

135 €

400 €

1100 €

Tablica 7. Cijene usluga servisa u realnom vremenu

5.1 ŠTO JE GNSSnet.hu? GNSSnet.hu je službena mreža referentnih GNSS stanica Republike Mađarske. Ostvarena je radom Instituta za geodeziju, kartografiju i daljinska istraživanja (FÖMI) koji je odgovoran za sve službene djelatnosti na području upravljanja zemljom, geodezije i kartiranja u Republici Mađarskoj. Uspostava GNSSnet.hu sustava za pozicioniranje i navigaciju omogućila je njegovim korisnicima jednostavnije, brže i isplativije obavljanje poslova na terenu koje nije vremenski i prostorno ograničeno, a koje uključuje pružanje korekcijskih parametara kojima se postiže submetarska ili subcentimetarska točnost određivanja položaja, ovisno o tipu usluge. Implementacijom ovog sustava Mađarska se pridružila krugu zemalja koje koriste najmodernije GNSS tehnologije, a posebno u geodetskoj domeni ova je infrastruktura postala visoko učinkovita i gotovo nezamjenjiva u svakodnevnoj djelatnosti. Institut za geodeziju, kartografiju i daljinska istraživanja (FÖMI) se 2002. godine uključuje u EUPOS projekt (European Position Determination System) te aktivno započinje njegovo ostvarenje na nacionalnoj razini. Unutar djelatnosti SGO-a (Satellite Geodetic Observatory) u mjestu Penc nedaleko od Budimpešte, pod okriljem FÖMI-a, 2004. godine uspostavljen je GNSS Servisni Centar čija je osnovna zadaća uspostava, održavanje i razvoj mreže GNSS (Horváth 2009).

5.2 KONCEPT SUSTAVA

Sustav se sastoji od 35 referentnih GNSS stanica na državnom teritoriju Republike Mađarske i 19 stanica koje se nalaze na prostorima susjednih zemalja s kojima su potpisani ugovori o međusobnoj razmjeni podataka. U Hrvatskoj se nalaze četiri takve stanice (Bjelovar, Slatina, Čakovec i Valpovo), u Srbiji i u Rumunjskoj po tri stanice, u Sloveniji jedna, u Austriji

1-4

5-14

≥ 15

RINEX

0,07 €

0,05 €

0,03 €

Virtual RINEX

0,08 €

0,06 €

0,04 €

Tablica 8. Cijene usluga post-processing servisa

Slika 6. Mreža referentnih stanica GNSSnet.hu sustava

>> 5. GNSSnet.hu

intervali

Post-procesing (neto cijene, po minuti)

dvije i u Slovačkoj šest stanica. Stoga u konačnici konfiguraciju ovog sustava definiraju 54 referentne stanice koje se nalaze na prosječnoj međusobnoj udaljenosti od oko 59 km, 41 stanica prima signale s GPS i GLONASS satelita, dok je njih nekoliko u mogućnosti primati samo GPS signale. Većina stanica je opremljena Leica GRX1200GGPro prijemnicima te Leica LEIAT504GG_LEIS chokering antenama. Izgled sustava prikazan je na slici 6. U sustavu se nalaze i 2 kontrolne stanice koje su uspostavljene 2009. godine s ciljem kontinuirane kontrole kvalitete servisa u realnom vremenu koje ovaj sustav za pozicioniranje pruža. One su smještene su u Budimpešti i Nyírbátoru. Koordinatni sustav u kojemu su definirane koordinate referentnih stanica je ETRS89, a referentni okvir ETRF2000(R05) za epohu 2007.4 (Horváth 2009). Kontrolni centar je smješten u sjedištu FÖMI-a u Budimpešti i tu se provodi obrada podataka opažanih u realnom vremenu pomoću Geo++ GNSMART softvera koji određuje korekcijske parametre potrebne korisniku za točno određivanje njegovog položaja.

5.3 TIPOVI USLUGA

Post-processing podaci: Post-processing Servis

Točnost

Format

RINEX

subcentimetarska

RINEX v.2.10

subcentimetarska

RINEX v.2.10

Tablica 5. Post-processing servisi

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Mjerenja u realnom vremenu: Post-processing Servis

Točnost

Format

DGNSS

submetarska

RTCM 2.3

RTK

horizontalno < 2cm, vertikalno < 3cm

RTCM 2.3, RTCM 3.1, Trimble CMR

Network RTK

horizontalno < 2cm, vertikalno < 3cm

RTCM 2.3, RTCM 3.1, Trimble CMR

Tablica 6. Real time servisi

DGNSS i RTK servisi računaju korekcijske parametre pomoću jedne stanice i to ih razlikuje od Network RTK servisa koji se služi mrežom stanica. Korekcije koje su korisniku potrebne pri mjerenju u realnom vremenu, prenose se mobilnim telekomunikacijama (GPRS/EDGE/ UMTS/HSDPA) koristeći standardizirani NTRIP protokol.

5.4 Korisnički segment

GNSSnet.hu servisi pružaju dva tipa usluga: post-processing i rješenje mjerenja u realnom vremenu. Osim što se ovi servisi razlikuju po načinu i vremenskoj dostupnosti konačnog proizvoda, pružaju različite točnosti, različito obrađuju mjerenja te koriste različite formate.

Virtual RINEX

Servis RINEX pruža podatke koji se odnose na referentne stanice i oni su uvijek dostupni za posljednjih 30 dana dok Virtual RINEX vežemo uz položaj korisnika. Sve definirane korekcije dostupne su korisnicima putem webservera.

Najveći postotak korisnika ovog sustava u Mađarskoj još uvijek otpada na geodetske stručnjake te poduzeća koja se bave GIS-om. No, GNSS tehnologija je u Mađarskoj našla jednu zanimljivu primjenu i u poljoprivredi gdje je upotrijebljena za precizno automatsko navođenje traktora i kombajna. Sveukupan broj registriranih korisnika obuhvaća 490 kompanija te 640 fizičkih osoba.

5.5 Cijene usluga U tablicama 7 i 8 prikazane su cijene usluga koje GNNSnet.hu pruža korisnicima. (Horváth, 2009).

Baričević L., Vranković S. , Maganić J. (2010): GNSS sustavi u regiji Ekscentar, br. 12, str. 35-39

>> 6. Povezanost GNSS sustava susjednih zemalja sa CROPOS-om Za potrebe neometanog rada sustava na cjelokupnom teritoriju države, Republika Hrvatska je potpisala sporazum o razmjeni podataka stalnih GNSS stanica s Republikom Slovenijom, Republikom Crnom Gorom te Republikom Mađarskom. Potpisom tog sporazuma definiran je način razmjene podataka, što uključuje: međusobnu razmjenu podataka mjerenja, koordinata te kalibracije antena. Određene su i vremenske granice unutar kojih je potrebno izvršiti prijenose podataka do potrebnih kontrolnih centara, vrijeme raspoloživosti rada sustava, formati razmjene podataka i ostale stavke koje osiguravaju kontinuiran rad sustava.

mjenjivati podatke sa Republikom Hrvatskom, Bosna i Hercegovina zato što nema GNSS sustav referentnih stanica dok sa Republikom Srbijom još uvijek nije ostvaren dogovor. Jasno je uočljivo da cjelokupna politička i društvena scena u regiji, kao i stupanj razvijenosti pojedine zemlje, utječe na razvoj modernih GNSS tehnologija. Iz primjene ovih GNSS sustava vidljivo je da je i jedan od nimalo zanemarivih uvjeta za tehnološki napredak održavanje kvalitetne međuljudske suradnje. Slika 8. Zajedničke referentne stanice Hrvatske i Crne Gore

HRVATSKA – MAƉARSKA Mađarske stanice • Baja • Siklos • Barc • Nagykanisza Hrvatske stanice • Valpovo • Slatina • Bjelovar • Čakovec

Slika 7. Zajedničke referentne stanice Hrvatske i Slovenije

HRVATSKA – SLOVENIJA Slovenske stanice • Velika Polana • Ptuj • Brežice • Trebnje • Črnomelj • Ilirska Bistrica • Koper Hrvatske stanice • Čakovec • Zabok • Zagreb • Karlovac • Delnice • Rijeka • Poreč HRVATSKA – CRNA GORA Crnogorske stanice • Nikšić • Tivat Hrvatske stanice • Blato • Dubrovnik

Slika 9. Zajedničke referentne stanice Hrvatske i Mađarske

>> 7. Zaključak Uvidom u razvoj i implementaciju GNSS nacionalnih sustava vidljiv je tehnološki napredak pojedine države, a samim time i regije kojoj ona pripada. Kako bi se ostvarilo kvalitetno funkcioniranje pojedinog sustava za pozicioniranje i navigaciju koje je u mogućnosti pružiti podatke jednake točnosti na svim područjima te države, a posebno onim uz granicu, potrebno se povezati s odgovarajućim referentnim stanicama susjednih država. CROPOS sustav Republike Hrvatske povezuje se sa sustavima triju susjednih zemalja, Slovenije, Mađarske i Crne Gore. Neophodni preduvjeti za uspostavu suradnje dviju država su potpisani dogovori o načinu razmjene podataka stalnih GNSS stanica. Ostale susjedne zemlje nisu bile u mogućnosti raz-

>> Literatura »» Aringer, K. (2009): High Accuracy GNSS Positioning Service SAPOS, 1. CROPOS konferencija – prezentacija, Zagreb. »» Bačić, Ž. (2009): Satelitsko pozicioniranje. Predavanja 1-12, Sveučilište u Zagrebu – Geodetski fakultet. »» Bilajbegović, A., Abicht, G., Bilajbegović, D., Ludwig, O.: SAPOS i budući CROPOS servisi, točnost, pouzdanost i ekonomičnost. »» Bosiljevac, A. (2009): Signing of GNSS reference station data exchange agreement, 1. CROPOS konferencija – prezentacija, Zagreb. »» Femić, P. (2009): Mreža permanentnih GNSS stanica Crne Gore MontePOS, 1. CROPOS konferencija – prezentacija, Zagreb. »» Horváth, T. (2009): The GNSSnet.hu infrastructure and services, 1. CROPOS konferencija – prezentacija, Zagreb. »» Horváth, T. (2009): The Hungarian GNSSnet.hu reference station network and positioning services, 1. CROPOS konferencija – Zbornik radova, Zagreb, pp. 23-28. »» Medved, K. (2009): Slovenian GPS reference stations network SIGNAL, 1. CROPOS konferencija – prezentacija, Zagreb. »» Radovan, D., Medved, K. (2009): SIGNAL – Slovenian permanent GNSS stations network, 1. CROPOS konferencija – Zbornik radova, Zagreb, pp. 29-40. »» URL-1: http://www.cropos.hr/ (01.02.2010.). »» URL-2: http://www.sapos.de / (01.02.2010.). »» URL-3: http://www.gu-signal.si/ (01.02.2010.). »» URL-4: http:// www.gnssnet.hu/ (01.02.2010.). »» URL-5: http://www.sgo.fomi.hu/ (01.02.2010.). »» URL-6: http://www.nekretnine.co.me/ (01.02.2010.). E

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Hećimović Ž., Pavasović M. (2010): CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) Ekscentar, br. 12, str. 40-47

TEMA BROJA

CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) » Željko Hećimović » Marko Pavasović SAŽETAK. U članku je dan pregled koordinatnih sustava, referentnih sustava i referentnih okvira s obzirom na Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRS96). Prikazan je odnos osnovnih referentnih okvira koji se koriste prilikom GNSS mjerenja: geocentrični nebeski (prostorno-fiksni) u kojem su zadane efemeride satelita, terestrički (zemaljski-fiksni, državni) u kojem su zadane koordinate točaka i lokalni astronomski (instrument-fiksni) u kojem se provode mjerenja. Napravljen je osvrt na vremenske promjene koje se javljaju: gibanje točke, vremenske promjene referentnih okvira i transformacijskih parametara. Razmatrane su vremenske promjene koje se javljaju s obzirom na modele gibanja geotektonskih ploča u CROPOS točkama. KLJUČNE RIJEČI: CROPOS, HTRSYY, koordinatni sustav, referentni sustav, referentni okvir

>> 1. Uvod U Republici Hrvatskoj je za novi položajni referentni sustav uveden Hrvatski terestrički referentni sustav za epohu 1995,55 (HTRS96) (NN 110/2004, Bašić 2007). HTRS96 definiran je kao nepromjenjiv i o vremenu neovisan položajni referentni koordinatni sustav. Međutim, Zemlja je dinamičko tijelo koje se mijenja s vremenom te je i referentni sustav podložan promjeni. Da bi referentni sustav prilagodili realnim promjenama, realiziraju se referentni okviri za pojedine epohe. Položaji se mijenjaju s vremenom i ako želimo, na osnovu mjerenja dobivene koordinate dobiti u državnom i vremenski ne promjenjivom referentnom okviru, moramo uzeti u obzir vremenske utjecaje. Pri tome se javljaju pojmovi koordinatni sustav i referentni okvir. Da bismo artikulirali što je koordinatni sustav za HTRS96, što referentni sustav HTRS96, a što referentni okvir za HTRS96, moramo definirati ove pojmove.

>> 2. Koordinatni sustav, referentni sustav i referentni okvir Koordinatni sustav (eng. Coordinate System, nj. Koordinatensystem) je skup matematičkih zakonitosti koje definiraju kako 40

će koordinate biti pridružene točkama. Koordinatnim sustavom definiran je tip koordinatnog sustava (kartezijev, elipsoidni, sferni), njegove dimenzije (1D, 2D, 3D, ili 4D) i osnovne matematičke zakonitosti. On je matematička osnova referentnog sustava. Koordinatni referentni sustav ili referentni sustav (eng. Coordinate Reference System (CRS), njem. Koordinatenbezugssystem) je koordinatni sustav koji je vezan za realni svijet pomoću geodetskog datuma. Za zemaljsko-fiksne referentne sustave problem se najčešće svodi na povezivanje koordinatnog sustava sa Zemljom, definiranjem položaja ishodišta, orijentacija osi i mjerila s obzirom na Zemlju. Koordinatni referentni okvir ili referentni okvir (eng. Reference Frame, njem. Bezugsramen) je realizacija referentnog sustava. Realizacija referentnog sustava ovisi o broju, rasporedu objekata/točaka, tehnikama mjerenja, epohama mjerenja, modelima obrade podataka i slično. Ukoliko za definiranje točke koristimo neovisan položajni i visinski sustav, javlja se pojam složenog referentnog sustava. Složeni referentni koordinatni sustav (eng. Compound Coordinate Reference System, CCRS) definira položaj pomoću dva

neovisna referentna koordinatna sustava. Koordinatni sustavi su međusobno neovisni ako se koordinate iz jednog sustava ne mogu transformirati ili konvertirati u koordinate drugog sustava. Karta je primjer složenog referentnog koordinatnog sustava, gdje je položaj definiran u položajnom referentnom sustavu (npr. novi položajni projekcijski sustav - HTRS96/TM), a visine u visinskom referentnom sustavu (npr. novi visinski referentni sustav - HVRS71). Koordinatni sustavi koje koristi HTRS96 su Geodetic Reference System 1980 (GRS80) nivo-elipsoid, kada položaj predstavljamo u odnosu na elipsoid ili trodimenzionalni (3D) kartezijev koordinatni sustav. Ovo je posljedica definiranja HTRS96 kao realizacije European Terrestrial Reference System 1989 (ETRS89) koji koristi ove koordinatne sustave. Hrvatski terestički referentni sustav 1996 (HTRS96) dobijemo povezivanjem navedenih koordinatnih sustava (GRS80 i 3D kartezijev) s realnim svijetom pomoću geodetskog datuma. Europa je usvojila ETRS89 referentni sustav i definirala ga tako da koincidira s International Terestial Reference System 1989 (ITRS89) u epohi 1989. Na taj način je HTRS96 povezan s realnom Zemljom s obzirom na međunarod-

dr. sc. Željko Hećimović dipl. ing. geod., Hrvatski geodetski institut, Savska 41, 10144 Zagreb, pp19, e-mail: zeljko.hecimovic@cgi.hr Marko Pavasović dipl. ing. geod., Katedra za državnu izmjeru, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: mpavasovic@geof.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Hećimović Ž., Pavasović M. (2010): CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) Ekscentar, br. 12, str. 40-47

ne kriterije definiranja zemaljski-fiksnih referentnih sustava (ITRS): geocentričnost, prostorna orijentacija osi, International System of Units (SI) metar kao jedinična duljina. Glavna razlika između ITRSYY i ETRS89 (HTRS96) referentnih sustava je da su koordinatne osi ETRF89 (HTRS96) fiksne s euroazijskom geotektonskom pločom i gibaju se s njom, a ITRFYY referentni sustavi nisu fiksno vezani za pojedinu geotektonsku ploču, već vremenske promjene uzimaju u obzir primjenom nonet-rotation1 (NNR) uvjeta s obzirom na horizontalna tektonska gibanja duž cijele Zemlje. Hrvatski terestrički referentni okvir 1996 (HTRO96) dobiven je realizacijom referentnog sustava HTRS96, na osnovu 78 točaka premjerenih u CROREF’96 i CRODYN’96 GPS kampanjama u epohi 1995,55 te korištenih referentnih točaka u modelu izjednačenja. Na taj način, europski referentni sustav prilagođen je za područje Hrvatske u epohi 1995,55. CROPOS referentne stanice dane su u ETRF00(R05) referentnom okviru (URL-1), a to je nova realizacija ETRF89 okvira. U svakodnevnom govoru, vrlo često je fluidna granica između pojma referentnog sustava i okvira. Jedan od razloga je i što su ovi pojmovi relativno novijeg datuma. Između novijih referentnih sustava/okvira pravi se jasna distinkcija (npr. ITRSYY/ITRFYY, ETRSYY/ETRFYY i slično). Međutim, za relativno starije referentne sustave/okvire nije uobičajeno da se radi distinkcija. Tako, na primjer, za realizaciju nativnog GPS referentnog sustava World Geodetic System 1984 (WGS84) teško se može naći termin World Geodetic Frame 1984 (WGF84). Međutim, za sve praktične radove i kada u praksi koristimo koordinate, radi se o referentnom okviru.

>> 3. Vremenske skale referentnih okvira Da bi referentni sustav bio definiran, osim položaja, mora biti definirana i vremenska skala. Prilikom definiranja skale vremena, u skladu s teorijom relativnosti, razlikujemo koordinatno vrijeme koje se odnosi na ishodište referentnog sustava i vlastito vrijeme mjernika. Primjena atomskih satova uobičajena je za realizaciju vremenske skale. Satovi realiziraju vlastito vrijeme duž trajektorija njihovog gibanja kroz prostor. Za definiranje skale vremena mogu

se koristiti i signali ekstragalaktičkih objekata. Pulsari titraju vrlo pravilno. Oni definiraju vlastito vrijeme duž trajektorija gibanja njihovog signala (Klioner 1991). Referentni sustav može biti definiran s obzirom na ishodište u geocentru, selenocentru, baricentru, u točki mjerenja, pomičnoj platformi (auto, avion, brod, satelit i slično). Koristi se više vremenskih skala, a najvažnije su: • Međunarodno atomsko vrijeme (eng. International Atomic Time, fr. Temps Atomique International, TAI) je referentno koordinatno vrijeme definirano od Bureau International de l’Heure na osnovu očitanja atomskih satova. TAI je skala koordinatnog vremena definirana u geocentričnom referentnom okviru sa SI sekundom kao jedinicom vremena, a koja je realizirana na rotirajućem geoidu (Karttunen i dr. 2007). • Univerzalno vrijeme (eng. Universal Time, fr. Temps universel, UT1) je vrijeme ovisno o rotaciji Zemlje. Distribuira ga IERS kao razliku UT1-UTC u IERS Bulletins A i B i drugim datotekama s podacima. • Koordinatno univerzalno vrijeme (eng. Coordinated Universal Time, fr. Temps universel coordonné, UTC) dobije se kao razlika cijelog broja prijelaznih sekundi u odnosu na TAI. • Baricentričko koordinatno vrijeme (eng. Barycentric Coordinate Time, fr. Temps-coordonnée barycentrique, TCB) je koordinatno vrijeme u baricentru Solarnog sustava. • Baricentričko dinamičko vrijeme (eng. Barycentric Dynamical Time, TDB) je vremenska skala u odnosu na baricentar Sunčeva sustava, definirana s obzirom na teoriju relativnosti. TDB je linearna transformacija TCB, da bi bila usklađena s TT vremenskom skalom. • Geocentričko koordinatno vrijeme (eng. Geocentric Coordinate Time, fr. Temps-coordonnée géocentrique, TCG) je koordinatno vrijeme u centru masa Zemlje. • Terestričko dinamičko vrijeme (eng. Terrestrial Dynamical Time, fr. Temps Dynamique Barycentrique, TDT) je vremenska skala za prividne geocentrične efemeride definirane International Astronomical Union (IAU) rezolucijom 1979., a 1991. godine je zamijenjen s Terrestrial Time (TT). • Terestričko vrijeme (eng. Terrestrial Time, TT) je vrijeme mjernika. TT je koordinatno vrijeme čija je srednja vremen-

ska skala blizu srednje vremenske skale vlastitog vremena mjernika smještenog na rotacijskom geoidu. Preciznost i stabilnost atomskih satova omogućuju mjerenje relativističkih utjecaja u svakodnevnim aktivnostima 2. Vremenska skala definira se u nacionalnim laboratorijima za definiranje vremena i uglavnom se koriste cezijevi satovi. Stabilnost sata definiramo njegovim odstupanjem od referentnog vremena [ns] i stabilnošću frekvencije u promatranom vremenskom razdoblju [ns/dan]. Cezijum satovi mjere frekvenciju s točnošću od 2 do 3 * 10 -14. To odgovara točnosti od 2 nanosekunde dnevno; odnosno, jedne sekunde u 1.400.000 godina (URL-2). Točniji hidrogen maser satovi imaju stabilnost od 1015, ali u kratkom razdoblju od 10.000 s. Novi standard određivanja skale vremena će definirati ESA-in projekt Atomic Clock Ensemble in Space (ACES), što će biti prva upotreba laserski ohlađenih atomskih satova u svemir. ACES se sastoji od Project d’Horloge Atomique Par Refroidissement d’Atomes En Orbite (PHARAO) atomskog cezijeva sata zasnovan na hlađenju atoma koji će biti uspostavljen na International Space Station (ISS) 2013. godine (Noël 2007.). Očekuje se stabilnost frekvencije od 10 -15 na Zemlji i 10 -16 u orbiti u periodu od pola dana (URL-3).

>> 4. Zadavanje položaja s obzirom na vremenske promjene Koordinate su skup n brojeva koji određuju položaj točke u n-dimenzionalnom prostoru. Točka kao jedan od temeljnih pojmova može se definirati na više načina. Tako je točka prema ISO standardu 0-dimenzonalna geometrijska primitiva koja predstavlja položaj (ISO/DIS 2003., 2007.). U matematici se pod pojmom točke najčešće podrazumijeva bezdimenzionalna veličina definirana svojim koordinatama u zadanom koordinatnom sustavu. U geodeziji se pod točkom podrazumijeva objekt zadan koordinatama, brzinama gibanja (neki autori bi željeli i ubrzanja), njihovom procjenom kvalitete i epohama na koje se odnose u zadanom referentnom okviru. U teoriji relativnosti točka je događaj. Zbog gibanja u prostoru, točka ima jedinstvenu putanju kroz prostor i vrijeme - nikada se ne nalazi dvaput na istom mjestu i opisuje prostornu krivulju koja se naziva svjetska linija. Da bi točka bila definirana u geodeziji, s obzirom na vremenske promjene,

1 - No-net-rotation (NNR) je referentni okvir modela gibanja geotektonskih ploča koji opisuje prosječnu brzinu gibanja globalnog sustava geotektonskih ploča. 2 - Godine 1971. mjereni su relativistički utjecaji na četiri cezijeva atomska sata; na putu oko svijeta u avionu NPL (2005). Prvo su putovali od istoka prema zapadu, a zatim od zapada prema istoku. U smjeru istok-zapad predicirana, računska vrijednost za 14 sati leta na srednjoj visini od 10 km je, zbog slabijeg gravitacijskog polja, iznosila 53 ns (satovi će u slabijem gravitacijskom polju ići brže), a utjecaj zbog gibanja aviona u odnosu na površinu Zemlje je 16,1 ns (satovi koji se gibaju će ići sporije). Oduzimanjem ovih vrijednosti dobiven je konačan iznos od cca. 37,9 ns. Izmjeren je relativistički utjecaj na satove od 38,9 ns. Mjerna nesigurnost, zbog ne stabilnosti satova i mjernog šuma, je procijenjena na ±2 ns. List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Hećimović Ž., Pavasović M. (2010): CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) Ekscentar, br. 12, str. 40-47

treba između ostalog, zadati referentni okvir s epohom njegovog definiranja (npr. HTRO96), epohu na koju se odnose koordinate (npr. HTRO96(2009,4)), referentni okvir i njegovu epohu u kojem su zadane brzine gibanja točke (npr. ITRF05) te epohu na koju se brzine odnose (npr. ITRF05(2008,2)). Ako su koordinate zadane u Hrvatskom terestričkom referentnom okviru 1996 (HTRO96), epoha 2009,4, a brzine u International Terestrial Reference Frame 2005 (ITRF05), epoha 2008,2, definiranje točke prikazano je u tablicama 1a i b. Da bismo mogli na osnovu zadanih brzina računati vremenske promjene položaja, koordinate i brzine moraju biti konzistentno zadane, tj. odnositi se na isti referentni okvir i istu epohu. U gornjem primjeru to nije slučaj, a što je vrlo čest slučaj u praksi. Zbog toga treba provesti transformacije brzina za referentni okvir i epohu da bismo ih mogli koristiti za vremenske transformacije. Da li je potrebno uzimati u obzir epohe koordinata i brzina gibanja točaka kod radova manje točnosti, saznati ćemo ako dobijemo grubu procjenu vremenskog pomicanja točaka. Euroazijska geotektonska ploča ima horizontalno gibanje cca. 3 mm godišnje (ETRF89, HTRS96). Ako smo mjerili primjenom GNSS sustava (ITRFYY) u 2009. godini i želimo položaj izraziti u novom državnom HTRS96 sustavu. Od epohe za koju je definiran HTRS96 (1996) do epohe naših mjerenja (2009) prošlo je 13 godina. Množenjem s godišnjim gibanjem točke, dobivamo da se točka pomakla 39 mm. Ova razlika se povećava što je veća razlika epoha. Da bi referentni okvir što bolje odgovarao realnim odnosima, uvode se nove realizacije referentnih sustava (npr. ETRF00 za CROPOS koordinate).

>> 5. Referentni okviri korišteni prilikom GNSS mjerenja Primjenom GNSS mjerenja koristi se više referentnih okvira (Slika 1): • geocentički nebeski (prostorno-fiksni) referentni okvir u kojem je definiran

Slika 1. Referentni okviri prilikom GNSS mjerenja

HTRO96(2009,4) Točka

X [m]

σX [m]

Y [m]

σY [m]

Z [m]

σZ [m]

4031947,362

0,0024

370150,868

0,0033

4911905,864

0,0050

ITRF05(2008,2) Točka

vx [m/god]

σvx [m/god]

vy [m/god]

σvy [m/god]

vz [m/god]

σvz [m/god]

-0,016

0,00090

0,0206

0,00044

0,0116

0,00014

Tablica 1a i b. Zadavanje točke

položaj satelita, • lokalni astronomski (instrumentfiksni) referentni okvir u kojem je definiran mjerni instrument, • terestrički (zemaljsko-fiksni) okvir u kojem su definirane koordinate stajališta. Svaki od ovih referentnih okvira definiran je s obzirom na drugi skup objekata ili parametara. Razlikuju se po svojoj prirodi i vremenskim utjecajima. Da bi se očuvala visoka preciznost GNSS mjerenja, ove referentne sustave treba konzistentno povezati.

5.1 Međunarodni nebeski (prostorno-fiksni) referentni okviri Zbog gibanja Zemlje oko Sunca za primjenu prostornih geodetskih tehnika mjerenja (GNSS, VLBI, SLR, LLR) potrebni su: Baricentrički nebeski referentni sustav ( Barycentric Celestial Reference System, BCRS) u kojem se izražavaju efemeride nebeskih objekata i satelita i Geocentrični nebeski referentni sustav (Geocentric Celestial Reference System, GCRS) koji služi za povezivanje nebeskih objekata i satelita s mjernikom na Zemlji. Mjernik na Zemlji prilikom terestričkih mjerenja koristi TT, UTC ili TAI skalu vremena, a za prostorne geodetske metode (VLBI, GNSS, LLR, LSR) koriste se TCB ili TDB. Nebeski referentni sustav (Celestial Reference System, CRS) definira smjerove osi koordinatnog sustava s obzirom na udaljenu materiju ekstragalaktičkih objekata, uglavnom kvazara. Kvazari su radioizvori, na velikim udaljenostima od Zemlje, čije je prividno gibanje zanemarivo te su gotovo fiksni, tj. definiraju kvazi-inercijalni referentni sustav. Položaj kvazara je poznat s točnošću boljom od tisućinke lučne seksagezimalne sekunde3. Usporedbe godišnjih realizacija ICRS-a daju odstupanja manje od 0,02 mas između pojedinih rješenja. Ograničavajući faktor da bi se položaj ekstra-

galaktičkih radioizvora odredio s većom pouzdanošću je nestabilnost radioizvora. Ovako definiran ICRS, definiran je s većom pouzdanošću od ranijih optičkih referentnih okvira, definiranih na osnovu Fundamental Katalog 5 (FK5) i/ ili HIPPARCOS kataloga. Usklađivanje podataka HIPPARCOS kataloga s ICRFom ukazuje na standardnu pogrešku od ±0,6 mas za orijentaciju u epohi 1991,25 i ±0,25 mas/god. za rotaciju. Nepouzdanost određivanja FK5 ishodišta desnog uzlaza referentnog okvira je ±80 mas (Fricke 1982., Schwan 1988.). Sličan rezultat dobio je (Lindegren i dr. 1995) na osnovu podataka HIPPARCOS kataloga na osnovu kojih je utvrđeno da FK5 katalog ima sustavnu pogrešku od 100 mas, a ovo je potvrđeno povezivanjem HIPPARCOS kataloga s ICRS-om (Mignard i Froeschl´e 2000). Preporuke International Astronomical Union (IAU) (McCarthy 2000.) specificiraju da je ishodište nebeskog referentnog sustava u baricentru Sunčevog sustava, a smjerovi koordinatnih osi definirani su s obzirom na položaje kvazara. International Earth Rotation System (IERS) realizira međunarodno standardiziran CRS koji se naziva Međunarodni nebeski referentni sustav (International Celestial Reference System, ICRS). On je definiran s obzirom na IERS konvencije: ishodište je u baricentru Solarnog sustava, orijentacija koincidira s ICRF za 1991,25, paralelna s osima FK5 (± 8 mas), srednji ekvator je definiran za J2000,0, os X prolazi proljetnom točkom za J2000,0, vrijeme je baricentričko dinamičko vrijeme (TDB). Točnost realizacije orijentacije ICRF koordinatnih osi je 20 μas (Ma i Feissel 1997.). IERS je prilagodio svoje proizvode novom precesijsko-nutacijskom modelu (IAU2000A). Ovaj pristup omogućuje točnije predstavljanje gibanja međunarodnog nebeskog pola. Određivanje položaja kvazara VLBI tehnikom je kvalitetnije od optičkog opa-

3 Tisućiti dio lučne seksagezimalne sekunde (eng. milliarcsecond, mas) iznosi 1 mas = 0,001” = 4.8481368 nrad.

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Hećimović Ž., Pavasović M. (2010): CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) Ekscentar, br. 12, str. 40-47

Ako promatramo dužinu duljine 100 km na Zemlji, njena duljina će biti nepromijenjena u GCRS-u s kojim se zajedno giba kroz prostor. Ako istu dužinu promatramo u BCRS, ona će imati duljinu:

Slika 2. Radioizvori korišteni za definiranje ICRF2 (Fey i Gordon 2009.)

žanja zvijezda. Zbog toga su za drugu realizaciju International Celestial Reference Frame (ICRF2) korištena samo VLBI mjerenja (Fey i Gordon 2009.). Na slici 2 su radioizvori korišteni za definiranje ICRF2. Barycentric Coordinate Time (TCB) služi za definiranje relativističkih efemerida Solarnog sustava. Fundamentalne efemeride Jet Propulsion Laboratory (JPL) za tijela Solarnog sustava izražene su u BCRS-u s obzirom na relativističku Einstein-Infeld-Hoffmann jednadžbu gibanja (Standnish 1998.). Relativistički utjecaji na okruženje oko Zemlje u BCRS prouzrokovani su brzinom putanje Zemlje oko Sunca i gravitacijskim potencijalom u promatranoj točki na Zemlji. Ova oba utjecaja su istog reda veličine 10 -8. GCRS je koncipiran tako da Newtonovi i relativistički utjecaji prouzrokovani ostalim tijelima Sunčevog sustava imaju utjecaj kao plimni valovi. U GCRS relativistički utjecaji su reda veličine 10 -9, tj. jedan red veličine manji nego u BCRS. Brzina gibanja Zemlje oko Sunca je oko 106.000 km/h, što je brzina relativnog gibanja GCRS u odnosu na BCRS. Brzina svjetlosti je 299.792.458 m/s. Primjenom ovih vrijednosti dobivamo za koeficijent smanjenja duljine u smjeru gibanja Zemlje oko Sunca:

1/ γ = 0,999999995183

(1)

(2)

Iz toga proizlazi da je duljina od 100 km na fizičkoj površini Zemlje, koja se pruža u smjeru rotacije Zemlje oko Sunca, kada se promatra iz baricentra Sunčevog sustava (BCRS), kraća za 0,5 milimetara zbog relativnog gibanja GCRS.

5.1.1 Transformacije između BCRS i GCRS BCRS i GCRS povezani su složenim prostorno-vremenskim transformacijama koje su generalizirani oblik Lorenzovih transformacija i jednostavna translacija iz baricentra u geocentar, koja se koristi u praksi, najčešće ne daju zadovoljavajuću točnost. Transformacija se može rastaviti na transformaciju vremena i transformaciju položajnih koordinata:

 β 2 β4   β 2  v⋅r + O ( c -6 ) T = t 1  - 1 +  2 8   2  c2 

X =r+

1 v ( v ⋅ r ) 2 + O ( c -4 ) 2 c

(3)

gdje je: c brzina svjetlosti, r = x - x E(t), β = v/c = const i O(c-4) red veličine ostatka koji se zanemaruje.

5.2 Međunarodni terestrički (zemaljsko-fiksni) referentni okviri Terestrički referentni sustav ( Terrestrial Reference System, TRS) je referentni sustav koji rotira zajedno sa Zemljom u njenom dnevnom gibanju. Koriste se za pozicioniranje, navigaciju, kao osnova za kartografske projekcije (karte, katastarski

planovi i slično), za opisivanje geofizičkih procesa (gravitacijsko polje, magnetsko polje, meteorološki parametri) i druge potrebe. U takvom referentnom sustavu položaj točaka koje su vezane za fizičku površinu Zemlje, podložne su malim promjenama zbog geofizičkih utjecaja (tektonskih i plimnih deformacija) (Kovalevsky i dr. 1989, Boucher 2001). Idealni terestrički referentni sustav definiran je kao referentni tripl koordinatnih osi koji rotira sa Zemljom. Conventional Terrestrial Reference Frame (CTRF) realizacija je idealnog TRS-a. Matematička osnova ITRS referentnih sustava je Euklidski afin prostor s tri dimenzije. Standardna transformacija između dva takva referentna sustava je zasnovana na Euklidskoj sličnosti. ITRS zadovoljava uvjete: • geocentričnosti (centar masa definiran je s obzirom na cijelu Zemlju, uključujući oceane i atmosferu), • jedinična duljina je SI metar koja je konzistentna s TCG koordinatnim vremenom koje se dobije relativističkim modeliranjem, • orijentacija je izvorno definirana Bureau International de l’Heure (BIH) orijentacijom u 984.0, • vremenske promjene orijentacije su osigurane primjenom uvjeta no-netrotation s obzirom na horizontalno tektoničko gibanje duž cijele Zemlje. Ishodište referentnih sustava ITRS, ETRS i HTRS je u geocentru, os Z definirana je s obzirom na Conventional Terrestrial Pole (CTP) ili IERS referentni pol (IRP). Os X definirana je pravcem presjeka ekvatorske ravnine i ravnine početnog meridijana kroz Greenwich. Os Y definira ortogonalan desnoorijentiran referentni sustav. Koordinatne osi imaju jediničnu duljinu definiranu SI metrom. Prostorne mjerne tehnike koje se koriste prilikom definiranja ITRS-a i njihovi glavni doprinosi su:

Slika 3. ITRF2005 točke (URL-4) List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Hećimović Ž., Pavasović M. (2010): CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) Ekscentar, br. 12, str. 40-47

praksi redovito ne uzima u obzir jer bi se morala provoditi dodatna mjerenja, a iznos je relativno malen te se o ovim utjecajima vodi računa kod visokopreciznih geodetskih radova (osnovne državne geodetske mreže, tunelogradnja, hidrotehnički radovi i slično).

5.3.1 Vrijeme lokalnog astronomskog referentnog sustava Vremensku skalu koja je linearno vezana s TCG, a koja je numerički blizu vlastitom vremenu mjernika na geoidu, definiramo pomoću izraza:

Slika 4. ITRF2005 vektori brzine (URL-4)

TT = (1 - LG ) TCG, LG = 6,969290134 ×10-10 • Very Long Base Interferometry (VLBI) - visoka preciznost i dugoperiodična stabilnost, • Satellite Laser Ranging (SLR) - dugoperiodična stabilnost i geocentričnost, • Lunar Laser Ranging (LLR) - geocentričnost, dugoperiodična stabilnost i relativistički utjecaji, • Doppler Orbitography by Radiopositioning Integrated on Satellite (DORIS) sustav za praćenje satelita - globalna pokrivenost točkama, • Global Positioning System (GPS) gusta globalna mreža, kratkoperiodična stabilnost i visoka preciznost. Na slici 3 prikazane su točke korištene za definiranje ITRF2005 referentnog okvira. Za razliku od nebeskih referentnih sustava koji se definiraju u odnosu na gotovo fiksne ekstragalaktičke objekte, terestrički referentni sustavi realiziraju se u odnosu na terestričke točke i ovise o geotektonskim gibanjima. Zbog toga se vremenskim geodinamičkim promjenama u terestričkim referentnim sustavima posvećuje posebna pažnja. ITRS vremenski utjecaji: • tektonsko gibanje ploča, • utjecaj Zemljinih plimnih valova na čvrstu Zemlju, • ocean loading (geotektonska gibanja zbog periodičkog pritiska mase oceana), • loading atmosfere (geotektonska gibanja zbog periodičkog pritiska masa atmosfere), • deformacije rotacije zbog gibanja pola, • postglacijalno izdizanje.

5.3 Lokalni astronomski (instrument-fiksni) referentni okviri 44

Lokalni astronomski referentni okvir je fiksan s mjernim instrumentom. Realiziramo ga prilikom postavljanja in-

strumenta na točku mjerenja s obzirom na lokalna svojstva polja ubrzanja sile teže (npr. GNSS antene, totalne stanice i slično). Ishodište lokalnog astronomskog referentnog okvira je u referentnoj točki instrumenta (npr. u faznom centru GNSS antene). Pomoću viska centriramo instrument iznad točke mjerenja. Visak pokazuje smjer vektora ubrzanja sile teže, odnosno vertikale, tj. tangente na težišnicu, prostornu krivulju koja je okomita na plohe istog gravitacijskog potencijala. Pozitivan smjer osi Zi je prema astronomskom zenitu kojeg dobijemo probodištem vertikale s nebeskom sferom. Horizontiranjem libele definiramo lokalnu ravninu horizonta u kojoj su definirane druge dvije osi. Os X i u smjeru meridijana s pozitivnim smjerom prema sjeveru. Os Yi definira ortogonalan sustav lijeve ruke. Lokalni astronomski referentni okvir ovisi o lokalnoj anomalnosti gravitacijskog polja na stajalištu (visak - vertikala - Zi os, libele - horizont - X i i Yi osi). Za svako stajalište realiziramo jedinstven lokalni astronomski referentni okvir. U lokalnom astronomskom referentnom okviru provode se mjerenja (pravci, azimuti, zenitne udaljenosti i dr.) koja su opterećena lokalnom anomalnošću polja ubrzanja sile teže. Da bismo mogli povezati lokalni astronomski referentni sustav sa zemaljski-fiksnim i prostorno-fiksnim sustavima, moramo znati utjecaje lokalnog polja ubrzanja sile teže, tj. moramo prijeći na lokalni geodetski referentni sustav. Za razliku od lokalnog astronomskog, lokalni geodetski referentni okvir definiran je s obzirom na matematičke odnose te ne ovisi o lokalnim anomalnostima gravitacijskog polja. Osi Z su definirane s obzirom na vertikalu (lokalni astronomski) i normalu na elipsoid (lokalni geodetski). Razlika između ovih osi je u otklonu vertikala, odnosno u kutu između vertikale i normale na elipsoid. Ovaj utjecaj se u

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

(4)

>> 6. Global Geodetic Observing System (GGOS) Geometrijski oblik Zemlje, njeno gravitacijsko polje i rotacija se za potrebe uspješnog praćenja sustava Zemlje, ne mogu zasebno tretirati. Da bi objedinila ove probleme International Asociation of Geodesy (IAG) pokrenula je projekt Global Geodetic Observing System (GGOS) koji ima za cilj uspostavu sustava za globalno nadgledanje Zemlje (Beutler i dr. 2004.). GGOS će različitim tehnikama mjeriti različite parametre Zemlje kao jedinstvenog sustava te nastoji artikulirati male signale u mjerenjima. Traži se određivanje položaja s većom točnošću od milimetra, a brzine gibanja s točnošću boljom od 0,1 mm/god. Da bi se ovako visoki zahtjev na položajnu točnost mogao realizirati, moraju se uzimati u obzir relativistički utjecaji i mora se definirati konzistentan referentni sustav. GGOS projekt objedinjuje temeljne geodetske probleme: određivanje promjena rotacije Zemlje, određivanja geometrijskog oblika Zemlje i prostornovremenske promjene gravitacijskog polja (Plag i dr. 2009c). Da bi se ovi problemi mogli konzistentno rješavati, mora se definirati referentni okvir s obzirom na relativističke utjecaje koji se moraju uzimati u obzir i prilikom obrade rezultata mjerenja (Schuh i dr. 2008, Plag i dr. 2009a, Plag i dr. 2009b).

>> 7. Vremenske promjene Zemlja je dinamičko tijelo koje se mijenja s vremenom te se u zemaljski-fiksnom referentnom sustavu s vremenom mijenjaju: • referentni okvir, • položaj točke, • transformacijski parametri. Ukoliko provodimo preciznija GNSS

Hećimović Ž., Pavasović M. (2010): CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) Ekscentar, br. 12, str. 40-47

mjerenja, pogreška zbog neuzimanja vremenskih utjecaja je veća od šuma mjerenja. Uvođenjem referentnog sustava HTRS96 dobivaju na značaju vremenske promjene koje se moraju uzimati u obzir da se ne bi kvarila visokoprecizna GNSS mjerenja. Klasični oblik statičke trodimenzionalne sedamparametarske Helmertove transformacije vektora položaja X A iz referentnog okvira A u vektor položaja X B u referentnom okviru B ima oblik:

X B = X A + TA, B + DA, B ⋅ X A + RA, B ⋅ X A

(5)

Y, Z) u ITRF89 sustavu za epohu 2005,8, V ITRFYY - vektor brzine gibanja točke u ITRFYY referentnom okviru.

Vremenske promjene transformacijskih parametara iz sustava A u sustav B iz epohe t0 u epohu tc dobijemo pomoću izraza:

DA, B ( tc ) = DA, B ( t0 ) + D A, B ⋅ ( tc - t0 )

RA, B ( tc ) = RA, B ( t0 ) + R A, B ⋅ ( tc - t0 )

gdje je: X A - vektor položaja točke u referentnom okviru A, X B - vektor položaja točke u referentnom okviru B, TA,B - vektor translacije iz referentnog okvira A u B, DA,B - promjena mjerila (skalar) pri transformaciji iz referentnog okvira A u B, R A,B - matrica rotacije pri transformaciji iz referentnog okvira A u B. Veličine X A, X B, T, D, R su funkcije vremena te njihovim diferenciranjem dobivamo: (6)

>> 8. CROPOS kao osnova za HTRSYY

7.2 Promjene transformacijskih parametara s vremenom

TA, B ( tc ) = TA, B ( t0 ) + TA, B ⋅ ( tc - t0 )

(9a) (9b) (9c)

gdje je: TA,B - vektor vremenskih promjena vektora translacija iz referentnog okvira A u B, DA,B - vremenska promjena mjerila pri transformaciji iz referentnog okvira A u B, R A,B - matrica vremenskih promjena rotacija pri transformaciji iz koordinatnog okvira A u B. Ovim izrazima je latentno uvedena hipoteza da se transformacijski parametri mijenjaju linearno s vremenom.

7.3 Vremenske promjene referentnog okvira

Transformacijski parametri D i R su reda veličine 10 -5 iznose oko 10 cm/god. Zbog toga su izrazi i zanemarivi te gornji izraz dobiva oblik:

Realizacija referentnog sustava je vezana za određenu epohu. Njegov datum je definiran s obzirom na geotektonski model jedne epohe. Za brzinu gibanja datuma referentnog okvira možemo koristiti izraz:

X B = X A + TA, B + D A, B ⋅ X A + R A, B ⋅ X A

V ITRFYY = R D ⋅ X ITRFYY ( t0 )

(7)

Ovaj izraz definira promjenu položaja točke s obzirom na vremenski pomak točke i vremenske promjene transformacijskih parametara. Osim ovih utjecaja, javlja se i utjecaj gibanja tektonskih ploča za koju je vezan referentni okvir.

7.1 Promjena položaja točke s vremenom Točke se gibaju prvenstveno zbog geodinamičkih utjecaja. Promjena položaja točke u referentnom okviru ITRFYY iz epohe t0 u epohu t dobije se pomoću izraza:

X ITRFYY - vektor položaja točke u ITRFYY referentnom okviru, Riyy - elementi matrice rotacije, (i = 1, 2, 3).

(10)

gdje je: X ITRFYY(t0) - vektor položaja u ITRFYY referentnom okviru za epohu t0, R D - matrica rotacije zbog gibanja geotektonskih ploča.

7.4 Transformacija vektora brzine gibanja točke Transformacija vektora brzine gibanja točaka između referentnih okvira dobijemo pomoću izraza:

(11)

X ITRFYY ( t ) = X ITRFYY ( t0 ) + V ITRFYY ⋅ ( t - t0 ) (8)

gdje je: X ITRFYY(t0) - vektor položaja točke u referentnom okviru ITRFYY za epohu t0, npr. vektor položaja XITRF89(2005,8) definira položaj točke koordinatama (X,

gdje je: V ETRF89 - vektor brzine gibanja točke u ETRF89 referentnom okviru, V ITRFYY - vektor brzine gibanja točke u ITRFYY referentnom okviru,

CROPOS sustav čini 30 referentnih GNSS stanica na međusobnoj udaljenosti od oko 70 km raspoređenih tako da prekrivaju cijelo područje Republike Hrvatske. Prilikom realizacije referentnih sustava za pojedinu epohu, moraju se uzimati u obzir vremenski utjecaji. Pri tome su geodinamička gibanja glavni uzrok vremenskih promjena položaja. Primjenom kontinuiranog automatiziranog GPS sustava mogu se dobiti fine vremenske rezolucije geotektonskih gibanja na lokalnom području. GPS mreža Japana je jedan takav primjer (URL-8). Korelacija između geodetskih i geoloških metoda određivanja pomaka i deformacija vanjskog dijela Zemljine kore može se utvrditi na osnovu GPS-mjerenja (Cigrovski-Detelić 2007). Modelirane brzine gibanja kore duž južnog dijela Jadranske mikroploče i južnog dijela centralnih Dinarida može se naći u (Bennett i dr. 2008), a horizontalni i vertikalni pomaci Jadranske mikroploče na temelju podataka GPS mjerenja obavljenih u razdoblju od 1994. do 2005. mogu se naći u Marjanović 2009. Za određivanje parametara geodetskog datuma (geocentra, orijentacije osi i mjerila) CROPOS točke nisu dostatne jer Hrvatska prekriva mali dio Zemljine površine, a za ove potrebe nužna je globalna pokrivenost točkama. Zbog toga će se u obradi morati koristiti referentne točke ETRFYY, odnosno ITRFYY sustava, a primjenom GNSS mjerenja u CROPOS točkama referentni sustav će biti modificiran s obzirom na vremenske geodinamičke promjene na teritoriju Hrvatske. Da bi dobili generalni uvid u gibanja CROPOS točaka, korišteno je više geodinamičkih modela (URL-5, URL-6, URL-7). Na slici 5 su vektori brzina gibanja CROPOS točaka dobiveni na osnovu HS3-NUVEL-1A modela. Gotovo identični rezultati dobiju se i za ostale modele, npr. ITRF2000-D&A(2001.) (Drewes i Angermann 2001). Mogu se promatrati i odnosi između pojedinih geotektonskih ploča. Afrička ploča graniči s Euroazijskom pločom i učestali potresi na južnom dijelu Balkanskog poluotoka potvrđuju aktivnosti između ove dvije ploče. Također, anomalija geoida u tom dijelu Mediteranskog mora ukazuje na utjecaje između ovih tektonskih ploča. Slika 6 prikazuje relativne vektore brzina CROPOS mreže na Euroazijskoj geotektonskoj ploči u odnosu na

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Hećimović Ž., Pavasović M. (2010): CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) Ekscentar, br. 12, str. 40-47

Slika 5. HS3-NUVEL-1A (Gripp, Gordon 2002)

fiksiranu Afričku geotektonsku ploču prema NUVEL-1A modelu. Brzine gibanja pojedinih točaka CROPOS mreže su oko 80 mm/god. (URL-9). Vektori brzine gibanja CROPOS točaka s obzirom na globalne modele gibanja geotektonskih ploča pokazuju uniformno ponašanje vektora s malim promjenama između CROPOS točaka. Iz tog proizlazi da globalni geotektonski modeli ne uzimaju lokalne geotektonske odnose koji se javljaju na teritoriju Hrvatske, već imaju uglačan karakter. Da bi se dobili lokalni vektori brzina gibanja CROPOS točaka, treba obraditi CROPOS mjerenja u višegodišnjim epohama. Prilikom korištenja GNSS mjerenja treba imati na umu da je preciznost, koja se postiže primjenom GNSS tehnologije, na granici da bi se mogle koristiti za artikuliranje geodinamičkih signala. Odnosno, treba voditi računa o izvorima pogrešaka, korištenju redukcija i korekcija mjerenih veličina u obradi.

>> 9. Zaključak

Da bi se GNSS mjerenja mogla obraditi s zadovoljavajućom točnošću, treba konzistentno povezati prostorno-fiksni, zemaljsko-fiksni i instrument-fiksni referentne okvire koji se koriste prilikom GNSS mjerenja. Također, treba posvetiti pažnju zadavanju položaja s obzirom na vremenske promjene. S vremenom se mijenja položaj točke, referentni okvir i transformacijski parametri, o čemu treba voditi računa prilikom povezivanja referentnih okvira ako se želi očuvati visoka točnost GNSS mjerenja. Prilikom realizacije referentnih sustava moraju se uzima-

Slika 6. NUVEL-1A gibanje CROPOS točaka (Euroazijska ploča) u odnosu na fiksnu Afričku ploču

ti u obzir vremenski utjecaji, pri čemu su geodinamička gibanja dominantni uzrok vremenskih promjena položaja. Da bi se GNSS mjerenja na CROPOS točkama mogle koristiti kao osnova za definiranje Hrvatskog terestričkog referentnog sustava (HTRSYY), moraju se koristiti dodatne, datumske točke zbog prekrivanja relativno malog područja Zemlje, a primjenom CROPOS mjerenja uzimaju se u obzir lokalne geodinamičke, vremenske promjene na teritoriju Hrvatske.

>> Literatura »» Bašić, T. (2007): Introduction and implementation of ESRS in Croatia, Geodetski vestnik, 51 (2007), 4; str. 751762. »» Bennett, A. R., Hreinsdottir, S., Buble, G., Bašić, T., Bačić, Ž.. Marjanović, M., Casale, G., Gendaszek, A., Cowan, D. (2008): Eocene to present subduction of southern Adria mantle lithosphere beneath the Dinarides, Geology. 36 (2008), 1; pp. 3-6. »» Beutler, G., Drewews, H., Verdun, A. (2004): The Integrated global geodetic observing system (IGGOS) viewed from the perspective of history. J. Geodynam. 40:414. »» Boucher, C. (2001): Terrestrial coordinate systems and frames, Encyclopedia of Astronomy and Astrophysics, Version 1.0, Nature Publishing Group, and Bristol: Institute of Physics Publishing, pp. 3289–3292. »» Cigrovski-Detelić, B. (2007): Primjena GPS mjerenja u određivanju tektonskih pomaka zemljine kore, Simpozij o inženjerskoj geodeziji / SIG2007.

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

»» Fey, A., Gordon, D. (Eds.) (2009): The Second Realization of the International Celestial Reference Frame by Very Long Baseline Interferometry, IERS Technical Note No. 35, Observatoire de Paris. »» Fricke, W. (1982): Determination of the Equinox and Equator of the FK5, Astron. Astrophys., 107, pp. L13–L16. »» Gripp, A. E., Gordon, R. G. Y. (2002): Young tracks of hotspots and current plate velocities, Geophys. J. Int., 150, 321-361. »» Drewes, H., Angermann, D. (2001): The Actual Plate Kinematic and Crustal Deformation Model 2000 (APKIM2000) as a Geodetic Reference System, AIG 2001 Scientific Assembly, Budapest, 2-8 Sept 2001. »» ISO/DIS 19104 (2003): Terminology. »» ISO/DIS 6709 (2007): Standard reprezentation of geographic point location by coordinates. »» Karttunen, H., P. Kroeger, H. Oja, M. Poutanen, K. J. Donner (Ed.)(2007): Fundamental astronomy. Springer. »» Klioner, S. (1991): Angular velocety of rotation of extended bodies in general relativity. U: Ferraz-Mello, S., B. Morando, J-E. Arlot (Eds): Dynamic, ephemerides, and astrometry of the solar system. Proceedings of the 172nd Symposium of the IAU. Kluwer, Dordrecht, p. 309. »» Klioner, S. A. (2007): Relativistic time scales and relativistic time synchronization, Problems of Modern Astrometry, Moscow. »» Kovalevsky, J., Mueller, I. I., Kolaczek, B., (Eds.) (1989): Reference Frames in Astronomy and Geophysics, Kluwer

Hećimović Ž., Pavasović M. (2010): CROPOS kao osnova za Hrvatski terestrički referentni sustav (HTRSYY) Ekscentar, br. 12, str. 40-47

Academic Publisher, Dordrecht, 474 pp. »» Lindegren, L., Roser, S., Schrijver, H., Lattanzi, M. G., van Leeuwen, F., Perryman, M. A. C., Bernacca, P. L., Falin, J. L., Froeschl´e, M., Kovalevsky, J., Lenhardt, H., Mignard, F. (1995): A comparison of ground-based stellar positions and proper motions with provisional Hipparcos results, Astron. Astrophys., 304, pp. 44–51. »» Ma, C., Feissel, M. (Eds.)(1997): Definition and Realization of the International Celestial Reference System by VLBI Astrometry of Extragalactic Objects, IERS Technical Note No 23, Observatoire de Paris. »» Marjanović, M. (2009): Primjena GPS mjerenja za određivanje horizontalnih i vertikalnih pomaka Jadranske mikroploče, doktorska disertacija, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Zagreb. »» McCarthy, D. D. (2000): IERS Conventions (2000), IERS Technical Note, U.S. Naval Observatory. »» Mignard, F., Froeschl´e, M. (2000): Global and local bias in the FK5 from the Hipparcos data, Astron. Astrophys., 354, pp. 732–739.

»» NN (2004): Decree on establishing new official geodetic datums and map projections of the Republic of Croatia. Narodne novine, 110/2004. »» Noël, D. (2007): Status of the ACES/ PHARAO mission. Rencontres de Moriond – La Thuile , 11-18 march 2007. Gravitational Waves and Experimental Gravity. »» NPL (2005): Demonstrating Relativity by Flying Atomic Clocks. National Physical Laboratory. News from the National Physical Laboratory. Zima 2005, Issue 18. »» Plag, H.-P., Rothacher, M., Pearlman, M. (2009a): The Global Geodetic Observing System - The System. Geomatics World, Mar./Apr., 22-25. »» Plag, H.-P., Rothacher, M., Neilan, R. (2009b): The Global Geodetic Observing System - The Organization. Geomatics World, Jan./Feb., 26-28. »» Plag, H.-P., Rothacher, M., Pearlman, M., Neilan, R., Ma, C. (2009c): The Global Geodetic Observing System. Advances in geoscience, in press. »» Schuh, H., Rothacher, M., Neilan, R. E., Plag, H.-P. (2008): IAG’s Global Geodetic Observing System (GGOS) and

its Relation to IAG Commission 3. Jena, Germany. »» Schwan, H. (1988): Precession and galactic rotation in the system of FK5, Astron. Astrophys., 198, pp. 116–124. »» Standish, E. M. (1998): JPL planetary and lunar ephemerides, ED405/LE405. Interfoce Memo. 312F-98-048. JPL, Pasadena. »» URL-1: http://www.cropos.hr (18.12.2009.). »» URL-2: http://tycho.usno.navy.mil/ cesium.html (28.6.2009.). »» URL-3: http://www.spaceflight.esa.int (28.6.2009.). »» URL-4: http://itrf.ensg.ign.fr (18.11.2009.). »» URL-5: http://sps.unavco.org/crustal_ motion/ (20.12.2009.). »» URL-6: http://www.ldeo.columbia. edu/~menke/plates2.html (17.11.2009.). »» URL-7: http://ofgs.ori.u-tokyo. ac.jp/~okino/calc.html (17.11.2009.). »» URL-8: http://www.gmat.unsw. edu.au/snap/work/geodynamics.htm (12.01.2010.). »» URL-9: http://ofgs.ori.u-tokyo. ac.jp/~intridge/public_html_hidden/pmc/ nuvel1a.html (01.02.2010.). E

47 List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Luketić A., Varga M., Žižić I. (2010): Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakulteta Ekscentar, br. 12, str. 48-51

TEMA BROJA

ISPITIVANJE CROPOS SUSTAVA NA KALIBRACIJSKOJ BAZI GEODETSKOG FAKULTETA » Antonio Luketić » Matej Varga » Ivan Žižić

SAŽETAK. Na geodetskoj točki Kalibracijske baze Geodetskog fakulteta izvršena su GPS mjerenja, GNSS RTK metodom. Mjerenja su vršena u razdoblju od 8-17h (uobičajeno radno vrijeme geodeta na terenu) sa svrhom dobivanja koordinata uz pomoć kojih se vršila analiza točnosti CROPOS sustava. Izvršenim izjednačenjem, numeričkom i grafičkom analizom dobiveni su statistički pokazatelji te je zaključeno da je preporučeno vrijeme za mjerenje GNSS RTK metodom, CROPOS sustavom, od 8-11h. KLJUČNE RIJEČI: CROPOS, RTK metoda, kalibracijska baza, VPPS Slika 1. Trojac na Bazi

>> 1. Priprema i izvođenje mjerenja Ideja provjere točnosti CROPOS sustava u »idealnim« uvjetima, a opet iskoristivost u praktičnoj geodeziji, tema je ovoga članka. Točka na kojoj su izvršena mjerenja je stabilizirani betonski stup (VIII. po redu) na Kalibracijskoj bazi Geodetskog fakulte-

ta u Donjoj Lomnici. Baza je svojevrsna mikro-mreža sa 14 betonskih stupova s vijcima za prisilno centriranje. Izgrađena je 1982. godine, a smještena je na nasipu odteretnog kanala. Kalibracijska baza, primarno korištena za kalibraciju elektrooptičkih daljinomjera i preciznog geodetskog instrumentarija, idealno je mjesto za

obaviti GPS mjerenja s obzirom na zadatak i ciljeve ovog članka. Slika 2 prikazuje dimenzije, građu i stabilizaciju stupa. GPS mjerenja, GNSS RTK metodom, obavljena su 29.11.2009.godine u periodu od 8- 17h. Vremenski uvjeti su bili na granici idealnih (sunčano, temperaturna amplituda tijekom dana 10°C). Lokacija

Slika 2. DOP za dan mjerenja

Slika 3. Stabilizacija stupa

Slika 4. Elevacije satelita na dan mjerenja za Zagreb

Antonio Luketić, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: aluketic@geof.hr Matej Varga, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: mvarga@geof.hr Ivan Žižić, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: izizic@geof.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Luketić A., Varga M., Žižić I. (2010): Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakulteta Ekscentar, br. 12, str. 48-51

mjerenja je 4-5 metara povišena od okolnog terena (eliminacija multipath efekta), horizont je gotovo čist, a reflektirajućih površina, kao ni komunikacijskih vodova nema. Uvjeti za izvođenje mjerenja dostatni su za visoko precizne inženjerske radove, a u kojima se može postići točnost na mm (Bačić 2009). Plan opažanja, za dan mjerenja, izrađen je u programskom paketu TGO v.1.63, a ono podrazumijeva prikazivanje dostupnosti GPS i GLONASS satelita (elevacija, broj satelita, vidljivost satelita, DOP). Pri tome, slika 3 prikazuje vrijednosti DOP-a tijekom dana mjerenja, a na slici 4 vidimo putanje satelita. Obzirom na planiranje, a priori je moguće očekivati rezultate obzirom na doba dana, meteorološke uvjete i stanje troposfere i ionosfere. Primjenjena je GNSS RTK metoda, koja se u suvremenom svijetu i nekim inženjerskim radovima, vrlo često koristi. To je relativna metoda što znači da se uz simultano opažanje najmanje 4 satelita može odrediti relativni vektor između dvije točke (»baze« sa poznatim koordinatama i rovera za kojega korisnik određuje koordinatu). Projektirani GNSS RTK sustavi imaju mogućnost određivanja cjelobrojnih ambiguiteta u pokretu bez potrebe za statičkom inicijalizacija pa se često nazivaju i »on-the-fly« tehnike. Ograničavajući faktor GNSS RTK metode su sustavne pogreške nastale utjecajima troposfere i ionosfere. Danas se u svijetu razvijaju permanentne stanice koje uz primjenu Virtualnih referentnih stanica omogućavaju korištenje GNSS RTK metoda na udaljenostima između »baze« i rovera većoj do 50 km. Korišten je CROPOS servis VPPS (Visoko precizni servis pozicioniranja u realnom vremenu) za koju DGU jamči centimetarsku točnost (2 cm- 2D i 4 cm3D). Spomenuti je servis i jamčena točnost dovoljan za: katastarsku izmjeru, dio inženjerske geodezije, izmjeru državne granice, aerofotogrametriju i hidrografiju. Format podataka, koji GPS uređaj prima, jest RTCM 2.3. format, razvijen od GNSS Service Comitee, šalje korisniku podatke

Slika 6. Popravci mjerenja za svaki sat

tj. poruke. Neke od najvažnijih poruka, koje korisnik dobiva su: diferencijalni GPS korekcijski podaci (pseudodaljenost i brzina satelita), korigirane pseudaljenosti (u odnosu na stari podatak putanje), koordinate referentne stanice (Y,X,Z ), početnu poruku (kao zapis vremena), GPS efemeride, GPS parcijalne korekcije, GNSS RTK fazna mjerenja i psudoudaljenosti (korigirane i nekorigirane)... Mjerenja su izvršenaTopconovim intrumentarijem iz GNSS RTK Hiper Pro serije. Pri tomu su najbitnije specifikacije instrumenta: • 40 kanalni: 20 GPS L1+L2 (dvofrekvencijski GPS), GPS L1 + GLONASS (jednofrekvencijski GPS+GLONASS), 20 GPS L1+L2/GLONASS (dvofrekvencijski GPS+GLONASS), • preciznost: H: 10 mm + 1 ppm, V: 15 mm + 1 ppm (RTK). Kampanja je podijeljena u 9 serija mjerenja. Svaka serija mjerenja trajala je 60 minuta, tako da je podijeljena u 6 sesija od po 10 minuta. Za svaku sesiju dobivene su koordinate y, x i h transformirane iz elipsoidnih koordinata u WGS84 sustavu. GPS uređaj prisilno je centriran. Visina instrumenta, budući da je bio direktno priključen na betonski stup, je 0,00 m.

i visinskom smislu rasponi minimalnih i maksimalnih vrijednosti su: Vy [m]

Vx [m]

Vh [m]

min.

-0,014

-0,011

-0,034

max.

0,012

0,011

0,032

Tablica 2. Minimalni i maksimalni popravci koordinata

Evidentno je da je daleko najveći raspon između minimalne i maksimalne vrijednosti popravke izražen u vertikalnoj komponenti (6,6 cm). Mjerenje je podijeljeno na tri dijela sa svrhom dobivanja saznanja u kojem dijelu dana postižemo »najisplativije« rezultate. Slika 6 ukazuje da GNSS RTK mjerenje u idealnim uvjetima najbolje vršiti u razdoblju od 8h do 10h kada možemo postići optimalne rezultate. Obzirom na ponašanje ionosfere u jutarnjim satima (Slika 5) i činjenicu da ionosferske anomalije u relativnim mjerenjima na kratkim udaljenostima od baze najviše utječu na točnost mjerenja, to je iznenađujuće. Također se zaključuje da x komponenta ima najmanje oscilacije od referentnog mjerenja za razliku od h komponente koja je nestabilna tijekom dana.

>> 2. Analiza i obrada mjerenja Nakon mjerenja, obrada podataka izvedena je u programskom paketu MS Office Excelu 2007. Dobiveno je 6 setova koordinata (y, x i h) za svaki sat vremena mjerenja (ukupno 9 sati). Običnom aritmetičkom sredinom određene su: • srednje vrijednosti koordinata za svaki sat i • srednja vrijednost koordinate svih mjerenja. Pomoću navedene srednje vrijednosti koordinata za svaki sat i srednje vrijednosti za sva mjerenja određena su popravke mjerenja (v y, v x i vh). Uz to, računata su i referentna standardna odstupanja te standardno odstupanje nepoznanica. Navedeni postupak, u poglavlju Izjednačenje direktnih mjerenja, detaljno je objašnjen u knjizi Računska obrada geodetskih mjerenja (Rožić 2007). U provedenom izjednačenju matrica težina mjerenja je jedinična što pojednostavljuje postupak izjednačenja i pretpostavlja da su sve koordinate dobivene mjerenjima iste točnosti. U položajnom

Slika 5. Indeks ionosferske refrakcije

>> 3. Zaključak Iako danas izrada plana opažanja nije toliko zastupljena zbog razvoja tehnologije i povećanja broja satelita u orbiti istaknuli bi njegovu važnost prilikom izvođenja preciznih radova. Na temelju podataka mjerenja i izvršene ocjene točnosti uočili smo primjetne razlike u rezultatima (koordinatama ) tijekom dana. Naime, iz podataka o vidljivosti satelita, njihovom broju, DOP (Dilution of precision) faktoru apriori smo očekivali najgore rezultate u razdoblju od 11h do 14h (drugi dio dana). Analizom dobivenih rezultata ustanovili smo kako su se naša očekivanja ostvarila. Tijekom drugog dijela dana došlo je do najviših oscilacija između mjerenja. Graf standardnih odstupanja mjerenja (Slika 7) prikazuje kako se podaci referentnih standardnih odstupanja mjerenja mijenjaju tijekom dana te usporedbu s referentnim standardnim odstupanjem određenim na osnovu najvjerojatnije vri-

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Luketić A., Varga M., Žižić I. (2010): Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakulteta Ekscentar, br. 12, str. 48-51

Slika 7. Graf standardnih odstupanja mjerenja

Slika 8. Broj vidljivih satelita

jednosti svih mjerenja (obična aritmetička sredina). Zbog jednostavnije usporedbe rezultata podijelili smo period mjerenja na tri dijela u razdobljima od 8h do 11h, od 11h do 14h te od 14h do 17h. Važno je istaknuti nepouzdanost koordinata koja je najviše izražena u h komponenti. Na osnovu toga možemo ustanoviti kako RTK metoda, CROPOS sustavom (VPPS servis), nije pogodna za precizna visinska mjerenja ili iskolčenja točaka. Bitno je napomenuti kako za najpovoljnijih uvjeta tijekom mjerenja (čisti horizont) u razdoblju od 11h do 14h povremeno nije moguće odrediti fiksno rješenje. Uzrok tomu je loša konstelacija i manji broj satelita koja ne omogućuje povoljan presjek za određivanje fiksnog rješenja što je vidljivo na slici 8. Primjeti se obrnuta proporcionalnost DOP faktora u odnosu na broj satelita. »Gubljenje« signala kao i ponovna

Sesija

inicijalizacija instrumentarija (npr. otvaranje novog direktorija) uzrokuje razlike između rezultata istih mjerenja odnosno utječe na točnost određivanja koordinata. S obzirom na položajnu i visinsku točnost koju nam pruža korišteni VPPS i rezultata provedenih analiza došli smo do zaključka kako CROPOS sustavom zadovoljavamo potrebe većine geodetskih zadataka. Primjenom CROPOS-a brzo i efikasno možemo doći do koordinata poligonskih točaka, što znači da nije potrebno tražiti njihove koordinate u katastarskim uredima, nositi puno opreme za potrebe mjerenja, »razvlačiti« poligonske vlakove kako bi se približili detalju, a što sve uvelike olakšava proces izmjere. U kombinaciji s terestričkim metodama osiguravamo temeljno načelo kojem trebamo težiti, a to je da budemo točni i ekonomični. Zahvaljujemo Geodetskom fakultetu

POPRAVKA IZRAČUNATA POMOĆU SREDNJE VRIJEDNOSTI KOORDINATA SVAKOG SATA

REFERENTNO STANDARDNO ODSTUPANJE

POPRAVKA IZRAČUNATA POMOĆU SREDNJE VRIJEDNOSTI KOORDINATA SVIH MJERENJA

STANDARDNO ODSTUPANJE NEPOZNANICA

V y [m]

V x [m]

Vh [m]

S0y

S0x

S0h

5063003,715

5579046,287

159,500

-0,009

-0,001

0,004

0,006

0,003

0,005

0,003

0,001

0,002

-0,007

0,000

0,012

E8_2

5063003,711

5579046,285

159,507

-0,005

0,001

-0,003

0,002

0,005

E8_3

5063003,704

5579046,289

159,506

0,002

-0,003

-0,002

0,004

-0,002

0,006

E8-9

E8_4

5063003,705

5579046,288

159,502

0,001

-0,002

0,002

0,003

-0,001

0,010

E8_5

5063003,702

5579046,281

159,511

0,004

0,005

-0,007

0,006

0,001

E8_6

5063003,698

5579046,285

159,496

0,008

0,001

0,008

0,010

0,002

0,016

5063003,706

5579046,286

159,504

E9_1

5063003,707

5579046,286

159,526

-0,002

-0,010

0,001

-0,014

E9_2

5063003,703

5579046,279

159,507

0,002

0,005

0,009

0,005

0,008

0,005

E9_3

5063003,701

5579046,281

159,514

0,004

0,003

0,002

0,007

0,006

-0,002

E9-10

S0y

S0x

S0h

0,004

0,008

0,002

0,003

E9_4

5063003,703

5579046,282

159,521

0,002

-0,005

0,005

-0,009

E9_5

5063003,702

5579046,289

159,521

0,003

-0,005

0,006

-0,002

-0,009

E9_6

5063003,713

5579046,288

159,507

-0,008

-0,004

0,009

-0,005

-0,001

0,005

5063003,705

5579046,284

159,516

E10-11

>> Literatura »» Bačić, Ž., Bašić, T. (1999): Satelitska geodezija II, interna skripta, Geodetski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb. »» Rožić, N. (2007): Računska obrada geodetskih mjerenja. Sveučilište u Zagrebu, Geodetski fakultet. »» CROPOS konferencija, Zbornik radova (2009): Bačić Ž., Učinkovita primjena tehnologija i razvoj znanja – preduvjet moderne geodezije; Marjanović M., Miletić I., Vičić V. »» URL-1: http://www.cropos.hr/ (15.01.2010.). »» URL-2: http://www.geocentar.hr/ (16.01.2010.). E

E8_1

1. dio

i Zavodu za geomatiku na ustupljenom instrumentariju. Također, zahvaljujemo asistentu Mladenu Zrinjskom koji nas je u nedjelju u 7h ujutro strpljivo telefonski navodio do kalibracijske baze.

E10_1

5063003,716

5579046,290

159,509

0,004

0,001

-0,002

E10_2

5063003,716

5579046,295

159,505

0,004

-0,004

0,002

E10_3

5063003,719

5579046,294

159,510

0,001

-0,003

E10_4

5063003,722

5579046,291

159,502

-0,002

0,000

0,005

E10_5

5063003,725

5579046,289

159,512

-0,005

0,002

-0,005

E10_6

5063003,723

5579046,285

159,506

-0,003

0,006

0,001

E10

5063003,720

5579046,291

159,507

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

S0y

S0x

S0h

0,004

0,002

0,001

-0,008

-0,003

0,003

-0,008

0,007

-0,011

-0,007

0,002

-0,014

-0,004

0,010

-0,017

-0,002

0,000

-0,015

0,002

0,006

Luketić A., Varga M., Žižić I. (2010): Ispitivanje CROPOS sustava na kalibracijskoj bazi Geodetskog fakulteta Ekscentar, br. 12, str. 48-51

Sesija

V y [m]

V x [m]

Vh [m]

S0y

S0x

S0h

5063003,713

5579046,283

159,498

-0,004

0,002

0,032

0,009

0,003

0,026

0,004

0,001

0,011

-0,005

0,004

0,014

E11_2

5063003,711

5579046,282

159,509

-0,002

0,003

0,022

-0,003

0,005

0,003

E11_3

5063003,723

5579046,284

159,516

-0,014

0,001

0,014

-0,015

0,003

-0,004

E11_4

5063003,699

5579046,286

159,564

0,010

-0,001

-0,034

0,009

0,001

-0,052

E11_5

5063003,704

5579046,290

159,551

0,005

-0,005

-0,020

0,004

-0,003

-0,039

E11_6

5063003,701

5579046,285

159,545

0,008

0,000

-0,014

0,007

0,002

-0,033

E11

5063003,709

5579046,285

159,531

E12_1

5063003,690

5579046,283

159,546

0,012

0,001

-0,018

0,018

0,004

-0,034

E12_2

5063003,699

5579046,277

159,549

0,003

0,007

-0,021

0,009

0,010

-0,037

E12_3

5063003,694

5579046,282

159,538

0,008

0,002

-0,010

0,014

0,005

-0,026

S0y

S0x

S0h

0,010

0,004

0,019

0,004

0,002

0,008

E12_4

5063003,705

5579046,284

159,510

-0,003

-0,001

0,018

0,003

0,002

E12_5

5063003,716

5579046,288

159,503

-0,014

-0,004

0,025

-0,008

-0,001

0,009

E12_6

5063003,708

5579046,287

159,524

-0,006

-0,003

0,004

0,000

-0,012

E12

5063003,702

5579046,284

159,528

E13-14

S0y

S0x

S0h

0,002

0,014

0,001

0,006

E13_1

5063003,701

5579046,290

159,530

0,002

-0,004

-0,019

0,007

-0,003

-0,018

E13_2

5063003,703

5579046,287

159,529

0,000

-0,001

-0,018

0,005

0,000

-0,017

E13_3

5063003,701

5579046,286

159,501

0,002

0,000

0,010

0,007

0,001

0,011

E13_4

5063003,707

5579046,285

159,503

-0,004

0,001

0,008

0,001

0,002

0,009

E13_5

5063003,704

5579046,284

159,503

-0,001

0,002

0,008

0,004

0,003

0,009

E13_6

5063003,704

5579046,286

159,503

-0,001

0,000

0,008

0,004

0,001

0,009

E13

5063003,703

5579046,286

159,512

E14_1

5063003,715

5579046,288

159,517

-0,004

-0,003

E14_2

5063003,710

5579046,291

159,516

0,001

-0,007

-0,002

E14_3

5063003,706

5579046,290

159,530

0,005

-0,006

E14_4

5063003,715

5579046,273

159,506

-0,004

0,011

E14_5

5063003,710

5579046,278

159,509

0,001

E14_6

5063003,709

5579046,286

159,505

E14

5063003,711

5579046,284

159,514

E15_1

5063003,704

5579046,291

E15_2

5063003,706

E15_3

S0y

S0x

S0h

0,000

0,004

0,007

0,009

0,001

0,003

0,004

-0,007

-0,001

-0,005

-0,002

-0,004

-0,016

0,002

-0,003

-0,018

0,008

-0,007

0,014

0,006

0,005

-0,002

0,009

0,003

0,002

-0,002

0,009

-0,001

0,001

0,007

159,510

0,001

0,000

-0,016

0,004

-0,004

0,002

5579046,285

159,488

-0,001

0,006

0,002

0,024

5063003,705

5579046,291

159,492

0,000

0,002

0,003

-0,004

0,020

E15_4

5063003,699

5579046,294

159,498

0,006

-0,003

-0,004

0,009

-0,007

0,014

E15_5

5063003,707

5579046,293

159,488

-0,002

0,006

0,001

-0,006

0,024

E15_6

5063003,710

5579046,289

159,486

-0,005

0,002

0,008

-0,002

0,026

E15

5063003,705

5579046,291

159,494

E16_1

5063003,715

5579046,283

159,496

-0,006

0,006

0,009

-0,007

0,004

0,016

E16_2

5063003,713

5579046,282

159,501

-0,004

0,007

0,004

-0,005

0,005

0,011

E16_3

5063003,713

5579046,288

159,500

-0,004

0,001

0,005

-0,005

-0,001

0,012

E16_4

5063003,710

5579046,287

159,505

-0,001

0,002

0,000

-0,002

0,000

0,007

E16_5

5063003,704

5579046,291

159,505

0,005

-0,002

0,000

0,004

-0,004

0,007

E16_6

5063003,697

5579046,300

159,522

0,012

-0,011

-0,017

0,011

-0,013

-0,010

E16

5063003,709

5579046,289

159,505

5063003,708

5579046,287

159,512 min =

-0,014

-0,011

-0,034

min =

-0,017

-0,013

-0,052

max =

0,012

0,011

0,032

max =

0,018

0,014

0,026

E14-15

E15-16

3. DIO

POPRAVKA IZRAČUNATA POMOĆU SREDNJE VRIJEDNOSTI KOORDINATA SVIH MJERENJA

STANDARDNO ODSTUPANJE NEPOZNANICA

E12-13

2. dio

REFERENTNO STANDARDNO ODSTUPANJE

E11-12 E11_1

POPRAVKA IZRAČUNATA POMOĆU SREDNJE VRIJEDNOSTI KOORDINATA SVAKOG SATA

E16-17

aritmetiČka sredina svih mjerenja

S0y

S0x

S0h

0,004

0,003

0,009

0,001

0,004

S0y

S0x

S0h

0,007

0,009

0,003

0,004

LEGENDA Popravka mjerenja, standardna odstupanja mjerenja i standardna odstupanja nepoznanica za pojedine sate Popravka mjerenja, standardna odstupanja mjerenja i standardna odstupanja nepoznanica svih mjerenja Najvjerovatnije vrijednosti mjerenja pojedinog sata Najvjerovatnije vrijednosti svih mjerenja

51 Tablica 1. Numerička obrada mjerenja List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Bilajbegović A. (2010): Status i perspektive postojećih i planiranih satelitskih i navigacijskih sustava Ekscentar, br. 12, str. 52-57

TEMA BROJA

Status i perspektive postojećih i planiranih satelitskih navigacijskih sustava » Asim Bilajbegović SAŽETAK. U zadnje dvije godine učinjeni su značajni koraci u izgradnji, moderniziranju postojećih te koncipiranju i testiranju novih navigacijskih satelitskih sustava. Zbog toga je u ovom radu opisan status i perspektiva postojećih i planiranih satelitskih navigacijskih sustava: GPS-a, GLONASS-a, Galileo-a, COMPASS-a, QZSS-a, IRNSS-a, WASS-a, MSAS-a, EGNOS-a, GAGAN 3-a, SDCM-a i SNAS-a. Za postojeće sustave (GPS) koncipirana i naručena je treća generacija satelita, a za GLONASS očekuje se potpuna konstelacija u 2010. godini. Višebrojnost satelitskih navigacijskih sustava zahtijeva od proizvođača GNSS prijamnika hibridnost (prijam svih signala), a ispitivanja autora pokazuju da se softveri za obradu hibridnih satelitskih mjerenja moraju osuvremeniti novim matematičkim modelima. Zbog opširnosti teme odnosno brojnosti navigacijskih satelitskih sustava opisat će se samo najbitnije karakteristike statusa i perspektive pojedinačnih satelitskih sustava. KLJUČNE RIJEČI: satelitski navigacijski sustavi, GPS, GLONASS, Galileo, COMPASS, QZSS, IRNSS, WASS, MSAS, EGNOS, GAGAN, SDCM, SNAS

>> 1. Uvod Kako su u zadnje dvije godine učinjeni značajni koraci u izgradnji i moderniziranju postojećih te koncipiranju i testiranju novih navigacijskih satelitskih sustava, u sljedećim poglavljima opisani su prvenstveno status i nove komponente satelitskih sustava, zatim kvaliteta i poboljšanja satelitskih signala, perspektive i koncept budućih prijamnika i softvera za integriranu obradu budućih GNSS-a. Pregled postojećih i planiranih navigacijskih sustava prikazan je u tablici 1, (Becker 2009). Sukladno tablici 1 u sljedećim poglavljima opisani su ukratko navedeni navigacijski satelitski sustavi.

>> 2. GPS segmenti i modernizacija 2.1 SVEMIRSKI segment Trenutačno (25.01.2010.) su u upo-

Satelitski sustav

trebi 32 satelita, od toga 12 GPS IIA, 12 GPS IIR, 8 GPS IIR-M i u pripremi je jedan satelit GPS II-F s trećom civilnom frekvencijom L5. Sateliti IIR-M emitiraju novi civilni signal L2C, a osim toga sateliti IIR-20 (M7, SVN 49) i IIR-21 (M8, SVN 50) opremljeni su za emitiranje test verzije L5 signala. SAD su morale do 26. kolovoza 2009. u putanju lansirati satelit koji emitira L5 frekvenciju da bi zadržale pravo na dodijeljenu frekvenciju. Pregled GPS signala, blokova satelita s godinom lansiranja ili planiranog lansiranja, dan je u tablici 2. i prikazan na slici 1. USA DOD (Department of Defense) najavilo je da će od jeseni 2009. uspostaviti nove navigacijske vijesti (CNAV) na L2C frekvenciji. To će ostvariti instaliranjem novog softvera na 8 GPS IIR-M satelita. Nove navigacijske vijesti sadrže niz poboljšanja u odnosu na Broadcast-

Postojeći odn. planirani broj satelita

Vrsta sustava: Globalni/ Regionalni Augmentation

Zemlja izgradnje sustava

GPS

24+

Globalni

USA

GLONASS

Globalni

Rusija

Galileo

Globalni

Europa

COMPASS

Globalni

Kina

QZSS

Regionalni

Japan

IRNSS

Regionalni

Indija

WASS

Augmentation

USA

MSAS

Augmentation

Japan

EGNOS

Augmentation

Europa

Godina

GAGAN 3

Augmentation

Indija

SDCM

Augmentation

Rusija

SNAS

Augmentation

Kina

Tablica 1. Postojeći i planirani navigacijski sustavi

GPS Blok

S i g n a l i

Messages na frekvenciji L1, snaga emitiranja signala je jača i dekodiranje signala je robusnije. Novost je fleksibilnija struktura podataka s promjenjivim duljinama bloka i varijabilnim intervalima odašiljanja. Struktura bloka je objašnjena u ICDGPS-200D i sadrži ukupno 65 vrsta vijesti. U početku će se primjenjivati 15 CNAVokvira s podacima. Npr. message Typ 0, sadržavati će broj satelita (PRN) i podatke o vremenu u intervalima od 12 sekundi. Novi signal na frekvenciji L5 na budućim satelitima GPS IIF i GPS III sadržavati će CNAV- message (URL-1) Firma Lockheed Martin razradila je osnovna tehnička svojstva, a procijenjeni su troškovi, vremenski plan izgradnje i lansiranja bloka III GPS satelita. Prva dva satelita bloka III trebalo bi zgotoviti do 2014. godine, onda bi slijedila izgradnja 8 satelita bloka IIIB i 16 satelita bloka IIIC.

IIA i IIR

IIR-M

IIF

III

1978.-2005.

2005.

2009.-2011.

2014.

L1 C/A

L1 P(Y)

L1 M

L1 M L1 C

L2 P(Y)

L2 P(Y)?

L2 C

L2 M

Tablica 2. GPS evolucija (modernizacija)

prof. dr. sc. Asim Bilajbegović dipl. ing. geod., Faculty of Geoinformation at University of Applied Sciences Dresden, e-mail: bilajbegovic@htw-dresden.de

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Bilajbegović A. (2010): Status i perspektive postojećih i planiranih satelitskih i navigacijskih sustava Ekscentar, br. 12, str. 52-57

uopće mjerili pseudoudaljenosti. Pogreške pseudoudaljenosti su bile između 10 do 100 km. Zbog toga, bitno je imati više od 30 satelita istog sustava ili iz kooperativnih različitih sustava. Slično Galileo-u GPS sateliti bloka III imat će servis traženja i spašavanja kojeg trenutačno razvija NASA. Slika 1. Prikaz razvoja GPS signala (Reaser, C. R. 2006)

Slika 2. Kontrolni (zemaljski) segment GPS (URL-1)

Blok III sateliti emitirali bi četvrti civilni signal L1C. Ovi sateliti će moći međusobno komunicirati i dovoljno je s jedne kontrolne stanice poslati podatke vidljivim satelitima, a oni ih dalje dostavljaju preostalima. To omogućava brže dostavljanje aktualnih efemerida i upozorenja o pogreškama satelita, što povećava pouzdanost satelitskih vijesti i podataka. Povezano s modernizacijom GPS satelita, prijeti opasnost isključivanja dosadašnjih signala na L2 frekvenciji. Onda uporaba P-koda na frekvenciji L1 i L2 od 31.12.2020. ne bi bila moguća, zbog premalog broja starih satelita. A to znači da se ne garantira primjena GPS prijamnika iz 1980-ih, 1990-ih, kao i današnjih prijamnika. Kako u svijetu ima instaliranih preko 10.000 dvofrekvencijskih prijamnika na permanentnim stanicama, modernizaciju GPS treba uzeti u obzir da se izbjegnu pogrešne investicije. Vrlo važno svojstvo je integritet satelitskog sustava, poglavito tijekom slijetanja zrakoplova, neophodna je potpuna pouzdanost GPS signala. Prema ispitivanjima (Enge 2008) od 1993. do 2008. bilo je ukupno tri slučaja pogrešnih efemerida satelita, dva do tri slučaja pogrešnih satova satelita s velikim hodom sata i oko 24 malih anomalija. Npr. od 8. do 10. listopada 2007. pet satelita bloka IIR i jedan satelit IIR-M su od 2 do 12 sati emitirali koruptirane podatke. Oni su prenosili C/A codove na L1 frekvenciji koji nisu bili uporabljivi. Uzrok je bila pogreška pohrane prenesenih podataka od kontrolnih stanica. Zapravo, softver za prijenos podataka imao je pogrešku u pohrani podataka na satelitima. Neki prijamnici su sa starim almanahom slijedili satelite, a drugi nisu

2.2 Kontrolni (zemaljski) segment GPS Globalna mreža kontrolnih stanica imati će 17 monitornih postaja i dvije redundantne glavne operativne centrale. Cilj je mogućnost opažanja svakog satelita s tri monitoring (opažačke) postaje. Zapravo stara Master Control Station je 14. rujna 2007. predala svoju nadležnost novom operacijskom centru Schriever Air Force Base u Colorado Springs u Coloradu. Znatno poboljšanje je novi kompjuter i softver za računanja navigacijskih vijesti, novi program za kontrolu satelita i više antena za komunikaciju. Mogućnost komunikacije sa satelitima je sa 92,7% povećana na 94,5%. Povećani broj GPS prijamnika na monitoring stanicama omogućuje 100% nadziranje signala satelita i uz 99,8% redundanciju putanja satelita (Slika 2).

>> 3. GLONASS modernizacija 3.1 Svemirski segment Već sedmu godinu GLONASS se nalazi u procesu modernizacije koja je planirana u trajanju od 11 godina. GLONASS sustav 25.01.2010. ima 18 aktivnih satelita i jedan u pričuvi. Krajem 2009. trebalo je biti aktivno 22, krajem 2010. trebalo bi biti 24 i krajem 2011. 30 aktivnih satelita. Prvi start GLONASS-K satelita planiran je krajem 2010., (URL-2). 15. veljače 2008. ruska vlada objavila je promjenu FDMA (Frequency Division Multiple Acces) modulacije u CDMA (Code Division Multiple Acces) na frekvencijama L1 i L2. Signali će imati binarnu Offset-Carrier strukturu BOC (2,2) sa srednjom frekvencijom od 1.575,42 MHz i BOC (4,4) strukturu na frekvenciji 1.176,45 MHz. (Ove frekvencije odgovaraju L1 i L5 frekvencijama GPS-a, i približno odgovaraju Galileo-vim i COMPASS-ovim signalima). Dodatni FDMA signal bit će moduliran na L3 frekvenciji (1.197,648-1.212,255 MHz, nešto ispod L2 GPS frekvencije). Time se postiže kompatibilnost satelita novih generacija: GLONASS-M, GLONASS-K i GLONASS- KM sa GPS i Galileom. GLONASS-M (2003.-2015.) sateliti imaju produljen vijek trajanja na 7 godina, civilni G2C signal i stabilizirane satove satelita, te poboljšanu opskrbu energijom satelita pomoću solarnih panela.

GLONASS-K (2010.-2025.) sateliti imaju produljeni vijek trajanja satelita na 10 godina, treću civilnu frekvenciju, uvode se GNSS informacije integriteta, a imati će search and rescue servis i korekcije u realnom vremenu. GLONASS-KM satelit je u fazi definiranja i njihovo uvođenje planirano je od 2015. godine. Broadcoast efemeride GLONASS satelita od 20. rujna 2007. su date u sustavu PZ-90.02 te su se tako odstupanja u odnosu na ITRF 2000 smanjila od 50 m na svega 5-7 m. UERE - sustavna pogreška duljina smanjena je sa 3,3 na 1,8 m. Za transformaciju koordinata između ITRF 2000 i PZ-90.02 dovoljne su za sada tri translacije ∆X=-0,36 m, ∆Y=0,08 m i ∆Z=0,18 m. Stabilnost GLONASS-M cezijum-satova kreće se u području od 0,2-0,8*10-13. Problemi pri obradi hibridnih mjerenja GPS+GLONASS-a u budućnosti će se smanjiti. Sada je zbog različitih frekvencija G1 i G2 na satelitima (kanalima) pogreška sata satelita ovisna o kanalima istog satelita, što izaziva smetnje, odnosno poteškoće pri obradi podataka mjerenja.

3.2 Kontrolni segment Kontrolni segment sastoji se od 10 stanica i to: jedne master kontrolne stanice, tri kombinirane stanice za: monitoring, telemetriju koje posjeduju atomske satove i uplink funkciju. Dvije od ovih stanica izvode i laserska mjerenja do satelita. Segment ima još šest monitoring stanica, a u planu je proširenje kontrolnog segmenta na područja izvan Rusije.

3.3 Prednosti GPS-a + GLONASS-a danas? Ovdje se mogu susresti brojne publikacije pune optimizma. Ispitivanja autora (Bilajbegović i dr. 2008) o poboljšanju pouzdanosti i točnosti upotrebom GPS i GLONASS-a sa 14 satelita u HEPS-u (visokoprecizni servis u realnom vremenu) za različite zaklone horizonta dao je poboljšanja od svega 13% (Tablica 3). Planiranim prelaskom sa FDMA (Frekvency Division Multiple Acces) na CDMA (Code Division Multiple Access) kao kod GPS-a i to na frekvencijama L1 i L5 te potpunom izgradnjom GLONASS sustava za očekivati su znatnija poboljšanja. Isto tako ispitivanja autora tijekom svibnja 2009. o prednosti hibridnih sustava GPS-a i GLONASS-a (danas sa 18 satelita), korištenjem rapidne statičke metode i novog Trimble softvera TBC V. 2.0, nisu dala znatnije prednosti u odnosu na korištenje samo GPS signala. Ovdje problem leži i u algoritmu

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Bilajbegović A. (2010): Status i perspektive postojećih i planiranih satelitskih i navigacijskih sustava Ekscentar, br. 12, str. 52-57

Tip prijamnika

Ukupni broj mjerenja

Mjerenja sa standardnim odstupanjima unutar granice tolerancije

Broj neuspjelih mjerenja

Prednosti R8 GNSS [%]

Mjerenja na točkama s malim zaklonima horizonta R8 GNSS

100,0 %

94,7 %

2,6 %

R8 GPS

100,0 %

88,2 %

10,5 %

1,3 %

Bilana za R8 GNSS

+6,5 %

+7,9 %

+13,1 %

-1,3 %

Mjerenja na točkama s srednjim zaklonima horizonta R8 GNSS

100,0 %

88,5 %

11,5 %

0,0 %

R8 GPS

100,0 %

81,2 %

18,8 %

0,0 %

Bilanz für R8 GNSS

+7,3 %

+14,6 %

0,0 %

Mjerenja na točkama s velikim zaklonima horizonta R8 GNSS

100,0 %

25,0 %

31,2 %

43,8 %

R8 GPS

100,0 %

18,8 %

27,5 %

53,8 %

Bilancar R8 GNSS

+6,2 %

-3,7 %

+12,5 %

+10,0 %

Analiza svih mjerenja (na točkama s malim, srednjim i velikim zaklonima horizonta) R8 GNSS

252

100,0 %

177

R8 GPS

252

100,0 %

160

Bilanz für R8 GNSS

70,3 %

63,5 %

+6,8 %

15,1 %

19,1 %

+4,0 %

14,7 % 17,5 %

+13,6 %

+2,8 %

Tablica 3. Rezultati mjerenja na točkama s različitim zaklonima horizonta sa samo GPS satelitima (R8 GPS) i s GPS+GLONASS satelitima (R8 GNSS), (Bilajbegović i dr. 2008)

softvera, tj. računanja dvostrukih faznih razlika samo unutar jednog satelitskog sustava. Zbog toga se softveri za obradu hibridnih podataka mjerenja moraju osjetno poboljšati.

>> 4. Galileo Brojne publikacije opisuju ovaj budući europski satelitski sustav. Zbog toga su u radu sažete glavne karakteristike Galileo sustava (Weber i drugi 2001): • nezavisnost od drugih satelitskih navigacijskih sustava, • interoperabilitet s GPS-om, • postojanje različitih servisa (npr. otvorenog, sigurnosnokritičkog, reguliranog), • implementiranje servisa integriteta (na području i izvan Europe), • neovisnost servisa integriteta od Galileo kontrolnog sustava (GCS), • globalni servisi (search & rescue, servis navigacijskih podataka),

• globalno pozicioniranje i globalna dostupnost skale vremena na osnovi globalne konstelacije satelita, • regionalne komponente sustava (monitoring i up-link stanice), • intergacija s regionalnim sustavima, npr. s EGNOS-om, • integracija s lokalnim (diferencijalnim) sustavima i • kompatibilnost s UMTS (mrežama mobilnih telefona).

4.1 Svemirski segment Galileo će se sastojati od 30 MEO (Medium Earth Orbit) satelita, odnosno (27/3/1) 27 satelita s 3 satelita u pričuvi (Benedicto i dr. 2000). Visina satelita planirana je oko 23.260 km s kutom nagiba putanje od 56°. U okviru razvojne faze prvi Galileo satelit GIOVE-A (Galileo In Orbit Validation Element) razvila je tvrtka Survey Satellite Technology Limited (SSTL). Lansiran je 28. prosinca 2005. sa Sojuz raketom. Satelit ima masu 600 kg s volumenom 1,1*1,3*1,4. Drugi satelit GIOVE-B trebao je biti lansiran početkom 2006 godine. Ovaj satelit radio

Slika 3. Pregled signala i servisa Galilea

Slika 4. Shematski prikaz definicija signala Galileo sustava (Eissfeller i dr. 2007b) List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Signal

je prijašnji »Galileo Industries« konzorcij koji je imao tehničkih problema s glavnim elementima satelita i lansiran je tek 26.04.2008. s višegodišnjim zakašnjenjem. Satelit ima masu 523 kg s volumenom od 0,955*0,955*2,4 m3. Zbog toga je naručen drugi satelit GIOVE-A2 od engleske tvrtke SSTL. Radi spora Njemačke i Italije oko industrijske nadležnosti za izgradnju Galileo sustava te niza drugih problema, potpuna izgradnja sustava očekuje se tek 2014. godine, a ne kako je u početku planirano 2008. Dosadašnja opsežna ispitivanja signala i frekvencija Galilea dala su inicijativu za modernizaciju GPS-a, GLONAS-a i putokaz za izgradnju COMPASS-a (Slika 3 i 4 i Tablica 4). Sredinom prosinca 2009. naručena je izgradnja 14 Galileo satelita za 566 milijuna eura kod OHB System AG tvrtke u Bremenu. Talijanska tvrtka Thales Alenia dobila je izgradnju kontrolne stanice s troškovima od 85 milijuna eura. Galileo će imati dva kontrolna centra, jedan u Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt u Oberpfaffenhofen kod München-a, a drugi u Italiji. Značenje skraćenica u tablici 4: OSOpen Service; SoL- Safety of Life; CS- Commercial Service (regulacija trenutačno nepoznata): PRS: Public Regulated Service; Mcps- Megachips po sekundi; spssimbola po sekundi.

Frekvencija [MHz]

Servisi

Modulacija signala

Chiprate [Mcps]

Daterate [sps]

E5a

1176,45i

AltBOC (15;10)

10,23

250

E5b

1207,14

OS SoL CS

AltBOC (15;10)

10,23

250

1278,75

BPSK (5)

5,115

1000 100

1278,75

PRS

BOC (10;5)

5,115

E1B

1575,42

OS SoL CS

CBOC (6,1;1/11)

1,023

250

E1A

1575,42

PRS

BOC (15;2,5)

2,5575

100

Tablica 4. Pregled Galileo frekvencija i modulacija signala

Bilajbegović A. (2010): Status i perspektive postojećih i planiranih satelitskih i navigacijskih sustava Ekscentar, br. 12, str. 52-57

Otvoren servis (OS) biti će na frekvencijama E1 i E5a/E5b/E5ab s besplatnim korištenjem. Komercijalni servis (Commercial service-CS) biti će zatvorenog karaktera čije će se korištenje plaćati. Imati će visoku brzinu prijenosa podataka Datenrate 1000 symbols/sec. Sigurnosni servis (SOL) nasuprot Otvorenom servisu, proširen je upozorenjima o ograničenju točnosti i ispadu satelita. Regulirani ili državni servis (PRS) namijenjen je isključivo državnim službama: policiji, obalnim stražama (mornarici), službama sigurnosti i vojsci. E5ab je poseban signal sa velikom valnom duljinom što uspješno smanjuje multipath-efekte. Budući prijamnici moći će primati pojedinačne signale E5a i E5b, odnosno ukupne E5(ab) signale i to prijamnici kvalitetnije (skuplje) izrade. Točnost Galilea karakterizira: • više opažanih veličina tj. 3 (4) frekvencije: L1, E6, E5a, E5b, • veći broj satelita 27 (30), odnosno veća redundancija omogućava bolju procjenu pogrešaka i pouzdanije i brže rješenje ambiguiteta (brže inicijaliziranje), • veća valna duljina signala i nova modulacija, • integritet Galileo-a i informacije kao npr. Sinal-in-Space Accuraty (SiSA), • bolja geometrija i raspolaganje, • Galileo je optimiran za veće vertikalne kutove i bolje raspolaganje sateliti-

Signal

ma u gradskim područjima. Da se dobije uvid u snagu signala GPS-a i Galilea navedimo osnovnu formulu za računanje snage signala:

Pr =

Pt λ 2

( 4πρ )

Pt: snaga emitiranja npr. C/A - code na L1 = 478,63 W = 26,8 dBW λ: valna duljina nosećeg vala Pr: snaga primljenog signala npr. za C/A - kod = 1,610-16 W = -157,8 dBW ρ: udaljenost satelit - prijamnik

P [ dBW ] = 10 ⋅ log10

P [W ] 1[W ]

Ispitivanje kvalitete GPS i Galileo signala (posebice šuma) ispitivao je (Eissfeller i dr. 2007) u ovisnosti od širine pojasa signala (Tablica 5). Očigledno manje šumove imaju Galileo signali. Najmanji šum od GPS signala ima signal na frekvenciji L5. Ova frekvencija odgovara frekvenciji E5a Galileo-va signala čiji je šum tri do četiri puta manji.

4.1.1 Multipath efekti (višestruke refleksije signala) Odaslani signali satelita mogu direktno doći do antene prijamnika ili kao reflektirani signali. Teorijski, zbog višestrukih refleksija, mjerene udaljenosti od antene do satelita mogu biti maksimalno pogrešne za ±1/4 valne duljine signala (Bi-

Vrsta modulacije

Snaga [dB.W]

B - Bandwitch [MHz]

Signal/ šum odnos S/N [dB.Hz]

Šum [m]

GPS C/A L1

BPSK(1)

-160

41,5

0,24

GPS C/A L1

BPSK(1)

-160

41,5

0,41

Galileo E1

BOC(1;1)

-155

46,5

0,14

Galileo E1

BOC(1;1)

-155

46,5

0,23

Galileo E6

BPSK(5)

-155

46,5

0,11

GPS L5

BPSK(10)

-154

47,5

0,08

AltBOC(15;10)

-155

46,5

0,02

E5a ili E5b

Tablica 5. Pregled šumova za GPS i Galileo kodna mjerenja za različite bandwith i modulacije signala (Eissfeller i dr. 2007a)

Signal

Modulacija

B [MHz]

Max. pog. zbog mult. ef. [m]

Reprezentativna srednja vrijednost mult. ef. [m] za nezaklonjen horizont

u gradu

GPS C/A

BPSK (1)

12,0

0,24

4,85

Galileo L1

BOC (1,1)

12,0

0,24

4,85

Galileo C/A

BPSK (1)

6,9

0,20

3,35

Galileo L1

BOC (1,1)

6,9

0,20

3,35

Galileo L1

MBOC (6,1,11/11)

5,2

0,17

2,04

Galileo E6

BPSK (5)

4,00

0,14

1,97

GPS L5

BPSK (10)

4,51

0,15

1,42

E5a ili E6a

AltBOC (15,10)

1,62

0,04

0,30

E5ab

AltBOC (15,10)

1,62

0,04

0,30

Tablica 6. Maksimalne i reprezentativne multipath pogreške za kodna mjerenja uz primjenu »uske« korelacije za redukciju multipath efekata (Eissfehller i dr. 2007a)

Slika 5. Multipath efekti

lajbegović i dr. 2007) (Slika 5). Poznato je da su multipath efekti ovisni od Bandwitch (širine pojasa signala). Istraživanja multipath efekata za GPS i Galileo signale pri primjeni »uske« korelacije za redukciju ovih efekata proveli su Eissfeller i dr. (2007) (Tablica 6.)

4.2 Zemaljski segment Zemaljski segment Galileo-a sastojat će se od Kontrolnog segmenta za upravljanje sustavom, koji ima zadaću određivanja putanje i vremena satova satelita (Ground Control Segment-GCS) i segmenta za nadzor integriteta sustava (Integrity Determination System-IDS) (Weber 2001). GCS segment sastojati će se od 18 do 20 monitoring stanica, 9 up-link stanica, 5TTC stanice i dva kontrolna centra (jedan u Njemačkoj, a drugi u Italiji).

>> 5. BeiDOU-2/COMPASS COMPASS se sastoji iz dvije komponente: • od jednog regionalnog navigacijskog sustava koji služi za komunikaciju i • globalnog navigacijskog satelitskog sustava. U konačnoj verziji sustav bi imao 35 satelita. Kina je ITU (Internationalen Telekomunikations Union) prijavila 27 satelita na srednjoj visini od 21.500 km (MEOorbit) s kutom inklinacije putanje od 55°, s frekvencijama odašiljanja 1.207,14, 1.268,52, 1.561,1 i 1.589,74 MHz s QPSK modulacijom i CDMA tehnologijom koja je interoperabilna s GPS-om i Galileo-om. Planirano je da sustav ima otvoreni (open) i authorised (autorizirani) servis. Open servis davao bi položajnu točnost od 10 m, brzinu s točnošću od 0.2 m/s i vrijeme s točnošću od 50 ns. Planiran je »authorised service« s visokom točnošću, pouzdanošću te integritetom.

5.1 SVEMIRSKI segment Planirana su i tri geostacionarna satelita s inklinacijom od 55° i poluosi elipse putanje od oko 42.160 km koji će prekrivati područje Kine i rubna područja Azije. Pet, već lansiranih, geostacionarnih satelita za pozicioniranje i komunikaciju sa duljinom od 58°, 75°, 80°, 140°, 110,5° i

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Bilajbegović A. (2010): Status i perspektive postojećih i planiranih satelitskih i navigacijskih sustava Ekscentar, br. 12, str. 52-57

160° operativno je od 2004. godine. To je ustvari bidirekcio-nalni sustav sa emitiranim frekvencijama satelita od 2.491,75 +/4,08 MHz i frekvencijama prijamnika od 1.615,68 MHz. Kombinacijom regionalnih i globalnih komponenata sustava, (Studija od Huang und Tsai 2008), dobiti će se PDOP vrijednosti na azijskom području, bolje nego što će pružati GPS+Galileo sustav zajedno. Isto tako specijalnom kombinacijom triju vrsta putanja satelita u područjima sa zaklonom horizonta imati će se na raspolaganju, za azijsko područje, više signala satelita nego s GPS-om i Galileo-m zajedno. Prvi MEO satelit lansiran je 13. travnja 2007., a tim sa Stanford Universitya analizira ove signale. Drugi Compass-G2 satelit lansiran je 14. 04. 2009., a treći CompassG1 satelit lansiran je nedavno, 16.01.2010. godine. Planirana je potpuna konstelacija operativnih satelita 2013. godine. Kinezi planiraju i sličan sustav WAAS/ EGNOS-u s imenom SNAS (Sino Navigation Augmentation System.).

>> 6. IRNSS Ovaj indijski regionalni satelitski sustav IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System) je u razvoju od 2006. godine od strane Indijske svemirske agencije (ISRO). Trebao bi biti izgrađen u sljedećih četiri do pet godina. Planirano je ukupno 7 satelita sa zemaljskim kontrolnim stanicama. Indija ne ide u razvoj globalnog sustava već za tu svrhu misli koristiti kineski COMPASS. Tri satelita bi imala geostacionarnu putanju, a preostala četiri imala bi geosinkronizirane putanje s nagibom putanja od 29°. Prvi IRNSS satelit trebao bi biti lansiran 2010. god. i trebao bi omogućiti određivanje položaja točaka u Indiji s točnošću od 20 m. Indijska vlada odlučila je sa 169 milijuna američkih dolara financirati sustav GAGAN (GPS-Aided Geo Augmented Navigation), koji je sličan EGNOS sustavu, a SBAS sustav WASS

EGNOS

MSAS

GAGAN

Satelit

trebao bi biti izgrađen do 2011. godine. Sustav je koncipirala ISRO i Airports Authority of India, a trebao bi biti izgrađen i implementiran od strane Američko-indijskog konzorcija. Sustav bi se prvenstveno koristio za civilnu navigaciju i odašiljao bi signale na L1 i L5 frekvenciji sa dva Sband navigacijska signala i korekciju sata satelita sa 50 bita po sekundi.

>> 7. QZSS QZSS je japanski »Quasi-Zenith Satellite System« koji s kombinacijom GPS satelita treba omogućiti opažanja na točkama s zaklonom horizonta u japanskim gradovima i brdima (Solarić 2007). Sustav se sastoji od tri kvazi geostacionarna satelita sa geosinkroniziranim putanjama, a lansiranje prvog satelita planirano je u 2009. godini (Slika 6). Vertikalni kut jednog od tri satelita biti će uvijek veći od 70° na južnom području Japana. U japanskim gradovima uvjet za GPS satelite u 60% slučajeva je da je faktor PDOP<6. Kombinacijom GPS+QZSS sustava ovaj podatak se mijenja i iznosi oko 90%. QZSS sateliti će imati na frekvenciji L1 novi kod L1C, a slati će signale i na frekvencijama L2, L5 i E5/E6 te će imati novi tip oscilatora, tj. hidrogeni maser. Na L1 frekvenciji će biti nova poruka L1- SAIF, korekturni signal koji će davati točnost pseudoudaljenosti u dijelovima metra i omogućit će npr. raspoznavanje trake po kojoj se vozi auto.

7.1 MSAS Japan gradi i SBAS za nadopunu GNSS s imenom MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System) i sa MTSAT 1 i 2 satelitima (»Multifunctional Transport Satelite System«) koji objedinjuju meteorološku i komunikacijsku službu. Ova dva satelita se kreću u geostacionarnoj putanji iznad istočnog Pacifika i prenose korekcijske podatke sada samo za GPS satelite. Prvi MTSAT-1R je lansiran 26. 02. 2005. i ima duljinu od 140°. Podr-

Putanjapoložaj

PRN broj

Opaska

RMS [m]

Medijan [m]

Intelsat Galaxy XV

142,2°W

135

L1/L5

Telesatz Antik F1R

107,3°W

138

L1/L5

Inmarsat-3F2/ IOR-E

15,5°W

120

Inicijalno operativan

<10000

Artemis

21,5°E

124

U testiranju

Inmarsat - 3F5/ AOR - W

25,0°E

126

Inicijalno operativan

MTSAT - 1R

140,1°E

129

Koris. pov. PRN 137

MTSAT - 2

145,0°E

137

Koris. pov. PRN 129

GSAT - 4

82,0°E

127

Od 2009 L1/L5

Tablica 7. Pregled SBAS satelitskih sustava List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Slika 6. Putanja QZSS satelita

žava AMSS (Aeronautical Mobile Satellite Service), te zrakoplovi mogu preko njega, pomoću L-banda, poslati podatke stanicama na zemlji. MTSAT-2 lansiran je 18.02. 2006. godine.

>> 8. Kratki pregled SBAS izgrađenih ili s započetom izgradnjom satelitskih sustava Navedimo ovdje i osnovnu svrhu izgradnje SBAS (Satellite Based Augmentation Systems) sustava. Ovi sateliti prvenstveno su razvijeni za pružanje informacija o integritetu navigacijskih rezultata i za povećanje pouzdanosti zračnog prometa (Tablica 7).

>> 9. Zaključak Analizom stanja planova modernizacije postojećih te izgradnje budućih satelitskih navigacijskih sustava može se konstatirati: • Da je očito došlo do zastoja u razvoju Galileo-a, ali to je omogućilo brojne analize budućih signala i modulacija te usmjerilo postojeće GNSS sustave na uvođenje novih frekvencija (tri) i modulacije signala. • Da narudžbom 14 Galileo satelita 13.12. 2009. kod OHB System AG tvrtke u Bremenu i narudžbe za izgradnju kontrolnog centra kod talijanske tvrtke Thales Alenia neće više biti nesporazuma oko dovršetka Galileo navigacijskog sustava. Sustav bi trebao biti potpuno operativan u 2014. godini. • Da inteligentni razvoj kombinacije GNSS regionalnih geostacionarnih sustava (Japan, Kina i Indija) omogućava s minimalnim troškovima veliku dostupnost većeg broja satelita i u područjima sa zaklonima horizonta, a samim time i veliku točnost u određivanju koordinata u navigaciji. • Da će veliki napredak i razvoj u budućnosti doživjeti DGNSS i PDGNSS s umreženim postajama na Zemlji te će se korekcije DGNSS ili PDGNSS emitirati sa satelita ili sa stanica na zemlji. • Da će kombinacija više GNSS sustava s geostacionarnim satelitima dovesti do smanjenja broja stalnih umreženih

Bilajbegović A. (2010): Status i perspektive postojećih i planiranih satelitskih i navigacijskih sustava Ekscentar, br. 12, str. 52-57

Slika 7. Varijacije faznog centra antena prijamnika i satelita

Slika 8. Kontrolirani postupak zamjene antena i prijamnika permanentnih stanica

stanica. • Da će se u budućnosti razvoj i primjena posebice osjetiti kod Precise Point Positioning (PPP) te se već danas može ostvariti točnost od 1 dm iz cca. jednosatnog opažanja ili centimetarska točnost iz četverosatnog opažanja. Obrada GNSS-a s PPP mjerenjima u DHHN 2006.-2011. pokazuje da maksimalne razlike između mjerenja različitih dana iznose 8,5 mm u smjeru sjevera, 7,9 mm u smjeru istoka i u visini od 26,2 mm (Feldmann-Westendorff 2009). Primjena PPP metode obrade pored preciznih efemerida satelita i pogrešaka njihovih satova zahtijeva: - fazni ekscentricitet antena satelita i varijacije njihovog faznog centra (PCV), - precizne modele plimnih valova Zemlje, - poznavanje deformacija kopna pod utjecajem opterećenja plimnih valova oceana te - poznavanje parametara rotacije Zemlje, tj. gibanja njenih polova. Na razvoj prijamnika mislila je IGS te je 2008. publicirala strateške zahtjeve za GNSS prijamnike (Rollo i drugi 2008). Budući prijamnici trebali bi imati jake kompjutere, a dekodiranje i obradu visokofrekvencijskih signala će preuzimati softveri prijamnika. S velikom ulogom softvera trebala bi padati i cijena prijamnika na svega nekoliko tisuća dolara. Posebice se očekuje ubrzan razvoj hibridnih prijamnika. Tako je američka vojska razvila nugget-prijamnik čiji je čip veličine nekoliko cm 2 koji integrira softver GPS prijamnika, mikro-elektronički akcelerometar, žiroskop (MEMS) i glavni dio minijaturnog atomskog sata (CSAC, točnosti 1*10 -11/satu). Točni atomski sat omogućava direktni pristup Y- i M vojnom kodu te prije toga se ne mora odrediti pogreška sata prijamnika čime se dobije posebice velika točnost koordinata i sa malim brojem satelita. Osim toga, poslije gubljenja signala satelita, brzo se uspostave mjerenja, a atomski sat prijamnika povećava točnost određivanja visina.

GNSS: A Perspective From Asia, Proc. of ION GNSS 2008, pp. 2227-2238. »» Eissfeller, B., M. Irsigler, AvilaRodriguez, J.-A., Schüler, E., T. Schüler (2007a): Das europäische Satellitennavigationssystem GALILEOEntwick-lungsstand; AVN, 2/2007, pp. 42-55, Februar 2007, Wichmann-Verlag, Heidelberg. »» Eissfeller, B., G. Ameres, Kropp, V., D. Sanroma, D. (2007b): Performance of GPS, GLONASS and Galileo; Beitrag zur 51. Photogrametrischen Woche, 3.-7. 09. 2007, Stuttgart. »» Feldmann-Westendorff, U. (2009): Von der See bis zu den Alpen: Die GNSSKampagne 2008 im DHHN 2006-2011. Beiträge zum 83. DVW-Seminar am 18. und 19. März in Dresden. pp. 95-111. »» Rollo, R. (2007): Navigation nugget: new chip-scale atomic clock plus GPS receiver transforms navigation, The Department of the Navy information Technology magazine, CHIPS, AprilJune, 2007, http://www.chips.navy.mil. »» Reaser, C. R. (2006): Navstar Global Positioning System. Allsat open Conference, Hannover. »» Schüler, T., Wallner, S., Seyfert, E.: Entwicklungsstand GALILEO mit einem Ausblick auf die Kombination mit GPS für die schnelle RTK-Positionierung. Zfv, Heft 6/2009, pp. 363- 371. »» Solarić, M. (2007): Japan’s QuasiZenith Communication and Position Satellite System. »» Journal of the Croatian Cartographic Society, Zagreb, Mai/2007 »» Wanniger, L. (2009): Code - und Phasenmessungen zu SBAS-Satelliten für Positionsbestimmung. Beiträge zum 83. DVW-Seminar am 18. und 19. März in Dresden. pp. 39-50. »» Weber, T., Trautenberg, H. L., Schäfer, Chr. (2001): Galileo system Architecture - Status and Concepts, Proceedings ION GPS 2001, Salt Lake City. »» URL-1: http://navcen.uscg.gov/pubs »» URL-2: http:/www.glonass-ianc.rsa.ru E

Radi povećanja točnosti GNSS mjerenja te cijelog niza novih frekvencija satelita (posebice trenutačno kod GLONASS-a), apsolutna kalibracija antena prijamnika i satelita u budućnosti će imati veliki značaj (slika 7). Zbog stalnih modernizacija GNSS sustava zamjena prijamnika i antena na permanentnim referentnim stanicama (što se u budućnosti odnosi i na CROPOS) treba se obavljati tzv. »kontroliranim postupkom« (Wanninger 2009) (Slika 8). Zbog ujednačenosti i smanjenja troškova obrade GNSS mjerenja, geodetske uprave pojedinih zemalja uvode „of line“ servise za obrade GNSS mjerenja, npr. »BaLiBo«, servis njemačke pokrajine Saske. Ovaj će se trend intenzivirati u budućnosti.

>> Literatura »» Benedicto, J., S. E. Dinwiddy, G. Gatti, R. Lukas, M. Lugert (2000): Satellite Design and Technology Developments: European Space Agency, Noordwijk, November 2000; htpp://esamultimedia. esa.int/docs/Galileo_world_paper_ Dec_2000.pdf. »» Becker, M. (2009): Status i Perspektiven der Modernisierung von GPS und GLONASS. Beiträge zum 83. DVW-Seminar am 18. und 19. März in Dresden. pp. 3-20. »» Bilajbegović, A., Vierus, M. (2007): Untersuchung der Multipath-Effekte verschiedener GPS-Antennentypen und ihrer Einflüsse auf die Genauigkeit der Koordinatenbestimmung. AVN 1/2007, pp. 9-18. »» Bilajbegović, A., Leu, E., Vierus, M. (2008): Vorteile hybrider GNSS-Systeme? Allgemeine Vermessungs-Nachrichten 4/2008, Heilderberg, pp.122-129. »» Dvorkin, V., Karutin, S. (2006): GLONASS: Current status and perspectives. Allsat open conference, Hannover, 22.06.2006. »» Huang, Y.-S., Tsai, M-L. (2008): The Impackt of Compass/Beudou-2 on Future

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Pribičević B., Medak D., Đapo A. (2010): Integracija suvremenih geodetsko-hidrografskih mjernih metoda u krškim područjima Republike Hrvatske Ekscentar, br. 12, str. 58-63

ZNANOST I STRUKA

Integracija suvremenih

geodetsko-hidrografskih

mjernih metoda u

krškim područjima

Republike Hrvatske » Boško Pribičević » Damir Medak » Almin Đapo

SAŽETAK. Suvremena geodetsko-hidrografska mjerenja i na njima utemeljena znanstvena istraživanja na krškom području Nacionalnog parka Plitvička jezera, započela su s realizacijom projekta pod pokroviteljstvom UNESCO-a 2000. godine. Istraživanja su nastavljena kroz europski interdisciplinarni projekt CERGOP2/Environment 2003-2007 te nadalje uz potporu znanstvenog vijeća NP Plitvička jezera. Na Prošćanskom jezeru i jezeru Kozjak ponavljana su snimanja dna pomoću ultrazvučnog dubinomjera čiji se senzori pozicioniraju integracijom sa satelitskim sustavom. U ovom se radu prikazuju primjene najsuvremenijih satelitskih i akustičkih hidrografskih mjerenja potrebnih za izradbu digitalnoga trodimenzionalnog modela dna jezera Kozjak i Prošćanskog jezera, kao praćenje dinamike taloženja sedrenih naslaga kroz duže vremensko razdoblje. Obrada izmjerenih podataka izvedena je primjenom suvremenih geostatističkih metoda. Ta će geodetska istraživanja kroz vremenski niz ponavljanih opažanja i analize rezultata pridonijeti praćenju i sprječavanju procesa eutrofikacije Plitvičkih jezera te biti temelj za istraživanja drugim znanstvenim disciplinama. KLJUČNE RIJEČI: dvofrekventna batimetrija, trodimenzionalni model jezera, integracija satelitskog određivanja položaja i dubinomjera, eutrofikacija, Plitvička jezera

>> 1. Uvod Nacionalni park Plitvička jezera smješten je u dijelu Hrvatske gdje se iz sjevernoga ravničarskog prostora prelazi u uzdignutiji i okršeni planinski predio. Riječ je o specifičnom hidrogeološkom sustavu od 16 jezera koje čine vode rijeke Korane i njezinih pritoka Bijele rijeke, Crne rijeke i Rječice. Ona se kaskadno nižu i povezuju prirodnim stepenicama stvarajući prekrasne vodopade različitih visina i veličina. Cijelo zaštićeno područje Nacionalnog parka zauzima oko 295 km 2 ili točnije 29.482 ha površine. Od 1979. godine NP Plitvička jezera nalazi se na Listi svjetske prirodne baštine UNESCO-a. Gornja jezera leže pretežno na nepropusnim dolomitnim slojevima, a Donja jezera protječu kroz propusne i u vodi lako topive rudistne vapnence. Nacionalni park smješten je na krškom reljefu koji karakteriziraju vrtače, uvale, pećine i podzemni vodeni tokovi. U tom okružju stijene su porozne pa kopnene vode nestaju u krškom podzemlju i prolaze kroz vrlo komplicirane podvodne kanale i prolaze. No u središtu takvoga krajolika ističe se površina s velikom količinom nadzemne vode. Na toj se površini nalaze stariji slojevi, a oni uz karbonate sadrže ilovaču i laporac koji su nepropusni. Zbog toga to 58

područje zadržava velike volumene vode na površini. Ondje su smještena Plitvička jezera. Najvažniji su vodotoci Crna i Bijela rijeka koji postaju dijelom Plitvičkih jezera malo niže od mjesta njihova spajanja. Dugoročno gledano, osnovna svrha tih istraživanja, zajedno s prethodnim, a i projektima koji slijede, zaštita je ekosustava Parka, održavanje prirodnog okoliša i njegovih autohtonih vrsta te očuvanje temeljnog fenomena koji će biti opisan u sljedećem poglavlju.

>> 2. Temeljni fenomen NP Plitvička jezera i njegova ugroženost U Nacionalnom parku Plitvička jezera pregrade između jezera, preko kojih padaju slapovi i slapići, nastaju na poseban prirodni način. Pod određenim fizikalno-kemijskim i biološkim uvjetima nastaje sedra (travertin, bigar) i taloži se na dnu jezera te na potopljenim predmetima. Sedra izgrađuje podvodne pragove i pregrade (barijere) koje se izdižu iznad vode rastući stalno u visinu i širinu. Upravo je stalno stvaranje sedre, uz toplu klimu i bujnu vegetaciju te ne narušenu prirodnu ravnotežu, prvi čimbenik zbog kojeg su Plitvička jezera postala dio Svjetske pri-

rodne baštine. Sedra se taloži na dnu Plitvičkih jezera u obliku mikroskopski sitnih kristalića koji dno jezera oblažu debelim slojem sprječavajući tako gubitak vode kroz rupičastu, kršku podlogu. Zahvaljujući tomu, velika Gornja jezera (Prošćansko jezero i Kozjak), koja leže na dolomitnoj podlozi, ne gube vodu, ali već nakon početka toka rijeke Korane voda se gubi u podzemlje jer prestaju procesi sedrenja. Danas se na području NP Plitvička jezera mogu detektirati mjesta gdje je sedrenje izostalo ili je intenzitet sedrenja smanjen. Provedena znanstvena istraživanja dokazala su da povećana količina otopljenih organskih tvari (zagađenja) zaustavlja procese sedrenja na Plitvičkim jezerima. Dakle, ondje se događa neumitan proces eutrofikacije ili proces starenja jezera, što je inače prirodni proces koji traje stotinama godina, ali ga čovjek svojim djelatnostima (poljoprivreda, stočarstvo, turizam, otpadne vode naselja i hoteli) može znatno ubrzati. Eutrofikacija je proces obogaćivanja voda hranjivim tvarima koje pospješuju rast vodenih biljaka kao što su planktonske alge i alge dna te više vodene biljke. Plitvička jezera danas su obrasla močvarnom vegetacijom, a dno jezera prekriveno je podvod-

prof. dr. sc. Boško Pribičević, dipl. ing. geod., Katedra za hidrologiju, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: bpribic@geof.hr prof. dr. sc. Damir Medak, dipl. ing. geod., Katedra za geoinformatiku, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: dmedak@geof.hr dr. sc. Almin Đapo, dipl. ing. geod., Katedra za hidrologiju, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: adapo@geof.hr List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Pribičević B., Medak D., Đapo A. (2010): Integracija suvremenih geodetsko-hidrografskih mjernih metoda u krškim područjima Republike Hrvatske Ekscentar, br. 12, str. 58-63

nim livadama. Na sedrenim barijerama sve su deblja stabla koja svojom težinom ugrožavaju njihovu statiku prijeteći urušavanjima slapova. Sama eutrofikacija je inače normalan prirodni proces starenja jezera kroz tisuće godina, dok antropogenu eutrofikaciju uzrokuje čovjek svojim djelatnostima, a ona može uništiti vodeni ekosustav u vrlo kratkom vremensku roku. Očigledno je da je posljednjih desetljeća Plitvička jezera zahvatio proces antropogene eutrofikacije.

>> 3. Osnove refleksije i povratno rasipanje zvučnog vala od različitih slojeva Prvi aspekt podvodne akustike koji ćemo analizirati povezan je sa širenjem zvučnih valova u vodi. Prvi efekt širenja vala odnosi se na opadanje amplitude signala s geometrijskim efektom s jedne strane i apsorpcijom s druge strane. Apsorpcija je povezana s kemijskim svojstvima morske vode i ključni je čimbenik u širenju podvodnih zvučnih valova; ograničava njihovo područje na visokim frekvencijama. Procjena gubitaka širenja valova bitan je čimbenik izvedbe sonarnih sustava.

3.1 Brzina zvuka u vodi Brzina širenja zvučnih valova ovisi o karakteristikama medija kojim se valovi šire: ovisi o gustoći ρ i modulu elastičnosti E:

U morskoj vodi brzina zvučnog vala iznosi oko c = 1.500 m/s (uglavnom je između 1.450 m/s i 1.550 m/s, što ovisi o tlaku, salinitetu i temperaturi). Gustoća morske vode iznosi približno ρ = 1.030 kgm –3, dok je gustoća slatke vode nešto niža (1.000 kgm –3) (Ingham 1992). U morskim sedimentima (talogu) koji se u prvom približenju smatraju tekućim medijem, gustoća varira između 1.200 kgm –3 i 2.000 kgm –3. U zasićenim sedimentima brzina je proporcionalna brzini u vodi pa brzina zvuka varira između 1.500 m/s i 2.000 m/s.

3.2 Frekvencija i valna duljina Zvučni valovi općenito nisu trenutačne smetnje (perturbacije), nego stalne vibracije. Karakterizira ih frekvencija f (broj vibracija u sekundi, izražena u Hz) ili period T (period elementarne promjene, povezan s frekvencijom preko izraza T = 1/f). Frekvencije koje se koriste u podvodnoj akustici variraju od 10 Hz do 1 MHz, ovisno o primjeni, tj. u periodima

od 0,1 s do 1 µσ (Lurton 2002). Valna duljina prostorni je interval između dviju točaka medija, a prolazi kroz iste vibracije s fazom višekratnikom od 2π. Drugim riječima, to je udaljenost koju val prijeđe tijekom jednog perioda signala s brzinom c. Slijedi :

α = cT =

c f

Zvučni efekti dna dosta su kompleksniji od efekta površine. Vidljivi su različiti procesi, a njihova relativna važnost ovisit će o frekvenciji signala. Jezersko se dno općenito ponaša kao gruba površina, zato raspršuje upadne zvučne valove. Tako raspršen povratni val signal je koji koriste svi podmorski kartirajući sonari. Značajan dio ulazne energije može prodrijeti u dno zbog malog kontrasta otpora između vode i sedimenata. Apsorpcija unutar sedimenata mnogo je veća nego u vodi (obično 0,1 dB do 1 dB / valna duljina). No, niske se zvučne frekvencije mogu širiti sa znatnom razinom. Procesi slični onima kod širenja vala u vodi (tj. unutarnja refrakcija i refleksija) mogu se javiti i unutar sedimenata. Sedimenti mogu isto tako pokazati profile brzine zvuka i gustoće s gradijentima i diskontinuitetom, zbog geoloških procesa u slojevima.

3.3 Refleksija Zvučni će se val prilikom širenja kroz more ili jezero vrlo često sudariti sa zaprekama u vodi (ribe, planktoni, mjehurići, podmornice), ili s granicama medija (morsko ili jezersko dno i morska ili jezerska površina). Te će zapreke poslati natrag sonarnom sustavu neke odjeke odaslanog signala, a dio će primiti sonarni sustav. Ti će odjeci biti ili poželjni (ako je zapreka željeni cilj) ili nepoželjni (ako smetaju korisnom signalu). U svakom slučaju, razumijevanje njihovih svojstava vrlo je bitno za dobro funkcioniranje sonarnog sustava jer se odjeci moraju primiti pod najboljim uvjetima; moraju se ili reducirati ili filtrirati (Lazarević 1987). Refleksija zvuka na površini vodenih sedimenata najprikladnije je opisana s koeficijentom refleksije tekuće površine. Može uključivati efekt »odsječenog« vala, važan za pješčane sedimente. Za račun mikroskale hrapavosti, gubitak koherentne refleksije može biti dodan koeficijentu refleksije. Rezultat je tada ovisan o frekvenciji. Na niskim frekvencijama (ispod nekoliko kHz) treba modelirati interakciju vala sa slojem sedimenta, i to što je fre-

kvencija niža, na dubljoj razini. Značajni procesi tada nisu nepravilnosti reljefa i malene heterogenosti okoliša, nego brzina zvuka/gustoća profila i najčešće njihov diskontinuitet. Takvo zvučno ponašanje primjenjuje morska geologija i geofizika (seizmika, profiliranje sedimenata). U praksi, zvučna se energija može reflektirati na površinama među slojevima. Može doći i do refrakcije zbog profila brzine zvuka u sedimentima. Na mjestima snažnih dodira i niskih frekvencija može se promatrati površina valova kako se širi na granici između slojeva različitih karakteristika. Ti će se valovi razlikovati po prirodi površine. Ta je činjenica iskorištena u tehnikama refrakcije kod seizmike (geologija, geofizika).

Slika 1. Koeficijenti refleksije na površini pojedinih vodenih tipova sedimenata

>> 4. Snimanje jezera Kozjak i Prošćanskog jezera s analizom rezultata mjerenja Suvremena geodetsko-hidrografska mjerenja i na njima utemeljena znanstvena istraživanja na području Nacionalnog parka Plitvička jezera započela su realizacijom projekta pod pokroviteljstvom UNESCO-a 2000. godine (Medak i Pribičević 2000). Istraživanja su nastavljena kroz europski interdisciplinarni projekt CERGOP2/Environment 2003-2007 (Medak i Pribičević 2004), (Pribičević i Medak 2001), te nadalje uz potporu znanstvenog vijeća NP Plitvička jezera. Na Prošćanskom jezeru i jezeru Kozjak ponavljana su snimanja dna s pomoću ultrazvučnog dubinomjera čiji se senzori pozicioniraju integracijom sa satelitskim sustavom.

4.1 Karakteristike područja istraživanja Jezero Kozjak se nalazi na nadmorskoj visini od 534 m, najveća dubina mu je 46 m a površina 0,83 km 2 i ono je najveće i najdublje od svih Plitvičkih jezera. Proteže se u smjeru sjeverozapad – jugoistok, dužine 2.350 m i širine od 135 m do 670 m. Prošćansko jezero, ima najveću nadmorsku visinu u sustavu od 16 jezera. U

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Pribičević B., Medak D., Đapo A. (2010): Integracija suvremenih geodetsko-hidrografskih mjernih metoda u krškim područjima Republike Hrvatske Ekscentar, br. 12, str. 58-63

jezero utječe stalni vodotok Matica, odnosno spojene vode Crne i Bijele rijeke. Jezero se nalazi na nadmorskoj visini od 636 m, površina mu je 0,68 km2, a najveća dubina od 37 m ispred Osmanove drage, odnosno na 370 m udaljenosti od Labudovačke barijere. Dužina je jezera 2100 m, a širina mu varira od 180 do 400 m. Na početku jezera u smjeru zapada odvaja se Liman draga (od turskoga liman: zaljev) dužine 900 m.

15 km), frekvencije 15 do 50 kHz za dubine 1 do 8 km, a frekvencije 100 do 300 kHz služe za dubine do 1 km (Slika 3).

4.2 Dvofrekventna batimetrija

Na području NP Plitvička jezera zabranjeno je izvoditi istražna bušenja radi određivanja debljine naslaga sedre pa je za provedbu predmetnih istraživanja odabrana metoda dvofrekventne batimetrije, koja se najčešće koristi za snimanje podvodnih naslaga i taloga. Princip je vrlo jednostavan: istodobno se koriste dvije sonde s različitom frekvencijom. Sonda s višom frekvencijom generira signal koji se reflektira od prve prepreke na koju naiđe (i meki i tvrdi materijal), a sonda s niskom frekvencijom odašilje signal koji prolazi kroz mekše materijale (mulj, šljunak i sl.). Usporedbom rezultata dobiju se područja na kojima se nalaze naslage te njihova debljina (Pribičević 2005). Kada je dno mora, rijeke ili jezera sastavljeno od slojeva različitih materijala, koji se preklapaju jedni preko drugih, dubinomjer će prepoznati različite slojeve pri niskim frekvencijama, a pri visokim će frekvencijama prepoznati samo najviši sloj. Analogno širenju kroz vodu i u slojevima dna signali niže frekvencije slabije se prigušuju pa će prodirati dublje u dno. Ovisno o frekvenciji zvučnog vala, odaslani signal reflektira se od različitih gustoća na koje nailazi pri rasprostiranju. Niže frekvencije, od 7 do 15 kHz, prodiru duboko u slojeve dna i mogu odrediti granice svih slojeva do čvrste stijene. Takvi uređaji koji rade na najnižim frekvencijama često se nazivaju i sedimentni (sub-bottom) profileri jer najčešće služe za dobivanje informacija o slojevima dna. Frekvencije od 15 do 30 kHz služe za određivanje granice između vode ili mulja i stijena. Valovi visokih frekvencija, 100 do 300 kHz, reagiraju na malu promjenu gustoće tako da mogu otkriti granicu prijelaza vode u mulj (Lachapelle 2002). Moderni dvofrekventni uređaji koriste i visoke i niske frekvencije tako da mogu određivati različite gustoće slojeva pa se koriste za istraživanje sastava morskog dna (Müller i Wunderlich 2003). Dubinomjeri s frekvencijama 7 do 15 kHz služe za mjerenje u oceanima (doseg i do

Slika 2. Slojevi morskog dna

4.3 Planiranje i priprema mjerenja Kao priprema za izvođenje batimetrijskih mjerenja na Prošćanskom jezeru izvršena je vektorizacija granice jezera s karte TK Plitvice 22, mjerila 1:5000, korištenjem programskog paketa AutoCadMap. Granica jezera georeferencirana je i učitana u programski paket Hypack Max kao pozadinska ( background) datoteka čime je dobiven položaj jezera u prostoru. Na osnovi dobivenih granica jezera planirana su mjerenja, odnosno planirane su linije snimanja jezera. S pomoću izračunanih sedam parametara Helmertove transformacije, u programskom paketu Hypack Max, omogućeno je dobivanje koordinata sonde u realnom vremenu primjenom RTK metode satelitskog određivanja položaja. Programski paket Hypack Max automatski preračunava koordinate dobivene s pomoću GPS-a u koordinate u GaussKrügerovoj projekciji. Transformacijski parametri određeni su korištenjem programskog paketa Trimble Geomatics Office s pomoću koordinata točaka GPSmreže na plitvičkom području i prikazani su u tablici 1. Parametar

Vrijednost

Rotacija po osi x

0° 00’ 04,840951”

Rotacija po osi y

0° 00’ 01,776092”

Rotacija po osi z

– 0° 00’ 06,976504”

Translacija duž osi x

– 572,238 m

Translacija duž osi y

– 41,289 m

Translacija duž osi z

– 461,508 m

Faktor mjerila (ppm)

– 4,431

Tablica 1. Transformacijski parametri za područje Nacionalnog parka Plitvička jezera

Korištenjem vektorizirane i geokodirane granice jezera unutar programskog paketa Hypack Max, izrađen je plan snimanja jezera odnosno ucrtane su linije snimanja jezera. Planirane linije snimanja predstavljale su orijentaciju prilikom

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

plova i mjerenja. Na ekranu prijenosnog računala u realnom vremenu dobivan je položaj broda na jezeru te njegov odmak od linije snimanja. Na taj je način olakšano upravljanje brodom po planiranim linijama snimanja. Razmak između linija snimanja ovisi o karakteristici dna pa je kod uzdužnih i poprečnih linija snimanja iznosio 40 m. U slučaju potrebe, linije snimanja moguće je progustiti za vrijeme procesa mjerenja. U najbližoj okolici jezera odabrane su najpogodnije stalne geodetske točke kao bazne točke za GPSRTK metodu određivanja položaja (Pribičević i Medak 2004).

>> 4.4 Izvođenje mjerenja i obradba podataka 4.4.1 Izvedena mjerenja Batimetrijska mjerenja na Prošćanskom jezeru izvedena su od 9. do 13. lipnja 2004. Jedna od specifičnosti izvedenih batimetrijskih mjerenja bila je integracija različitih mjernih sustava, kako bi se odredile koordinate sonde dubinomjera u realnom vremenu i odgovarajuća dubina na tome mjestu. U tu je svrhu korišten GPS-uređaj marke Trimble 5700 (baza i rover) i dubinomjer Atlas Deso 14. Svi su uređaji spojeni na prijenosno PC računalo, te integrirani u programskom paketu Hypack Max (Slika 3). Baza GPS-RTK uređaja bila je postavljena na prije navedenim geodetskim točkama uz obalu jezera, dok je rover bio postavljen na konstrukciji s bočne strane čamca na kojoj su bile postavljene i dvije sonde, uronjene oko pola metra u vodu. Postavljanjem GPS-RTK antene i sonde u vertikalu izbjegnuto je uvođenje lateralnog offseta u računanje položaja sonde. Tako je izmjerena dubina položajno odgovarala koordinatama dobivenima GPS-om te ih je bilo potrebno reducirati samo za vertikalnu udaljenost između faznog centra GPS antene i sondi. Kako bi se dobila prava vrijednost dubine jezera, tj. prava visina i položaj u prostoru, bilo je potrebno reducirati podatke obaju mjernih uređaja (GPS i dubinomjer) na trenutačnu površinu jezera. Jezero je trebalo snimiti s dvije frekvencije, a budući da je Atlas Deso 14 dubinomjer koji ne podržava istovremeni rad dvama sondama odnosno frekvencijama, mjerenja su izvedena prvo s visokofrekventnom sondom te s niskofrekventnom sondom, odnosno po projektiranim linijama snimanja plovilo se dva puta. Na temelju razlike izmjerenih dubina dvjema sondama odredit će se debljina naslaga sedre u Prošćanskom jezeru. Tijekom izvođenja mjerenja niskofrekventnom sondom uočeni su skokovi u dubini

Pribičević B., Medak D., Đapo A. (2010): Integracija suvremenih geodetsko-hidrografskih mjernih metoda u krškim područjima Republike Hrvatske Ekscentar, br. 12, str. 58-63

Slika 4. Prikaz instrumentarija i opreme za izvođenje hidrografskih mjerenja

Slika 3. Kombinacija GPS-RTK mjerenja i dubinomjera

na relativno plitkom dijelu jezera. Stoga su izvedene i kose linije snimanja na kojima su izvedena ukupno 34 mjerenja s velikom (anomalnom) dubinom. Recentna mjerenja na jezeru Kozjak su zbog vremenskih uvjeta i kompleksnosti pripreme za nesmetano obavljanje mjerenja izvedena u dva vremenska razdoblja. Prvo razdoblje je bilo od 21. do 23. rujna 2009. godine, a drugo od 14. do 16. listopada 2009. godine kada su završeni terenski radovi. Za određivanje dubina korišten je najsuvremeniji dvofrekventni ultrazvučni geodetski dubinomjer Atlas DESO 350M te viskofrekventna (210 kHz) i niskofrekventna (33 kHz) sonda. Postavke dubinomjera se kontroliraju programskim paketom Atlas Deso Control. Raspon dubina koje je moguće odrediti ovim uređajem iznosi od 0,3 m do 1.500 m. Glavna karakteristika uređaja jest kompaktnost i mobilnost uz poboljšane karakteristike određivanja i praćenja dna te mogućnost kontrole frekvencije niskofrekventne sonde pri penetraciji kroz gornje slojeve sedimenata. Navedeni dubinomjer primjenu

nalazi prvenstveno u određivanju naslaga mulja u lukama i riječnim kanalima, ali se može koristiti i kod studija u određivanju viših slojeva sedimentnih struktura. Za planiranje, prikupljanje i obradu sirovih podataka mjerenja korišten je programski paket Hypack MAX 2009. Prije samog mjerenja prikupljena je podloga za izradu planiranih linija snimanja kako bi se zadovoljili uvjeti određeni projektnim zadatkom. Zatim se pristupilo prikupljanju podataka. Prikupljeni podaci su obrađeni te analizirani i prikazani u obliku modela u programskim paketima Golden Software Surfer 8 i AutoDesk Civil 3D 2009.

4.4.2 Geostatistička interpolacija Variogram je jedan od osnovnih geostatističkih alata koji služi za određivanje ponašanja odabrane varijable u prostoru. Drugim riječima, definiramo njezinu prostornu zavisnost. Variogram, za uzorak na udaljenosti d, je polovina srednje kvadratne razlike između svih parova uzoraka koji se nalaze na udaljenosti d. To označavamo s γ(d)

n -1 1 γ (d ) =  f ( xi ) - f ( xi +1 )  ∑ 2 ( n - 1) i =1 

Variogram često nazivamo semivariogramom koji ima jednaka svojstva osim što su obje strane variogramske jednadžbe podijeljene s vrijednošću 2. Variogram je definiran izrazom:

2γ ( h ) =

( ) 1 × ∑  z ( un ) - z ( un + h )  N ( h ) n =1 N h

pri čemu je: 2γ(h) - variogram N(h) - broj parova podataka uspoređenih na udaljenosti h Z(un) - vrijednost varijable na lokaciji un Z(u n+h) - vrijednost varijable na lokaciji udaljenoj za h od početne lokacije u n Interpolacija je obavljena krigingmetodom u programskom paketu Golden Software Surfer 8. Kriging je geostatistička metoda interpolacije koja omogućuje izračunavanje vrijednosti atributa za svaku točku pravilnog rastera iz nepravilno raspoređenih ulaznih podataka. Kriging kao metoda interpolacije zadržava trendove koji su izraženi u ulaznim podacima, tj. zadržava i ne mijenja njihove vrijednosti u postupku interpolacije već ih uzima kao fiksne (Cressie 1991). Time

61 Slika 5. Prikaz ehograma iz programa Atlas DESO Control

Slika 6. Prikaz u Survey načinu rada List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Pribičević B., Medak D., Đapo A. (2010): Integracija suvremenih geodetsko-hidrografskih mjernih metoda u krškim područjima Republike Hrvatske Ekscentar, br. 12, str. 58-63

Slika 7. Parametri variograma za geostatističku interpolaciju mjerenih podataka

Slika 9. Geodetski trodimenzionalni model Prošćanskog jezera i okolnog teren

Slika 8. Trodimenzionalni geodetski model jezera Kozjak

predstavlja idealan izbor za interpolaciju ulaznih podataka koji su korišteni za tvorbu 3D geodetskog modela jezera Kozjak. Analizom podataka mjerenja došlo se do zaključka da podaci niskofrekventne sonde prate trend pada terena uz rubna područja jezera. Detaljan prikaz primjene geostatističkih metoda interpolacije na jezeru Kozjak dat je u (Medak i dr. 2008).

>> 4.5 Izradba 3D modela Prošćanskog jezera Programski paket Golden Surfer omogućuje izradbu trodimenzionalnog prikaza Prošćanskog jezera i okolnog terena (Slika 9) iz obrađenih podataka mjerenja. Za to je potrebno sastaviti ASCII datoteku s txt-ekstenzijom u kojoj se nalaze položajne i visinske koordinate svih točaka jezera i terena. Podaci za okolni teren dobiveni su na osnovi digitalizirane karte TK 25 Plitvice u mjerilu 1:5 000. Ta datoteka služi kao ulazna datoteka za

stvaranje prostorne mreže (grida), tj. za postupak interpolacije kojom se dobiva gušća, pravilnija prostorna mreža koordinata, koja služi za tvorbu trodimenzionalnog modela.

4.5.1 Određivanje karakteristike dna jezera Karakteristiku dna moguće je odrediti na temelju gubitka refleksije, kao i na temelju mjerenih profila, gdje do izražaja dolazi iskustvo opažača. Ako je profil »gladak« tada je dno prekriveno muljem ili u ovom slučaju sedrom (Slika 10). Ako je dno prekriveno travom, profil će biti neravan. To najviše dolazi do izražaja uz rubove jezera, gdje se spajaju kopno i voda pa je vegetacija u tom dijelu raznolika (Slika 11).

>> 4.6 Analiza anomalija izmjerenih dubina Prilikom obradbe rezultata mjerenja niskofrekventnom sondom uočeni su na dvije odvojene lokacije veliki skokovi dubina s maksimalnom izmjerenom vrijednošću od čak 447,72 m (Tablica 2). Zbog toga su te vrijednosti izmjerenih velikih dubina bile posebno analizirane. U tu je svrhu korišten modul Single Beam Editor

kako bi se izbrisali svi profili ili dijelovi profila koji su prikazivali realno dno. Na taj su način dobiveni samo dijelovi profila na mjestima velikih dubina. Te su „rupe“ vizualizirane s pomoću programa Surfer 8 kako bi se utvrdio eventualni trend. Kao što se vidi na slici 12, postoji jasna naznaka trenda pružanja anomalnih dubina. Kako bi se objasnili ti skokovi dubina, u istraživanje su uključeni stručnjaci iz područja podvodne akustike i geologije. Iskustva iz podvodne akustike ne mogu objasniti takve rezultate mjerenja. No kako su obavljena mjerenja bila konzistentna, tj. uvjeti su bili gotovo identični, izmjerene dubine ne mogu biti slučajne ili grubo pogrešne jer je tijekom mjerenja jasno uočen pravilan raspored tih anomalno velikih dubina (Slika 13). Iz tog razloga te zbog specifičnog sastava tla Plitvičkih jezera zatraženo je geološko mišljenje. Provedenom zajedničkom analizom utvrđeno je da prisutnost tektonskih rasjeda korelira s pojavom anomalija izmjerenih dubina. To bi se moglo protumačiti time da se ispod nataloženog sloja sedre nalaze šupljine ili kaverne koje su otkrivene mjerenjem niskofrekventnom sondom. No za donošenje konačnih zaključaka potrebno je izvršiti ponavljanje hidrografskih mjerenja istim i drugim uređajima kako bi se naši zaključci o razlogu pojave anomalnih vrijednosti dubina potvrdili ili odbacili (Pribičević i dr. 2007).

>> 4.7 Ocjena točnosti provedenih mjerenja Na točnost mjerenja integracijom uređaja GPS/dubinomjer utječu tri pogreške: • pogreška GPS-mjerenja • pogreška mjerenja dubina • pogreška određivanja položaja sonde s obzirom na antenu pokretnoga GPS- prijamnika. Standardno odstupanje GPS-mjerenja sastoji se od horizontalne (± 1 cm) i vertikalne (± 2 cm) komponente, a standardno odstupanje mjerenih dubina izno-

Slika 10. Grafički prikaz mjerenja nad dnom prekrivenim sedrom Slika 11. Grafički prikaz mjerenja nad travnatim dnom

62 List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Pribičević B., Medak D., Đapo A. (2010): Integracija suvremenih geodetsko-hidrografskih mjernih metoda u krškim područjima Republike Hrvatske Ekscentar, br. 12, str. 58-63

Slika 12. Položajni prikaz anomalija

Slika 13. Karakteristični profil izmjerenih anomalnih dubina

si ± 2 cm (vert.). Nesigurnost određivanja položaja sonde s obzirom na fazni centar antene pokretnoga GPS-prijamnika: ± 2 cm (hor). Prema zakonu o prirastu pogrešaka, ukupno standardno odstupanje obrađenih mjerenja iznosi shor. = ± 2,3 cm i svert. = ± 2,8 cm. Programski paket Hypack Max daje ocjenu točnosti mjerenja u obliku tekstualne datoteke. U tom statističkom izvješću prikazane su distribucija mjerenja, standardna devijacija te srednja pogreška mjerenja. Mjerenja su pouzdana, što potvrđuje činjenica da je samo sedam mjerenja izvan ± 3 σ (Slika 14).

Slika 14. Distribucija mjerenih dubina

>> 5. Zaključak Moderne geodetske metode mjerenja omogućuju vrlo točno i jednoznačno definiranje diskretnih točaka na Zemljinoj fizičkoj površini, uključujući i točke na vodenim površinama ili njihovu dnu s obzirom na njihov položaj u prostoru. Ta činjenica omogućava geodetskim stručnjacima uključivanje u interdisciplinarna

istraživanja kojima je svrha očuvanje i zaštita Plitvičkih jezera od daljnjeg negativnog čovjekova utjecaja i zaustavljanje procesa eutrofikacije odnosno starenja jezera. Obzirom da se radi o nacionalnom parku gdje su zbog osjetljivosti jedinstvenog ekosustava zabranjene agresivne metode kao što su istražna bušenja, za istraživanje debljine sloja nataložene sedre odabrana je metoda dvofrekventne batimetrije. U radu se prikazuju znanstvene osnove i metodologija koja je korištena pri modernim geodetskim mjerenjima na području plitvičkih jezera Kozjak i Prošćansko, njihova obradba te izradba digitalnoga trodimenzionalnoga geodetskog modela jezera. Taj 3D model postaje podloga stručnjacima ostalih srodnih i drugih znanstvenih disciplina pri donošenju odluke o načinu i obliku zaštite temeljnog fenomena na području Plitvičkih jezera. Analizom mjerenja metodom dvofrekventne batimetrije, došli smo do zanimljivih podataka. Koristeći dvije sonde s različitim frekvencijama (33 KHz i 210 KHz) dobili smo modele dviju razina dna: gornje, od koje se odbijaju valovi više frekvencije i donje, od koje se odbijaju valovi niže frekvencije. Usporedbom dubina iz tih dvaju modela dobili smo njihovu razliku, odnosno debljinu sloja nataložene sedre na dnu jezera. Ovdje treba naglasiti da je postignuta točnost primijenjene metode u potpunosti zadovoljavajuća obzirom da se radi o mjerenjima koja se planiraju izvoditi kroz dugo vremensko razdoblje. Mjerenja su pokazala da metoda dvofrekventne batimetrije ima široke mogućnosti primjene u istraživanju krških tvorevina radi njihove zaštite. Međutim, osim ekološko-znanstvene primjene, dvofrekventna batimetrija može se primijeniti i na mnoge probleme koji su također vezani uz gospodarenje prirodnim resursima: izmjeru debljine mulja na akumulacijskim jezerima, određivanje zaliha šljunka na eksploatacijskim poljima (šljunčarama), te za detekciju cjevovoda (npr. plinovoda ili naftovoda) zakopanih ispod dna mora, jezera ili rijeke. Na kraju treba napomenuti da je zbog izmjerenih velikih dubina na sjevernom dijelu jezera, potrebno ponovno provesti hidrografsku izmjeru kako bi se dobili konkretni zaključci. Tako ćemo ustanoviti točnu geološku strukturu sedimentnih slojeva dna jezera. Povežemo li te podatke s podacima drugih znanstvenih disciplina i podacima o rasjedima, moći ćemo objasniti pojavu izmjerenih anomalno velikih dubina.

ZAHVALA: Predmetna istraživanja omogućili su svojom financijskom potporom UNESCO, Europska komisija (međunarodni znanstveni projekt CERGOP-2/Environment kroz 5. okvir Europske zajednice Contract No. EVK2-CT-2002-00140), Ministarstvo znanosti, obrazovanja i športa Republike Hrvatske, NP Plitvička jezera te im autori ovom prilikom zahvaljuju.

>> Literatura: »» Cressie, N (1991): Statistics for Spatial Data. John Wiley & Sons, New York. »» Ingham, A. E. (1992): Hydrography for the Surveyor and Engineer. Oxford, Blackwell Scientific Publications; London. Third edition revised by V. J. Abbot. »» Lachapelle, G. (2002): Hydrography. TU Delft, Netherlands. »» Lazarević, Ž. (1987): Tehnička hidroakustika, Mornaričko-tehnička uprava, Beograd. »» Lurton, X. (2002): An Introduction to Underwater Acoustics; Principles and Applications Springer. »» Medak. D., Pribičević. B. (2000): A Dynamic Three-dimensional Model of the National Park Plitvice Lakes, Barriers and Tributary Streams. UNESCO World Heritage Project Final Report Contract No. 700.759.9. Zagreb, Pariz. »» Medak D, Pribičević B. (2004): Research on the International Geodynamic Test-Area Plitvice Lakes within CERGOP-2 Project. Reports on geodesy, Warsaw University of Technology, 81–88. »» Medak D., Pribičević B., Krivoruchko K. (2008): Geostatistička analiza batimetrijskih mjerenja na primjeru jezera Kozjak, Geodetski list 62(85), 3, 131-142. »» Müller S, Wunderlich J. (2003): Detection of embedded objects using parametric sub-bottom profilers. Int. Hydrographic Review 4(3), 76-82. »» Pribičević B., Medak D. (2001): Programe of Geodynamic and Environmental Studies in the Region of Plitvice Lakes. Reports of Geodesy No. 2: Warsaw University of Technology, 219–224. »» Pribičević B., Medak D. (2004): Geodetska istraživanja na Plitvičkim jezerima godine 1996. do 2000., Plitvička jezera, Plitvički bilten br. 6. »» Pribičević B. (2005): Pomorska geodezija, Sveučilišni udžbenik, Geodetski fakultet Sveučilišta u Zagrebu. »» Pribičević B., Medak D., Kordić B. (2007): Primjena dvofrekventne batimetrije u određivanju sedrenih naslaga, Geodetski list, 1-18. E

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Paar R., Marendić A., Zrinjski M. (2010): Metoda određivanja visina kombinacijom GNSS-a i laserskog sustava Ekscentar, br. 12, str. 64-68

ZNANOST I STRUKA

Metoda određivanja

visina

kombinacijom GNSS-a i laserskog sustava » Rinaldo Paar » Ante Marendić » Mladen Zrinjski

SAŽETAK. GNSS RTK metodom nije moguće ostvariti milimetarsku preciznost prilikom mjerenja visina točaka. Postojeći GNSS sustavi omogućuju mjerenje visina točaka u RTK modu rada s preciznošću 2–3 centimetra. Za veliku većinu geodetskih zadataka ta preciznost je dovoljna, no za one najpreciznije inženjerske radove potrebno je ostvariti subcentimetarsku preciznost. Kombiniranjem GNSS RTK sustava s laserskom tehnologijom moguće je povećati preciznost mjerenja visina točaka sa centimetarske na milimetarsku razinu. U ovom radu prikazane su mogućnosti, prednosti i nedostaci Topcon GNSS RTK HiPer Pro sustava u kombinaciji sa Topcon LazerZoneTM tehnologijom, u svakodnevnim geodetskim zadacima za potrebe inženjerske geodezije. Usporedba navedenog sustava s klasičnim metodama određivanja visina točaka, tj. mjerenja visinskih razlika između njih, također je izložena u okviru rada. Visinske razlike između točaka uspostavljenih na testnom polju izmjerene su geometrijskim i trigonometrijskim nivelmanom, te su određene visine dotičnih točaka u odnosu na referentnu točku koja ima poznatu visinu. Visine određene geometrijskim nivelmanom uzete su kao referentne. Također su određene visine istih točaka RTK metodom i mmGPS-om. Napravljena je usporedba visina određenih trigonometrijskim nivelmanom, RTK metodom i mmGPS-om u odnosu na referentne visine. Na kraju rada, dana je ocjena točnosti za svaku od ovih metoda. KLJUČNE RIJEČI: GNSS, laserski sustav, RTK metoda, preciznost.

>> 1. Uvod Metoda geometrijskog nivelmana, uz primjenu nivelira s dodatkom planparalelne ploče i pribora za precizno niveliranje (invarske letve s dvostrukom podjelom, papuče, držači za letve i suncobran), najprecizniji je način određivanja visinskih razlika kojom je moguće ostvariti i submilimetarsku preciznost. Preciznost mjerenja visinskih razlika iskazuje se standardnim odstupanjem sume visinskih razlika dobivenim niveliranjem u dva smjera, prema normi ISO 17123-2:2001 (ISO 2001a). Optičkim nivelirima s dodatkom planparalelne ploče moguće je ostvariti preciznost od 0,3 mm/1 km (Benčić i Solarić 2008). Modernim digitalnim nivelirima moguće je ostvariti preciznost od (0,3–1,0 mm)/1 km (Benčić i Solarić 2008). Metodom trigonometrijskog nivelmana, uz primjenu mjernih stanica, moguće je ostvariti subcentimetarsku preciznost određivanja visinskih razlika. Za razliku od klasičnih geodetskih

metoda kojima se mjere visinske razlike, satelitskim metodama određuju se visine točaka. GNSS RTK metodom mjerenja moguće je ostvariti preciznost mjerenja visina točaka od 1–3 cm (Bačić i Bašić 1999). Kada bude postignuta puna konstelacija Galileo sustava 2012./2013. godine (Hofmann-Wellenhof i dr. 2008), zajedno sa GPS-om i GLONASS-om, u orbiti će biti preko 60 satelita za pozicioniranje (Zrinjski i dr. 2005), čime će se povećati točnost određivanja visina GNSS sustavima. Preciznost koju danas ostvarujemo GNSS sustavima za određivanje visina točaka možemo obavljati veliku većinu geodetskih zadataka, no za preciznije inženjerske radove potrebno je ostvariti subcentimetarsku preciznost.

>> 2. Određivanje visina GNSS RTK metodom i laserskom tehnologijom Proizvođač geodetskih instrumenata Topcon razvio je novu tehnologiju

pod nazivom Topcon LazerZone TM koja omogućava određivanje i iskolčenje visina s milimetarskom preciznošću. Sustav je moguće koristiti samo u kombinaciji s Topcon RTK sustavima. Takav integrirani sustav sastoji se od: • Topcon HiPer Pro GNSS RTK sustava i • Topcon LazerZoneTM sustava. Topcon LazerZoneTM sustav čine: • laserski odašiljač PZL-1 i • laserski senzor PZS-1. Sustav radi na sljedeći način. Referentni GNSS uređaj postavlja se na poznatu točku te šalje sve korekcije putem radioveze pokretnom GNSS uređaju ispod kojeg je postavljen laserski senzor. Laserski senzor prima laserski signal od laserskog odašiljača koji je postavljen na poznatu točku (točka ima poznatu visinu milimetarske preciznosti (točnosti)). Laserski senzor povezan je s GNSS pokretnim uređajem te trenutno računa visinske razlike s milimetarskom preciznošću u odnosu na

mr. sc. Rinaldo Paar, dipl. ing. geod., Katedra za inženjersku geodeziju, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: rpaar@geof.hr Ante Marendić, dipl. ing. geod., Katedra za inženjersku geodeziju, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: amarendic@geof.hr Mladen Zrinjski, dipl. ing. geod., Katedra za zemljomjerstvo, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: mladen.zrinjski@geof.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Paar R., Marendić A., Zrinjski M. (2010): Metoda određivanja visina kombinacijom GNSS-a i laserskog sustava Ekscentar, br. 12, str. 64-68

prebacivati iz jednog u drugi djelokrug rada laserskih odašiljača.

Tehničke karakteristike (URL-3):

Slika 1. Topcon HiPer Pro GNSS sustav (URL-1)

odašiljač. Laserski odašiljač ne šalje klasičnu lasersku zraku u horizontalnoj ili kosoj ravnini, već šalje laserski snop. Na taj način, laserski senzori računaju visinske korekcije u odnosu na odašiljač. Cijeli sustav je funkcionalan, a može se koristiti samo pokretni prijamnik, uz primjenu VPPS servisa (Visoko precizni servis pozicioniranja u realnom vremenu) CROPOS-a (mreža referentnih GNSS stanica Republike Hrvatske). Postupak rada na terenu je isti, a potrebno se samo povezati na CROPOS pomoću GPRS/UMTS mobilnog interneta ili GSM modema (URL-7).

2.1 Topcon HiPer Pro GNSS sustav Standardni GPS prijamnici omogućuju primanje samo signala s NAVSTAR GPS satelita i osiguravaju centimetarsku točnost u RTK modu mjerenja. Topcon HiPer Pro sustav (Slika 1) je prvi sustav koji je omogućio istovremeno primanje signala s NAVSTAR GPS i GLONASS satelita. Tehničke karakteristike Topcon HiPer Pro sustava su sljedeće (Topcon 2006): • 40 kanalni uređaj: 20 GPS L1+L2 (dvofrekvencijski GPS), GPS L1 + GLONASS (jednofrekvencijski GPS+GLONASS), 20 GPS L1+L2/GLONASS (dvofrekvencijski GPS+GLONASS), • preciznost: H: 3 mm + 0,5 ppm, V: 5 mm + 0,5 ppm (statika), • preciznost: H: 10 mm + 1 ppm, V: 15 mm + 1 ppm (RTK), • bežična veza (Bluetooth do 50 m), • memorija: 96 MB, proširivo do 1 GB, • radio-interni Tx/Rx, UHF antena,

• baterije – dvije interne Li-ion za 14 sati rada, • masa: 1,74 kg, • aluminijsko kućište, otporno na kišu, • mjerno područje: -30 °C do +60 °C.

2.2 Topcon LazerZoneTM sustav Topcon LazerZone TM sustav sastoji se od laserskog odašiljača PZL-1 (Slika 3) i laserskog senzora PZS-1 (Slika 4). Laserski odašiljač ne šalje horizontalnu lasersku zraku kao što je to slučaj kod rotacijskih nivelira, već šalje laserski snop visine 10 m u radijusu 300 m (Slika 2). Na taj način, laserski senzori primaju laserski signal od odašiljača. Jedan laserski senzor može primati signale s četiri različita odašiljača te je na taj način moguće raditi u zoni koja pokriva područje širine 2,4 km (svaki od četiri odašiljača pokriva područje od 600 m) i visinske razlike 40 m (odašiljač šalje laserski snop visine 10 m, a četiri odašiljača 40 m) (Slika 2). Laserski senzor koji je postavljen na pokretni uređaj GNSS RTK sustava može se bez ikakvih intervencija od strane korisnika

Slika 3. Topcon laserski odašiljač PZL-1 (URL-4)

Slika 2. Raspon rada laserskog snopa PZL-1 odašiljača (URL-2)

Slika 4. Topcon laserski senzor PZS-1 (URL-4)

• širina laserskog snopa: ±10° (0-30 m), ±5 m (30-300 m), • radijus laserskog snopa: 300 m, • točnost laserskog snopa: rezolucija – 1 arc sekunda, • automatsko horizontiranje: ±5°, • brzina vrtnje lasera: 600 okr/min • klasa lasera: 1, • bežična veza (Bluetooth), RS-232C veza, • baterije: interne Ni-MH za 15 sati rada, • aluminijsko kućište, vodootporno, • mjerno područje: -20 °C do +50 °C.

Tehničke karakteristike (URL-3)

• detektiranje laserskog signala: »prozor« širine: ±10° sa ±10°, • RS-232C veza, • baterije: interne Li-ion za 8 sati rada, • aluminijsko kućište, vodootporno, • mjerno područje: -20 °C do +50 °C, • masa: 1,00 kg.

2.3 Princip rada Laserski odašiljač postavlja se na točku koja ima poznatu milimetarsku visinu. Laserski senzor postavlja se na štap ispod antene pokretnog uređaja HiPer Pro sustava, te je s njome povezan putem RS-232C veze. Preko upravljačkog uređaja HiPer Pro sustava sve komponente sustava se povezuju i usklađuju. Laserski senzor prima laserski signal od odašiljača i trenutno računa visinsku razliku svoje pozicije u odnosu na položaj odašiljača, s preciznošću od 2,5 mm/50 m. Istovremeno može raditi neograničen broj laserskih senzora u djelokrugu rada jednog laserskog odašiljača. Rad s ovim sustavom u praksi vrlo je jednostavan i praktičan. Nakon što se cjelokupan instrumentarij postavi na terenu, početna inicijalizacija sustava može se napraviti u vrlo kratkom vremenu te se započinje s mjerenjem. Treba napomenuti da je pri tome potrebno dosta precizno usmjeriti štap mobilnog GNSS RTK uređaja na koji je postavljen PZS-1 senzor prema PZL-1 odašiljaču, kako bi se primio laserski signal. Tu činjenicu bi se moglo istaknuti i kao jedini nedostatak cijelog sustava s obzirom da smatramo da je »prozor« od ±10° sa ±10° unutar kojeg se prima signal, premalen. No i taj problem će vjerojatno biti riješen sa senzorom koji će moći primati signal u krugu od 360°, kao što je to slučaj sa senzorom PZS-MC (Slika 5c), koji je namijenjen za rad s građevin-

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Paar R., Marendić A., Zrinjski M. (2010): Metoda određivanja visina kombinacijom GNSS-a i laserskog sustava Ekscentar, br. 12, str. 64-68

(a)

(b)

(c)

Slika 7. Topcon DL-101C (URL-6)

Slika 8. Topcon GMT100

Slika 5a, 5b i 5c. Topcon LazerZoneTM sustav u praksi, (c) PZS-MC senzor (URL-2, URL-4)

(HR), dok je za preostalih osam točaka trebalo odrediti visine i visinske razlike između njih. Testno polje bilo je duljine 300 m, a točke su bile raspoređene na udaljenostima od 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250 i 300 m od početne točke HR. Duljina od 300 m uzeta je iz razloga što je to deklarirani doseg rada Topcon LazerZoneTM sustava. Željelo se utvrditi da li preciznost sustava opada u ovisnosti prema duljini. Visine novostabiliziranih točaka su određene na sljedeći način. Prvo su izmjerene sve visinske razlike između njih metodom geometrijskog nivelmana, uz primjenu digitalnog nivelira Topcon DL101C (Slika 7). Preciznost mjerenja tim nivelirom, deklarirana od strane proizvođača, je 0,4 mm/1 km (URL - 5). Nakon toga određene su visinske razlike između novostabiliziranih točaka metodom trigonometrijskog nivelmana, primjenom mjerne stanice Topcon GMT100 (Slika 8). Preciznost mjerenja horizontalnih pravaca i vertikalnih kutova iznosi 2”, a preciznost mjerenja duljina je 2 mm + 2 ppm (Topcon 1999). Mjerna stanica ispitana je prema normama ISO 17123-

Slika 6. Testno polje u Gradu Zagrebu

skim strojevima. U trenutku kada senzor primi laserski signal od odašiljača, visina se više ne određuje iz GPS mjerenja, već samo na osnovu laserskog signala. Opisani sustav, osim u svakodnevnim geodetskim poslovima iskolčenja i izmjere, nalazi široku primjenu pri upravljanju i navođenju građevinskih strojeva na gradilištima (Slika 5a i 5b). Od građevinskih se strojeva, ovisno o namjeni, traži različita položajna i visinska točnost izvođenja radova definiranih projektom. Za realizaciju projekata kod kojih se zahtijevala milimetarska visinska preciznost nije se mogla u sustavu navođenja koristiti RTK mjerna tehnika za određivanje položaja strojeva, zbog nedovoljne točnosti u visinskom smislu. Instaliranjem PZS-MC senzora (Slika 5c) uz GNSS RTK prijamnike na različite građevinske strojeve (finišere, grejdere, buldožere i ostale strojeve) može se postići milimetarska preciznost za određivanje visina te je sustav kao takav pogodan za gotovo sve radove na gradilištu. Upotreba Topcon LazerZone TM sustava za upravljanje i navođenje građevinskih strojeva značajno smanjuje vrijeme potrebno za mjerenja te povećava kvalitetu rada građevinskih strojeva, a samim time povećava se produktivnost te smanjuju troškovi građevinskih radova.

>> 3. Testiranje sustava 66

Gore opisani sustav testirao se i usporedio s klasičnim geodetskim metodama

kako bi se odredila njegova preciznost.

3.1 Obavljena mjerenja i analiza rezultata Zadatak je bio utvrditi da li je preciznost deklarirana od strane proizvođača ostvariva u svakodnevnom radu na konkretnim zadacima. Uspostavilo se testno polje s devet točaka u Gradu Zagrebu (Slika 6). Prva točka je imala poznatu visinu Točka

HDL101C [m]

HGMT100 [m]

HRTK [m]

99,913

99,915

99,908

HmmGPS [m] 99,913

99,808

99,810

99,814

99,807

99,952

99,955

99,959

99,950

100,164

100,171

100,153

100,159

100,353

100,362

100,339

100,346

100,424

100,439

100,440

100,415

100,403

100,419

100,413

100,393

100,729

100,747

100,708

100,719

Tablica 1. Visine točaka određene različitim metodama Točka

ΔGMT100 – DL101C [m]

ΔRTK – DL101C [m]

0,002

-0,005

0,000

0,002

0,006

-0,001

0,003

0,007

-0,002

0,007

-0,011

-0,005

0,009

-0,014

-0,007

0,015

0,016

-0,009

0,016

0,010

-0,010

0,018

-0,021

-0,010

Δmin

0,002

0,005

0,000

Δmax

0,018

0,021

0,010

Δsrednja

0,009

0,011

0,006

Tablica 2. Visine točaka određene različitim metodama

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

ΔmmGPS – DL101C [m]

Paar R., Marendić A., Zrinjski M. (2010): Metoda određivanja visina kombinacijom GNSS-a i laserskog sustava Ekscentar, br. 12, str. 64-68

nivelmanskog vlaka: s 0 = 0,62 mm. • Standardno odstupanje pojedinih mjerenih visinskih razlika: s∆h1 = 0,04 mm, s∆h2 = 0,05 mm, s∆h3 = 0,07 mm, s∆h4 = 0,10 mm, s∆h5 = 0,10 mm, s∆h6 = 0,10 mm, s∆h7 = 0,10 mm, s∆h8 = 0,10 mm. • Standardno odstupanje određenih visina točaka: sh1 = 0,04 mm, sh2 = 0,07 mm, sh3 = 0,10 mm, sh4 = 0,14 mm, sh5 = 0,17 mm, sh6 = 0,19 mm, sh7 = 0,22 mm, sh8 = 0,24 mm.

Slika 9. Grafički prikaz odstupanja visina točaka svih metoda od geometrijskog nivelmana

3:2001 (ISO 2001b) i ISO 17123-4:2001 (ISO 2001c) te je dobiveno standardno odstupanje mjerenja horizontalnih pravaca 1,9”, a standardno odstupanje mjerenja duljina 1,0 mm (Paar i dr. 2005). Slijedilo je određivanje visine točaka GNSS RTK metodom, primjenom Topcon HiPer Pro sustava. Na kraju su određene visine svih točaka korištenjem GNSS RTK sustava u kombinaciji sa Topcon LazerZoneTM sustavom (popularno se naziva mmGPS). Kod obje GPS metode visine su se mjerile u 10 sesija, u svakoj po 3 epohe opažanja. Visine točaka koje su određene geometrijskim nivelmanom uzete su kao referentne. Visine dobivene ostalim trima metodama uspoređene su s referentnim visinama u tablici 1. U tablici 1 prikazane su visine točaka (1 do 8 na testnom polju) dobivene svakom od navedenih metoda. U tablici 2 prikazane su razlike između visina određenih svakom od tri metode i referentnih visina. Analiza pokazuje da su najmanje razlike upravo između referentnih visina i visina određenih mmGPS-om. Također, iz dobivenih rezultata vidi se da su najveće razlike između referentnih visina i visina određenih GNSS RTK metodom. Zamjetan je karakter odstupanja (predznak +/-) visina određenih trigonometrijskim niBroj točke

velmanom i visina određenih mmGPS. Naime, prema slici 9, vidi se da su visine određene trigonometrijskim nivelmanom veće od visina određenih geometrijskim nivelmanom (predznak “+”), dok su visine određene mmGPS manje od visina određenih geometrijskim nivelmanom (predznak “-”). Visine određene mmGPS razlikuju se od visina određenih geometrijskim nivelmanom u rasponu od ∆min = 0 mm do ∆max = 10 mm, dok srednje odstupanje iznosi ∆srednje = 6 mm. Visine određene RTK metodom razlikuju se od visina određenih geometrijskim nivelmanom u rasponu od ∆min = 5 mm do ∆max = 21 mm, dok srednje odstupanje iznosi ∆srednje = 11 mm. Visine određene trigonometrijskim nivelmanom razlikuju se od visina određenih geometrijskim nivelmanom u rasponu od ∆min = 2 mm do ∆max = 18 mm, dok srednje odstupanje iznosi ∆srednje = 9 mm (Tablica 2).

3.2 Ocjena točnosti Geometrijski nivelman Pri izjednačenju visinskih razlika u nivelmanskom vlaku (metoda geometrijskog nivelmana, primjena digitalnog nivelira Topcon DL-101C) dobivena je sljedeća ocjena točnosti: • Referentno standardno odstupanje

Trigonometrijski nivelman Standardno odstupanje trigonometrijskog određivanja visinskih razlika izračunato je prema izrazu: 1

s∆h

 2  CR ⋅ S ⋅ sin 2 z    2 2  shi + shr  cos z +  ⋅ ss  +  500      = 2   CR ⋅ S ⋅ sin z ⋅ cos z  sz "   ⋅ ⋅ S z sin      500  ρ"   

pri čemu su: • z - zenitni kut, • S - kosa duljina između točaka, • shi - nesigurnost mjerenja visine instrumenta, • shr - nesigurnost očitanja visine prizme, • sz - nesigurnost mjerenja zenitnih kutova, • ss - nesigurnost mjerenja kose duljine. • CR – utjecaj refrakcije (CR=0,675). Izračun standardnog odstupanja na različitim udaljenostima prikazan je u tablici 3 pri čemu su: • nesigurnost mjerenja visine instrumenta shi = 0,001 m, • nesigurnost očitanja visine prizme shr = 0,001 m, • nesigurnost mjerenja kose duljine sS = 0,002 m, • nesigurnost mjerenja zenitnih kutova sZ = 2”, • utjecaj refrakcije CR = 0,675. Vidljivo je da standardno odstupanje kontinuirano raste povećanjem duljine

Visina H [m]

Kosa duljina S [m]

Zenitni kut z [° ‘ ‘’]

Nesigurnost mj. duljina sS [m]

Standardno odstupanje, s∆h [m]

99,915

10,029

90.° 49’ 56’’

0,0020

0,0012

99,810

25,033

90.° 22’ 44’’

0,0021

0,0019

99,955

49,975

89.° 54’ 52’’

0,0021

0,0033

100,171

99,996

89.° 55’ 23’’

0,0022

0,0064

100,362

149,967

89.° 57’ 18’’

0,0023

0,0095

100,439

199,909

89.° 59’ 46’’

0,0024

0,0126

100,419

249,744

90.° 01’ 15’’

0,0025

0,0158

100,747

299,603

89.° 57’ 11’’

0,0026

0,0189

Tablica 3. Standardno odstupanje određivanja visinskih razlika trigonometrijskim nivelmanom List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Paar R., Marendić A., Zrinjski M. (2010): Metoda određivanja visina kombinacijom GNSS-a i laserskog sustava Ekscentar, br. 12, str. 64-68

Broj točke

Visina H [m]

Duljina D [m]

Standardno odstupanje, sh [m]

99,908

0,0054

99,814

0,0063

99,959

0,0074

100,153

100

0,0120

100,339

150

0,0148

100,440

200

0,0169

100,413

250

0,0107

100,709

300

0,0206

Tablica 4. Standardno odstupanje određivanja visinskih razlika trigonometrijskim nivelmanom Broj točke

Visina H [m]

Duljina D [m]

Standardno odstupanje, sh [m]

99,913

0,0000

99,807

0,0017

99,950

0,0021

100,159

100

0,0053

100,346

150

0,0074

100,415

200

0,0095

100,393

250

0,0105

100,719

300

0,0105

Tablica 5. Standardno odstupanje određivanja visina točaka mmGPS metodom

kod trigonometrijskog određivanja visina točaka. Na udaljenosti 10 m standardno odstupanje iznosi 1,2 mm, na 150 m iznosi 9,5 mm, a na udaljenosti zadnjeg testnog polja od 300 m iznosi 18,9 mm (Tablica 3).

3.3 GPS RTK i mmGPS Kod GNSS RTK metode proizvođač TOPCON deklarirao je za uređaj HiPer Pro preciznost za mjerenja visina točaka: 15 mm + 1 ppm. Standardna odstupanja visina točaka izračunata su za visine mjerene RTK metodom (Tablica 4) i za visine određene mmGPS-om (Tablica 5). Dobiveni rezultati visina i ocjena točnosti pokazuju da se kombiniranjem GNSS RTK metode mjerenja s laserskom tehnologijom povećava preciznost određivanja visina točaka u odnosu na GNSS RTK metodu mjerenja. Rezultati ostvareni mmGPS-om bolji su od onih ostvarenih GNSS RTK metodom. Iz ostvarenih rezultata može se zaključiti da je preciznost određivanja visina točaka trigonometrijskim nivelmanom neznatno lošija od preciznosti ostvarene GNSS RTK metodom mjerenja u kombinaciji s laserskom tehnologijom. Najslabiji rezultati su ostvareni GNSS RTK metodom mjerenja. Također, može se uočiti da preciznost određivanja visina točaka trigonometrijskim nivelmanom i GNSS RTK metodom mjerenja u kombinaciji s laserskom tehnologijom opada sa povećanjem duljine.

>> 4. Zaključak

Topcon LazerZone TM sustav u kombinaciji s Topcon GNSS RTK sustavima – mmGPS omogućava povećanje preciznosti određivanja visina točaka sa cen-

timetarske na milimetarsku razinu. Takav sustav moguće je koristiti za najpreciznije inženjerske zadatke. Sustav donosi niz prednosti na području automatizacije poslova, kao što je to slučaj prilikom navođenja građevinskih strojeva. U ovome radu prikazana je analiza kojom se potvrdilo da se opisanim sustavom povećava preciznost određivanja visina točaka u RTK modu mjerenja. Na taj način se u određenoj mjeri ograničenja po pitanju preciznosti postojećih GNSS RTK sustava za potrebe mjerenja visina točaka eliminiraju. Isto tako, analizom se utvrdilo da je preciznost navedenog sustava najbliža preciznosti koju je moguće ostvariti trigonometrijskim određivanjem visina točaka. Takav sustav je precizniji od standardnih GNSS RTK sustava. On objedinjava jednostavnost rotirajućih lasera, preciznost totalnih stanica te jednostavnost upotrebe, brzinu, ekonomičnost i fleksibilnost GNSS RTK sustava. Nedostatak ovog sustava očituje se u činjenici da je potrebno dosta precizno usmjeriti štap mobilnog GNSS RTK uređaja, na koji je postavljen PZS-1 senzor prema PZL-1 odašiljaču, kako bi se primio laserski signal. Prednosti ovog sustava su: • prvi u svijetu GNSS sustav s milimetarskom preciznošću određivanja visina točaka u RTK modu mjerenja, • moguće je pokriti široko područje rada na terenu – 600 m u promjeru i 10 m visinske razlike (kombiniranjem sa četiri laserska odašiljača pokriva se područje od 2,4 km i visinske razlike 40 m), • veća fleksibilnost, jednostavnost i brzina rada,

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

• povećanje produktivnosti i smanjenje troškova.

>> Literatura »» Bačić, Ž., Bašić, T. (1999): Satelitska geodezija II, interna skripta, Geodetski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb. »» Benčić, D., Solarić, N. (2008): Mjerni instrumenti i sustavi u geodeziji i geoinformatici, Školska knjiga, Zagreb. »» Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H., Wasle, E. (2008): GNSS – Global Navigation Satellite Systems – GPS, GLONASS, Galileo and more, SpringerVerlag, Wien – New York. »» ISO (2001a): ISO 17123-2:2001: Optics and optical instruments -- Field procedures for testing geodetic and surveying instruments -- Part 2: Levels. »» ISO (2001b): ISO 17123-3:2001: Optics and optical instruments -Field procedures for testing geodetic and surveying instruments -- Part 3: Theodolites. »» ISO (2001c): ISO 17123-4:2001: Optics and optical instruments -Field procedures for testing geodetic and surveying instruments -- Part 4: Electro-optical distance meters (EDM instruments). »» Paar, R., Kapović, Z., Ahmetović, S. (2005): Ispitivanje preciznosti mjerne stanice Topcon GMT-100 prema ISO normama 17123-3 i 17123-4, Geodetski list, 4, 267–278. »» Topcon (1999): GMT-100 Instruction manual, Topcon corporation, 75–1 Hasunu-ma-cho, Itabashi-ku, Tokyo, Japan. »» Topcon (2006): HiPer Pro operator’s manual, Topcon Positioning Systems, Inc; Livermore, California, USA. »» Zrinjski, M., Bačić, Ž., Barković, Ð. (2005): Modernizacija GPS-a (GNSS-2), Geodetski list, 1, 45–61. »» URL-1: http://www.topcon.hr/article. php?p=product&g=3, (10.01.2010.). »» URL-2: http://www.topconpositioning.eu/index.asp?pageid=80 87c897f0a74d79b59adbee27772478 (30.12.2009.). »» URL-3: http://www.topconpositioning.eu/img/pdf/pdf_GPS/ Leaflet%20MM_GPS_English_web.pdf (30.12.2009.). »» URL-4: http://www.topcon.hr/article. php?p=product&g=4 (10.01.2010.). »» URL-5: http://www.topcon.hr/cms/ system/editor/uploads/files/produkti/ dl_101C_102C.pdf (10.01.2010.). »» URL-6: http://www.topcon.hr/article. php?p=product&g=2, (10.01.2010.). »» URL-7: http://www.cropos.hr/ (17.12.2009.). E

Kolarek M. (2010): Bespilotne letjelice za potrebe fotogrametrije Ekscentar, br. 12, str. 70-73

ZNANOST I STRUKA

Bespilotne letjelice za potrebe fotogrametrije » Mladen Kolarek SAŽETAK. Pojam bespilotnih letjelica uvijek podsjeća na vojnu upotrebu kod tajnih zadataka prikupljanja informacija o neprijatelju. No, osim vojne upotrebe, bespilotne letjelice mogu itekako biti korisne i za civilne svrhe. U slučajevima kriznih situacija mogu brzo reagirati i trenutno prikupiti podatke te tako pravodobno pomoći prilikom donošenja ključnih odluka. Također, pomažu u nadzoru industrijskih objekata i njegovih kritičnih mjesta. Osim prikupljanja informacija o stanju na terenu, u posljednje vrijeme sve je veća potreba za mjernim podatkom do kojeg se može doći putem upotrebe bespilotnih letjelica i metoda daljinskih istraživanja. U ovom radu opisana je povijest razvoja bespilotnih letjelica za civilnu upotrebu, njihovi zahtjevi za fotogrametrijsko snimanje, trenutna tehnološka razina te razvoj u budućnosti. KLJUČNE RIJEČI: bespilotne letjelice, fotogrametrija, daljinska istraživanja

>> 1. Uvod Bespilotne letjelice (eng. Unmanned Aerial Vehicles – UAV) su po svojoj definiciji sve letjelice koje imaju mogućnost obitavanja u zraku bez posade te mogućnost da se njima upravlja (Bendea i dr. 2007). Razvoj bespilotnih letjelica može se zahvaliti vojnoj upotrebi gdje su već dugi niz godina vrlo koristan izvor informacija o neprijatelju, njegovim kretanjima i terenu na kojem se nalazi. Od Drugog svjetskog rata do danas svakodnevno su u upotrebi u različitim dijelovima svijeta i na različitim zadacima. Glavna podjela bespilotnih letjelica ovisi o njihovoj radnoj visini leta i dijele se na dvije osnovne grupe: 1. Letjelice koje obitavaju na visini od 3.000 m i više, u mogućnosti su na dulje vrijeme prikupljati podatke uz minimalnu potrebnu energiju za održavanje leta. 2. Letjelice kojima je maksimalna relativna visina leta do 300 m (mikro i mini kategorija bespilotnih letjelica). Detaljna podjela dana je u tablici 1. Počeci upotrebe bespilotnih letjelica za civilnu upotrebu sežu u 1979. godinu kada je tvrtka Hegi iz Przybille (Slika 1) izvela prvi eksperimentalni let za fotogrametrijske svrhe. Letjelica je bila oblika aviona, duga 3 m, s rasponom krila od 2,6 m i nosivosti 3 kg. Mjerilo snimanja tog leta bilo je 1:1000, uz brzinu zatvarača blende od 1/1000 s. Let za fotogrametrijsko snimanje nije uspio zbog prevelikih vibracija uzrokovanih rotorom motora koje su bile glavni uzrok mutnih (razlivenih) snimaka. Godine 1980. izveden je let s prvim helikopterom posebno dizajniranim za fotogrametrijske potrebe. Radilo se o modelu Schlueter Bell 22 koji je mogao sa 70

sobom ponijeti maksimalno 3 kg dodatne samo par modela kamera moglo je biti inopreme (eng. payload). Na helikopter je stalirano na njih. Razvoj bespilotnih letjeinstaliran poseban sustav za ublažavanje lica tog doba za fotogrametrijske svrhe bio utjecaja vibracija te kamera srednjeg forje vrlo ograničen. mata, kao što je u to vrijeme bila Rolleiflex >> 2. Bespilotne letjelice za SLX ili Hasselblad MK20. Za izvođenje civilne potrebe samog leta bile su potrebne dvije osobe, Iako je razvoj bespilotnih letjelica za pilot i navigator. Pilot je imao zadaću pocivilne svrhe započeo idejom o fotogralijetanja, obavljanje leta i slijetanja, a navimetrijskom snimanju, zbog tadašnje negator je brinuo o visini leta i pozicijama za mogućnosti ispunjenja konstrukcijskih ekspoziciju koje su bile kontrolirane radiozahtjeva i nedovoljno razvijenom tehnovezom (Eisenbeiss 2008). U to doba bespilotne letjelice imale su najviše problema s održavanjem projektirane visine leta (mjerila snimanja), navigacije letjelice da slijedi projektirane nizove, a zbog malene nosivosti dodatne opreme Slika 1. UAV tvrtke Hegi, Przybilla 1979. (Eisenbeiss 2004) Naziv kategorije (eng.)

Akronim

Težina letjelice [kg]

Doseg leta letjelice [km]

Max. visina leta [m]

Autonomija leta [sati]

Micro

< 10

250

Mini

25 – 150

< 10

150 – 300

<2 2–4

Close Range

25 – 150

10 – 30

3000

Short Range

50 – 250

30 – 70

3000

3–6

Medium Range

do 1250

70 – 200

5000

6 – 10

Medium Range Endurance

MRE

do 1250

> 500

8000

10 – 18

Low Altitude Deep Penetration

LADP

do 350

> 250

50 – 9000

0,5 – 1

Low Altitude Long Endurance

LALE

< 30

> 500

3000

> 24

Medium Altitude Long Endurance

MALE

do 1500

> 500

14000

24 – 48

Tablica 1. Kategorizacija bespilotnih letjelica po standardu UAVS – International (URL-1)

Mladen Kolarek, ing. geod., GEOMODELING d.o.o., Ilica 191F, 10000 Zagreb, e-mail: mladen@geomodeling.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Kolarek M. (2010): Bespilotne letjelice za potrebe fotogrametrije Ekscentar, br. 12, str. 70-73

logijom navigacije, taj put se nije mogao nastaviti. Zbog toga se razvoj letjelica i opreme usmjerio na nadzor i prikupljanje trenutnih informacija, gdje mjerni aspekt snimke ili video zapisa nije bio bitan. U današnje vrijeme, letjelice se vrlo često koriste u slučajevima kriznih situacija kao što su: nadzor širenja požara ili poplave, otkrivanje unesrećenih, nadzor prometa, nadzor državnih granica i dr., odnosno kada je potrebna trenutna informacija o stanju na terenu kako bi se pravodobno moglo upravljati situacijom. Također, sve je veća upotreba bespilotnih letjelica za inspekciju nepristupačnih dijelova industrijskih objekata kao što su: brane, dalekovodi, visoki dimnjaci, cjevovodi, mostovi i dr. U zadacima vezanim za inspekciju industrijskih objekata vrlo je važno dobiti pravodobnu informaciju o stanju objekata na njegovim kritičnim mjestima te ukoliko je uočena nepravilnost, izmjeriti nastalu deformaciju. Sve veća potreba za mjernim podatkom uvjetovala je razvoj bespilotnih letjelica prema svojoj prvotnoj ideji – fotogrametrijskom snimanju. Pogledom na graf izbora geodetske metode izmjere (Slika 2), upotreba bespilotnih letjelica za prikupljanje podataka fotogrametrijskim metodama, smjestila bi se između terestričke metode, aerofotogrametrije i laserskog skeniranja, odnosno kada je potrebno prikupiti veliki broj informacija o objektu na relativno malom području (od par stotina metara do kilometra). Po tome bi današnja namjena bespilotnih letjelica bila vrlo korisna na manjim područjima kao što su: snimanje industrijskih objekata (Slika 3), snimanje arheoloških nalazišta (Slika 4), izdvojenih dijelova prometnica te za posebnu namjenu kada je objekt snimanja nepristupačan kao što je to slučaj kod vrlo strmih stijena ili de-

Slika 3. Nadzor industrijskog objekta (URL-5)

Slika 4. Fotogrametrijsko snimanje arheološkog nalazišta (URL-5)

taljnog snimanja većih objekata kulturne baštine (Gruen 2008). Drugim riječima, kada je ne isplativo obaviti klasično aerofotogrametrijsko snimanje, zbog male površine objekta snimanja te u slučajevima kada je vrlo nepraktično izrađivati različite skele ili druge instalacije koje će omogućiti siguran pristup samom objektu, primijeniti će se bespilotne letjelice. Ovdje je bitno spomenuti i vremensku dimenziju podatka koji kod bespilotnih letjelica daje realniji prikaz stvarnog stanja na terenu spram klasične aerofotogrametrije i satelitskih snimaka. Mala relativna visina leta kod mikro i mini bespilotnih letjelica eliminira utjecaj negativnih atmosferskih prilika kao što su oblaci ili slaba magla (gdje su satelitski snimak i klasična aerofotogrametrija vrlo osjetljivi) te omogućuje brzu reakciju i trenutno prikupljanje podataka.

bracija i ostalih vanjskih utjecaja tijekom leta. Jedan od najvećih izazova kod navigacije bespilotnih letjelica je omogućiti navođenja letjelice do točne pozicije, u položajnom i visinskom smislu, koja je projektirana kao pozicija nadira, odnosno prostorna pozicija, gdje će snimak biti registriran (eng. waypoint navigation). Uz samu poziciju, potrebno je navesti letjelicu na točan smjer leta, odnosno azimut pružanja niza snimanja zadržavajući ostala dva kuta nagiba letjelice (eng. pitch and roll) što bliže horizontalnom položaju. Rješavanju tog izazova pristupilo se na dva načina. Prvi je manualno upravljanje letjelicom uz registraciju svih potrebnih podataka o trenutnom stanju letjelice koji su vidljivi navigatoru i pilotu koji upravljaju letjelicom. Pilot na osnovi uputa navigatora usmjerava letjelicu na projektirani smjer i registrira snimak na točno definiranoj poziciji. Drugi način je samostalno upravljanje letjelice koja na osnovi svih podataka o trenutnom stanju letjelice i projektiranom planu leta sama korigira svoj let i registrira snimak na postignutoj poziciji. Oba načina upravljanja letjelicom imaju svoje prednosti i mane. Samostalno upravljanje letjelicom doprinosi: • većoj stabilnosti letjelice, • točnijoj poziciji registracije snimaka, • operatoru omogućuje trenutnu, kontrolu kvalitete pregledom kutova nagiba, pozicije i pokrivanja terena snimkom • štedi na vremenu snimanja. Nedostaci samostalnog upravljanja letjelicom su: • nemogućnost uočavanja i izbjegavanja raznih prepreka prilikom izvođenja leta (ptice, vodovi dalekovoda, visoki objekti i antene, visoka vegetacija i dr.), • ograničenje udaljenosti zemaljske upravljačke stanice od same letjelice (zbog prijenosa velike količine podataka telemetrije, slika 5), • zakonodavna ograničenja pojedinih država koja onemogućuju dobivanje

>> 3. Specifičnosti bespilotnih letjelica za fotogrametrijska snimanja

Razvojem GNSS-a i INS-a, digitalnih kamera i samih bespilotnih letjelica te sve veće ekonomske opravdanosti, odabir mikro i mini kategorija bespilotnih letjelica (Tablica 1) postaje zanimljiv za fotogrametrijske potrebe. Osnovni zahtjevi koje bespilotne letjelice moraju zadovoljavati da bi se mogle koristiti za fotogrametrijsko snimanje su: • m o g u ć n o s t izvođenja projektiranog plana leta s visokom točnošću, • m o g u ć n o s t nosivosti opreme za snimanje i navigaciju, • a u t o n o m i j a leta letjelice, • smanjenje viSlika 2. Izbor geodetske metode izmjere (Böhler i Heinz 1999)

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Kolarek M. (2010): Bespilotne letjelice za potrebe fotogrametrije Ekscentar, br. 12, str. 70-73

Slika 5. Programska podrška za pregled podataka telemetrije i kontrolu izvođenja leta (URL-2)

dozvola za izvođenje takvih letova. Nosivost dodatne opreme letjelice je važan faktor u ostvarivanju letova za fotogrametrijske potrebe. Svaka mikro i mini kategorija bespilotnih letjelica ima vrlo restriktivne mogućnosti nosivosti upravo zbog svojih gabarita i mogućnosti koje mora pružiti. Vrlo je bitno olakšati letjelici dodatni teret uz zadržavanje svih potrebnih mogućnosti navigacije i registracije snimaka. To omogućuje letjelici dužu autonomiju leta. Dodatna oprema letjelice sadrži: • GPS i inercijalni sustav, • sustav stabilizacije kamere, • kameru. GPS i inercijalni sustavi poznati su već duže vrijeme u geodeziji. Kao i u klasičnoj aerofotogrametriji oba sustava određuju trenutnu prostornu poziciju i prostorne nagibe uređaja. Kod samostalnog leta bespilotne letjelice uz navigaciju i registraciju pozicije snimka, inercijalni sustav služi i za osnovnu stabilizaciju letjelice. To znači da na osnovi podataka iz inercijalnog sustava, kontrolni sustav letjelice tijekom leta korigira sve nagibe dovodeći letjelicu u položaj blizak horizontalnom. Također, prilikom iznenadne pojave vjetra tijekom leta, a na osnovi podataka GPS-a i inercijalnog sustava, letjelica je u mogućnosti sama sebe korigirati, svladati probleme i nastaviti projektiranim planom leta. Sustav stabilizacije kamere omogućuje učvršćivanje kamere na letjelicu, smanjenje vibracija uzrokovanih radom letjelice te konstantan položaj kamere. Zajedno s inercijalnim sustavom, dodatno stabilizira kameru po principima rada žiroskopa, odnosno smanjujući bilo kakve utjecaje vanjskih sila, dovodi bazu kamere do strogo horizontalnog položaja. Kamera osim horizontalnog položaja vizurne osi može zadržati bilo koji nagib od vertikalnog do potpuno horizontalnog položaja (0°–90°). To svojstvo proširuje upotrebu bespilotnih letjelica u fotogrametrijske svrhe za snimanje ne samo terena, već i za razna druga snimanja objekata koji zauzimaju vertikalan položaj u prostoru ili za panoramska

snimanja za promotivne svrhe (Slika 6). U počecima razvoja bespilotnih letjelica za fotogrametrijske svrhe kamere koje su se koristile za registraciju snimaka bile su analognog formata zapisa. Zbog svoje veličine i težine koristile su se amaterske kamere kojima su određeni parametri unutarnje orijentacije te su tako postale mjerne. Razvojem senzora koji omogućavaju digitalnu registraciju snimaka, u današnje vrijeme, klasične analogne kamere zamijenjene su digitalnima. Međutim, određena svojstva kamera bitnih za fotogrametriju zadržana su iz doba analogne fotogrametrije. Mjerne kamere, osim poznate unutarnje orijentacije, moraju biti dovoljno otporne na sve vanjske utjecaje. Pod tim se prvenstveno misli na konstrukcijske zahtjeve kamere koje moraju u različitim uvjetima (temperatura, atmosferski tlak, vlaga, vibracije i dr.) ostati nepromijenjene. Parametri unutarnje orijentacije kamere određuju se pod kontroliranim uvjetima na kalibracijskom polju. Izvođenje leta je redovito različito od uvjeta prilikom kalibracije tako da konstrukcija takvih kamera mora biti otporna na različite fizičke deformacije tijela kamere i senzora. Svaka deformacija konstrukcije kamere rezultira promjenom parametara unutarnje orijentacije. Promijene su male, na razini par mikrometara, ali imaju veliki utjecaj na točnost rezultata dobivenih mjernim kamerama. Kod bespilotnih letjelica kamere su obično smještene izvan tijela letjelice i često su nezaštićene od vanjskih utjecaja. Izbor kvalitetnih amaterskih kamera koje su male, lagane i posebno dizajnirane za mjernu upotrebu je nužan. Uz navedenu opremu za fotogrametrijsko snimanje, bespilotne letjelice moraju biti opremljene izvorom energije potrebnim za rad pogonskih motora i opreme te mogućnošću komunikacije sa zemaljskom upravljačkom stanicom. Nepotrebno je napominjati da sva oprema mora biti što lakša i koristiti što manje energije za svoj rad, odnosno treba biti posebno dizajnirana za tu namjenu.

planu leta s visokom točnošću, vrlo su otporne na vanjske utjecaje i iznenadne situacije tijekom leta te posjeduju dovoljnu autonomiju leta i nosivost opreme. Obje konstrukcije nastavile su razvoj unatoč razlikama koje posjeduju. Konstrukcije u obliku aviona vrlo su otporne na vanjske utjecaje, potrebna im je manja količina energije za let i veća im je nosivost. Loše strane avionske konstrukcije letjelica su: smanjena točnost izvršenja projektiranog plana leta, brzina kojom lete je puno veća od konstrukcije helikoptera te potreba za uređenim uzletno-sletnim stazama u blizini objekta. Konstrukcije u obliku helikoptera nude puno više mogućnosti upotrebe i trenutno su u prednosti nad konstrukcijama u obliku aviona. Posjeduju mogućnost statičnog održavanja leta te leta vrlo malim brzinama, što rezultira vrlo visokom točnošću u izvršenju projektiranog plana leta. Manje su otporne na vanjske utjecaje tijekom leta, ali posredno upotrebom inercijalnih sustava kod navigacije, uspješno održavaju stabilnost letjelice. Teže se upravlja njima, manja im je autonomija leta i nosivost. Ipak, pokazalo se da postižu bolje rezultate od avionskih konstrukcija i da su praktičnije za civilnu upotrebu. Najzanimljiviji predstavnici kategorije konstrukcija letjelica u obliku helikoptera su umanjeni modeli klasičnih helikoptera s dvije elise poprečno postavljene (Slika 7). U tijelu letjelice nalaze se uređaji za navigaciju i prijenos podataka telemetrije zajedno s benzinskim motorom. GPS-antena obično je postavljena na repu letjelice između dvije elise. Izvođenje leta preuzeto je s klasičnih helikoptera te je daljnji razvoj bio usmjeren na povećanje nosivosti i autonomije leta letjelice. Trenutno je dosegnuta maksimalna nosivost dodatne opreme od čak 20 kg (Slika 8) što ovaj tip letjelica čini vrlo zanimljivim, ne samo za fotogrametrijska snimanja, gdje je jedina dodatna oprema digitalna kamera, već i za upotrebu ostalih senzora, kao što su: laserski skeneri, CCD kamere visoke rezolucije, IR kamere, toplinske kamere i dr.

>> 4. Razvoj bespilotnih letjelica za fotogrametrijske potrebe Tijekom razvoja bilo je raznih pokušaja izrade bespilotnih letjelica u mikro i mini kategoriji. Neke od njih izrađene su u obliku balona, cepelina, aviona, helikoptera te raznim kombinacijama navedenih konstrukcija. Zbog posebnih zahtjeva koje moraju zadovoljiti letjelice za fotogrametrijske potrebe, najbolje su se pokazale konstrukcije u obliku aviona i helikoptera (Zongjian 2008). Jedino one omogućavaju izvođenje leta po unaprijed projektiranom

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Slika 6. Panoramsko snimanje za promotivne svrhe (URL-5)

Kolarek M. (2010): Bespilotne letjelice za potrebe fotogrametrije Ekscentar, br. 12, str. 70-73

Slika 7. Bespilotna letjelica tvrtke Surveycopter (URL- 3)

Slika 8. Bespilotna letjelica tvrtke Aeroscout i laserski skener tvrtke Riegl (URL- 4)

Slika 9. Bespilotna letjelica tvrtke Microdrones MD4-200 (URL-5)

Drugi predstavnik iste kategorije je letjelica s četiri elise postavljene u istoj ravnini, međusobno jednako udaljene u četiri različita smjera (Slika 9). U sredini se nalazi tijelo letjelice sa svim potrebnim uređajima za navigaciju i stabilizaciju letjelice, prijenos podataka telemetrije te napajanje. Takav tip letjelice (eng. drone) za svoj let koristi električnu energiju koja pokreće četiri elektromotora smještena ispod svake elise. Uređaj za navigaciju i stabilizaciju letjelice, zajedno s naprednom programskom podrškom, upravlja radom svakog elektromotora zasebno. Na taj se način letjelica može vrlo precizno gibati u prostoru, okretati oko svoje vertikalne osi (praktična primjena je usmjeravanje kamere), stabilizirati uslijed nagle promjene vanjskih utjecaja te vrlo precizno izvesti unaprijed planirani let. Za razliku od helikoptera, ovaj tip letjelice karakterizira vrlo lagano upravljanje zahvaljujući konstrukciji s četiri elise koja je vrlo stabilna prilikom leta. Napredna programska podrška koja upravlja radom elektromotora zajedno s GPS-om i inercijalnim sustavom automatski upravlja letom (eng. waypoint navigation) te detektira i ispravlja svaku destabilizaciju letjelice. Prvi model MD4-200 (2005. godina)

u idealnim uvjetima može podići do 200 grama uz autonomiju leta do 20 minuta. Dovoljno za učvršćivanje male amaterske kamere koja može obaviti snimanje manjeg područja (slika 9). Drugi model, koji je trenutno u test fazi, jest MD4-1000 (2008. godina), koji uz mnoga poboljšanja u tehničkom smislu same letjelice posjeduje nosivost od 600 grama, uz autonomiju leta do 50 minuta (maksimalna nosivost je 1,2 kg, uz minimalnu autonomiju leta) (URL-5). Vidljiv je ubrzan razvoj ovakvog tipa letjelice, usmjeren upravo na povećanje nosivosti dodatne opreme i na dužu autonomiju leta. Uz mogućnost vrlo preciznog leta, velike stabilnosti i laganog upravljanja, čini ovaj tip letjelice izglednim za široku primjenu u fotogrametriji. Ovdje je vrlo važno napomenuti i trenutni izazov potpuno samostalnog leta letjelice na kojem vodeće znanstvene institucije trenutno intenzivno rade. Drugim riječima, kada se letjelica nalazi u zraku i samostalno izvodi unaprijed planirani let, ona ne prepoznaje fizičke zapreke ili iznenadne situacije koje joj se mogu naći na putu. Pri tome vrlo je važna uloga operatera da prije samoga izvođenja leta neposredno na terenu planira let uzimajući u obzir sve zapreke koje su u prostoru statične (visoka vegetacija, vodovi dalekovoda, antene te razni visoki objekti u urbanim područjima). Tijekom izvođenja leta operater ima potpuni nadzor nad letjelicom u slučaju iznenadne pojave prepreke (ptice, druge letjelice, iznenadne promjene vanjskih uvjeta) te na vrijeme preuzima kontrolu nad letjelicom. Također, ukoliko se pojavi situacija kada letjelica izgubi komunikaciju sa zemaljskom upravljačkom stanicom ili kvara na nekom od uređaja u samoj letjelici, ona mora biti sposobna trenutno reagirati, obustaviti izvođenje leta i sigurno se spustiti na za to predviđeno mjesto. Stoga je trenutni razvoj mikro i mini kategorije bespilotnih letjelica usmjeren prema potpuno samostalnom upravljanju letjelicom, odnosno uočavanju, prepoznavanju i izbjegavanju fizičkih prepreka koje se mogu pojaviti tijekom leta.

>> 5. Zaključak Općeniti razvoj tehnologije, a pod time se misli na razvoj digitalnih kamera srednjeg formata za fotogrametrijske potrebe (njihove sve veće rezolucije senzora i manjih dimenzija), razvoj GNSS-a i inercijalnih sustava, daljinskog prijenosa podataka, programske podrške te samih letjelica, omogućit će sve veću komercijalnu upotrebu bespilotnih letjelica i proširiti područja djelovanja. Veća nosivost

letjelica, duža autonomija leta te potpuno samostalno upravljanje letom proširuje mogućnosti upotrebe letjelica, ne samo za fotogrametrijske potrebe, već općenito na sve metode daljinskih istraživanja. U tijeku su vrlo zanimljivi istraživački projekti koji se bave razvojem pojedinih područja primjene bespilotnih letjelica. Za izdvojiti je projekt pod vodstvom ETH Zürich – muFly project (URL-6) kojem je cilj napraviti funkcionalnu letjelicu sposobnu za potpuno samostalan let i prikupljanje informacija o objektima kao što su: zgrade, podzemne željeznice i garaže, rudnici i dr. Budućnost upotrebe bespilotnih letjelica za civilne svrhe zasigurno postoji, a razvoj tehnologije i sve povoljniji omjer uloženog i dobivenog pridonijeti će vrlo skoro sve široj upotrebi letjelica i u fotogrametriji.

>> Literatura »» Bendea, H., Chiabrando, F., Tonolo, G. F., Marenchino, F. (2007): Mapping of archaeological areas using a lowcost UAV, XXI International CIPA Symposium, Athens, Greece. »» Böhler, W., Heinz, G. (1999): Documentation, surveying, photogrammetry, XVII CIPA Symposium, Recife, Brasil. »» Eisenbeiss, H. (2004): A mini unmanned aerial vehicle (UAV): system overview and image acquisition, International workshop on »Processing and visualization using high-resolution imagery«, Pitsanuloh, Thailand. »» Eisenbeiss, H. (2008): UAV Photogrammetry, International Summer School: »3D modeling in archaeology and cultural heritage«. »» Gruen, A. (2008): Satellite and aerial photogrammetry, International Summer School: »3D modeling in archaeology and cultural heritage«. »» Zongjian, L. (2008): UAV for mapping – low altitude photogrammetry survey, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. XXXVII, Part B1, Beijing. »» URL-1: Unmanned Aerial Vehicle Systems Association, http://www.uavs. org/ (04.08.2009.). »» URL-2: WeControl AG, http://www. wecontrol.ch/ (04.08.2009.). »» URL-3: SURVEY Copter, http://www. surveycopter.fr/ (05.08.2009.). »» URL-4: Aeroscout GmbH, http://www. aeroscout.ch/ (05.08.2009.). »» URL-5: Microdrones GmbH, http:// www.microdrones.com/ (07.08.2009.). »» URL-6: ETH Zürich – muFly project, http://www.mufly.ethz.ch/ (07.08.2009.). E

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Lončarić I. (2010): Prijelaz iz Gauss-Krügerovih u UTM koordinate putem Helmertove transformacije za područje grada Sarajeva Ekscentar, br. 12, str. 74-77

ZNANOST I STRUKA

Prijelaz iz Gauss-Krügerovih u UTM koordinate putem Helmertove transformacije za područje grada Sarajeva » Ivan Lončarić

SAŽETAK. U radu je opisano i prikazano kako dobiti koordinate za područje grada Sarajeva u UTM projekciji i s datumom WGS-1984, ako raspolažemo s Gauss-Krügerovim koordinatama na starom Besselovom datumu iz 1841. KLJUČNE RIJEČI: transformacija koordinata, Gaussova projekcija elipsoida na ravninu, Gauss-Krügerova projekcija, UTM projekcija, Helmertova transformacija

>> 1. Uvod Transformacija koordinata (eng. coordinate transformation): promjene koordinata iz jednog koordinatnog referentnog sustava u drugi koordinatni referentni sustav, koji je zasnovan na drugom datumu kroz jedan na jedan vezu. Datum (eng. datum): parametar ili skup parametara koji definiraju položaj ishodišta, mjerilo i orijentaciju koordinatnog sustava. Geodetski datum (eng. geodetic datum): datum koji definira veličinu elipsoida i njegov položaj obzirom na centar gravitacije i srednji položaj rotacijske osi Zemlje. Lokalni datum (eng. local datum): datum koji opisuje odnos koordinatnog sustava i lokalnih referenci (npr. lokalne točke).

>> 2. Gaussova projekcija elipsoida na ravninu Gaussova konformna projekcija rotacijskog elipsoida na ravninu je najvažnija geodetska projekcija. Posebnu grupu pro74

jekcija čine tvz. »geodetske projekcije«, tj. projekcija elipsoida za potrebe državne izmjere. Projekcija za potrebe državne izmjere je projekcija koja će poslužiti za preračunavanje koordinata trigonometrijskih točaka u ravninu. U toj će projekciji, prema tome, biti određene definitivne pravokutne koordinate trigonometrijskih točaka. Ta projekcija treba poslužiti kao matematička osnova za sva računanja u ravnini i za izradu planova i karata najkrupnijih mjerila. Za potrebe državne izmjere u većini zemalja Europe danas se upotrebljava Gauss-Krügerova projekcija. Ovu projekciju prvi je primjenio C.F.Gauss pri izračunavanju hanoverske (Hannover) triangulacije između 1820. i 1830. godine. Gauss je definirao svoju projekciju rotacijskog elipsoida na ravninu kao konformnu projekciju koja zadovoljava dva dodatna uvjeta i to: • centralni meridijan se projicira kao pravac, • duž centralnog meridijana nema deformacija dužina.

Ivan Lončarić, Geo-Land, Bana Josipa Jelačića 80, 10450 Jastrebarsko, e-mail: ivan.loncaric.geodet@gmail.com

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Gauss nije ostavio detaljne formule za transformaciju geodetskih koordinata (φ,λ) u projekcijske kartezijeve koordinate (x,y). Bilo je nekoliko pokušaja da se one ponovno izvedu, ali tek je general Krüger, vodeći čovjek Postdamskog geodetskog instituta, iz Gaussovih zapisa uspio ponovo razviti sve formule potrebne za projekciju i za računanje unutar projekcije. Krüger je dao sva računanja u logaritamskoj formi. Zbog njegovog doprinosa geodetskoj profesiji, danas se ta projekcija zove Gauss-Krügerova. On je godine 1912. objavio i knjigu o Gaussovoj projekciji elipsoida na ravninu, a 1919. zbirku formula za logaritamsko računanje. U literaturi engleskog jezičnog područja ova se projekcija susreće pod nazivom Transverse Mercator Projection. Budući da se geodetske projekcije, osim za izradu karata krupnih mjerila, koriste kao osnova za sva računanja u ravnini, to je u njihovom proučavanju osim računanja geografskih koordinata u ravnini iz geografskih koordinata potrebno riješiti i niz

Lončarić I. (2010): Prijelaz iz Gauss-Krügerovih u UTM koordinate putem Helmertove transformacije za područje grada Sarajeva Ekscentar, br. 12, str. 74-77

ostalih zadataka: 1. računanje geografskih koordinata iz pravokutnih koordinata u ravnini projekcije, 2. računanje konvergencije meridijana iz geografskih i pravokutnih koordinata, 3. računanje linearnog mjerila iz geografskih i pravokutnih koordinata, 4. računanje redukcije pravaca i dužina, 5. računanje pravokutnih koordinata točke kad su zadane pravokutne koordinate jedne točke, duljina i azimut geodetske linije (prvi i drugi geodetski zadatak), 6. računanje duljina i azimuta geodetske linije iz pravokutnih koordinata dviju točaka, 7. transformacija koordinata između susjednih koordinatnih sustava. Austrija je bila prva država koja je uvela Gauss- Krügerovu projekciju za potrebe državne izmjere. Bilo je to 1917. godine. Njemačka je to isto učinila 1923. godine. Bivša Jugoslavija je Gauss- Krügerovu projekciju uvela 1924. godine. Izbor projekcije izvršila je komisija u kojoj su bili najpoznatiji geodetski stručnjaci tog vremena. Komisija je nakon detaljne analize u opsežnom pismenom izvještaju kao najpogodniju projekciju predložila GaussKrügerovu projekciju. Kod Gaussa elipsoid preslikavamo na ravninu pod ovim uvjetima: 1. projekcija mora biti konformna, tj. mora se izvršiti analitičkim funkcijama kompleksnih brojeva, 2. srednji meridijan mora se preslikavati kao prava linija i njegova projekcija predstavlja x-os koordinatnog sustava u ravnini, u odnosu na koju je čitava projekcija simetrična: za λ0=λ y=0, 3. os x pravokutnog koordinatnog sustava poklapa se sa srednjim meridijanom duž kojega nema linearnih deformacija: za λ0=λ ϕ

x = ∫ Mdϕ 0

(λ0-geodetska dužina centralnog meridijana).

>> 3. Gauss-Krügerova projekcija U ovoj projekciji se meridijani i paralele preslikavaju kao krive linije, pri tome su meridijani simetrični s obzirom na srednji meridijan koji se preslikava kao pravac, a paralele s obzirom na ekvator, koje se također preslikavaju kao pravac. Ishodište se može postaviti u bilo kojoj točki srednjeg meridijana, ali obično se uzima u presjeku srednjeg meridijana i ekvatora. Za Gauss-Krügerovu projekciju također kažemo da je konformna projekcija elipsoida na ravninu jer u projekciji

Apscisa koordinate x južne polutke povećava se za pomak x0=10 000 000 m na ekvatoru kako bi se izbjegle negativne vrijednosti apscisa. Pomak ordinate je identičan s pomakom u Gauss-Krügerovoj projekciji y 0=500 000 m. Tako na primjer, najvažnije zone za naše područje su: zona 33, s centralnim meridijanom 15° i zona 34, s centralnim meridijanom 21° Mjerilo duž centralnog meridijana iznosi m0=0,9996. Kod UTM projekcije broj zone se ne stavlja ispred pomaka y 0. Slika 1. Prikaz karte u G-K. projekciji

nema deformacija kutova. U Gauss-Krügerovoj projekciji mjerilo duž centralnog meridijana jednako je m0=0,9999. Svaka koordinatna zona ima širinu od 3° geodetske dužine. Prva zona ima centralni meridijan (Greenwich) 0°, pa sljedeći ima 3° itd. Nama su bitni centralni meridijani 15° i 18° istočne dužine. Da bi se moglo prepoznati o kojoj se zoni radi, uobičajeno je broj zone dodati ispred koordinatnog pomaka ordinate y 0. Kod Gauss-Krügerove taj pomak iznosi y 0=500 000 m. Zbog toga y 0 u šestoj koordinatnoj zoni iznosi y 0=6 500 000m. Kao datum Gauss-Krügerove projekcije upotrebljava se Bessel-ov elipsoid iz 1841.

>> 4. UTM projekcija Univerzalna Transverzna Mercatorova projekcija je razvijena od strane United States Army Corps of Engineers u 1947. Dakle, nakon Drugog svjetskog rata, razvijen je projekcijski sustav za cijelu Zemlju koji se naziva Univerzalna transverzalna Mercatorova projekcija (Gauss-Krügerova). To je Gauss-Krügerova projekcija s linearnim mjerilom na srednjem meridijanu m0 = 0,9996. UTM sustav je oslonjen na WGS-84 međunarodni elipsoid, meridijanske zone su široke 6° Umjesto središnjeg meridijana bez pogreške se preslikavaju dva paralelna presjeka udaljena oko 180 km od središnjeg meridijana. Područje između presjeka je u projekciji umanjeno, dok je uvećanje u vanjskom području 1,00015 na graničnom meridijanu (φ=50°). UTM-sustav se primjenjuje samo u područjima do 80° južne geografske širine i do 84° sjeverne geografske širine jer su meridijanske zone na polovima preuske. Na polovima se kao dodatak primjenjuje Univerzalna Polarna Stereografska Projekcija (UPS) koja se dobiva konformnom projekcijom elipsoida na kuglu, a kugla se onda stereografski projicira na ravninu.

Slika 2. Distribucija kontinenata Europe u UTM zoni

Značenje UTM-sustava je u njegovoj primjeni širom svijeta; standardno ga primjenjuje NATO, a pojavom GPS-prijamnika s mogućnošću transformacije koordinata svakom je korisniku moguć lagan prijelaz na ravninske koordinate. Za UTM projekciju danas se većinom koristi WGS84 elipsoid.

>> 5. Helmertova transformacija Transformacija položaja točaka iz jednog koordinatnog sustava u ravnini u drugi je jedna od najobičnijih numeričkih operacija u geodeziji. Transformacije koordinata mogu se izvesti na mnogo načina, ovisno o svojstvima koordinatnog sustava. Od svih matematičkih modela i funkcija koje mogu poslužiti za transformaciju koordinata najvažnije su linearne transformacije. Najopćenitija linearna transformacija zove se afina transformacija i za dvodimenzionalni koordinatni sustav ona se postiže upotrebom dviju jednadžbi: x = a1ξ + b1η + x0 y = a 2ξ + b 2η + y 0 (1.1) U ovom slučaju koordinate (ξ,η) treba transformirati u novi sustav (x,y). Koordinate koje se transformiraju zovemo »lokalne koordinate« dok koordinate u koje se točke transformiraju zovemo

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Lončarić I. (2010): Prijelaz iz Gauss-Krügerovih u UTM koordinate putem Helmertove transformacije za područje grada Sarajeva Ekscentar, br. 12, str. 74-77

Slika 3. Točke mreže u oba sustava

»globalne koordinate«. Dakle, u našim transformacijama uvijek se lokalne koordinate transformiraju u globalne. Veličine a1, a 2, b1, b2, xo, yo poznate su kao parametri afine transformacije. Najvažniji specijalni slučaj afine transformacije je konformna transformacija. Da bi afina transformacija postala konformna, parametri transformacije moraju zadovoljiti sljedeća dva uvjeta: a1 = b2 = a

b1 = -a 2 = b

(1.2)

S ta dva uvjeta pojednostavimo transformacijske jednadžbe x = aξ - bη + x0

Slika 4. Ortogonalna ili konformna transformacija koordinata

y = bξ + aη + y 0

(1.3)

Linearna konformna transformacija je zaista najvažnija transformacija u geodeziji, gledano s praktičnog stanovišta. Linearna transformacija može se primijeniti ako su četiri parametra transformacije a, b, x 0, y 0 definirana. Međutim velika većina problema u geodeziji koji uključuju linearne transformacije nemaju eksplicitno definirane parametre transformacije. Parametri su obično nepoznati. Prema tome, da bi se lokalne koordinate mogle transformirati u globalne, parametri se moraju indirektno izračunati iz skupa točaka čije se pozicije znaju i u globalnom i u lokalnom koordinatnom sustavu. Za slučaj opće afine transformacije, sa šest parametara transformacije, najmanje tri točke u oba koordinatna sustava moraju biti poznate. Naravno, te tri točke ne smiju biti kolinearne, tj. ne smiju biti na istom pravcu. Za ortogonalnu ili konformnu transformaciju bar dvije točke moraju biti potpuno definirane u oba

koordinatna sustava da bi se mogle izračunati jedinstvene vrijednosti četiri parametra transformacije a, b, x 0, y 0. Međutim, minimalan broj točaka definiran u dva koordinatna sustava ne pruža nikakvu sigurnost ni kontrolu ispravnosti izračunatih vrijednosti parametara. Da bi se povećala kvaliteta i sigurnost parametara transformacije obično se definira više točaka u oba koordinatna sustava nego što to broj nepoznatih transformacijskih parametara zahtijeva. U tom slučaju možemo izračunati i statističku pouzdanost parametara pod pretpostavkom da globalne koordinate podliježu normalnoj distribuciji. Svaka točka koja je poznata u oba sustava definira dvije jednadžbe (1.3) s četiri nepoznanice a, b, x0, y0. Optimalno rješenje se dobije ako imamo više od dvije točke (10 do 15) i ako su one ravnomjerno rasprostranjene područjem koje će biti transformirano. Zgusnuti skupovi točaka u samo jednom dijelu transformiranog područja ne daju tako dobre rezultate kao slučajevi gdje su točke ravnomjerno raspoređene. Važno je da kod određivanja četiri parametara transformacije imamo više od dvije točke čije su pozicije definirane u lokalnim i globalnim koordinatama. Što je više točaka poznato, to će rezultati biti pouzdaniji. Ako se jednadžbe linearne ortogonalne transformacije (1.3) napišu u implicitnom obliku dobijemo: x - aξ + bη - x0 = 0 y - bξ + aη - y 0 = 0

(1.4)

Kad se koordinate iz oba sustava (x,y) i (ξ, η) smatraju mjerenjima, onda su jednadžbe (1.4) tipičan primjer općeg matematičkog modela čije izjednačenje zahtijeva mnogo više numeričkih operacija i u svojoj suštini je kompleksnije nego izjednačenje posrednog tj. parametričkog modela. Međutim, mnogo je jednostavnije rješenje problema, izjednačenja parametra linearne ortogonalne transformacije dao njemački geodet Helmert. U svom pristupu problemu on je lokalne koordinate (ξ, η) uzeo kao konstantne veličine, a samo globalne koordinate (x,y) uzeo je kao mjerene stohastične varijable. Ako se prihvati Helmertova sugestija, onda linearna transformacija (1.3) postaje klasičan primjer posrednog tj. parametričkog modela. Prema tome, Helmertova transformacija i nije neka transformacija koordinata, već je ona način računanja parametara transformacije metodom najmanjih kvadrata. Globalne koordinate smatraju se mjerenim veličinama, a u pomanjkanju nekih specifičnih informacija o kvaliteti globalnih koordinata pretpo-

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

stavlja se da su one mjerenja jednakih težina. Ako pretpostavimo da ima m točaka čije su pozicije definirane u lokalnim i globalnim koordinatama, tada je svaka točka zastupljena s dvije jednadžbe, jedna za koordinatu x, druga za koordinatu y. To znači da će vektor mjerenja imati 2m elemenata. lt = [x1 y1 x 2 y2 ... ... x m y m], n = 2m (1.5) Broj parametara u dvodimenzionalnoj ortogonalnoj transformaciji je uvijek četiri xt = [a, b, x0, y 0], u=4

(1.6)

Helmertova transformacija je linearni posredni tj. parametrički model i prva dizajn matrica A je derivacija mjerenja po parametrima, tj. jednadžbi (1.3) po vektoru parametara (1.6) , a to je u ovom slučaju jednostavno.  ξ1 -η1 1 0  η   1 ξ1 0 1  A =  ... ... ... ...   ξ ηm 1 0   m η m ξ m 0 1 

(1.7)

Kako je posredni tj. parametrički model (1.3) linearan, približne vrijednosti parametara i ne moraju biti poznate. Mogu se uzeti bilo koje vrijednosti za njih. Ako se računanja u izjednačenju mogu vršiti s velikim brojem znamenki onda kao elemente približnog vektora parametara bez problema možemo uzeti slijedeće vrijednosti: x0t = [1 0 0 0]

(1.8)

U tom slučaju elementi vektora neslaganja su jednostavno razlike između lokalnih i globalnih koordinata. ωt = [ξ1 - x1 η1 - y1 ξ2 - x 2 η2 - y2 ... ... ξm - x m ηm - y m]

(1.9)

Ukoliko ne postoje posebne informacije o kvaliteti pojedinih globalnih koordinata, pretpostavlja se da su sve koordinate određene jednom te istom preciznošću i prema tome su im sve težine jednake. Bilo koji pozitivni broj može se uzeti kao težina za sve globalne koordinate, ali je zbog jednostavnosti najbolje uzeti vrijednost jedinice. U tom je slučaju matrica težina jednaka jediničnoj matrici.

P = I

(1.10)

Zato je formiranje normalnih jednadžbi pojednostavljeno:

Lončarić I. (2010): Prijelaz iz Gauss-Krügerovih u UTM koordinate putem Helmertove transformacije za područje grada Sarajeva Ekscentar, br. 12, str. 74-77

N =At A, u = At ω

(1.11)

U koliko za globalne koordinate postoji njihova matrica varijance-kovarijance onda se matrica težina računa kao inverzna matrica varijance-kovarijance matrice globalnih koordinata: -1 P = CGK

Ako su približne vrijednosti nepoznatih parametara definirane po (1.8) onda su elementi vektora neslaganja (1.9) numerički veliki brojevi i zato formiranje normalnih jednadžbi zahtijeva veliki broj znamenki i ne samo formiranje normalnih jednadžbi, već se i sve ostale operacije u procesu izjednačenja moraju dovršiti s mnogo znamenki (double precision).

>> 5. Zaključak Dakle, ako želimo prijeći iz GaussKrügerovih koordinata u UTM koordinate za područje grada Sarajeva možemo koristiti linearnu transformaciju (ξ,η)→(X,Y) čija točnost na rubnom području iznosi npr. za točku T1409 = 0, 0252 + 0, 0092 = 0, 026m dok u sredini područja za točku T1368 = 0, 0002 + 0, 0052 = 0, 005m što je dovoljna točnost u većini geodetskih radova.

Može se uočiti da točke s ruba područja transformacije imaju veća odstupanja nego ostale točke (Tablica 3). Dakle, ovaj rad je namijenjen svima koji žele računati pozicije točaka na području grada Sarajeva u UTM projekciji i s datumom WGS84, a na raspolaganju su im Gauss-Krügerove koordinate na starom Besselovom datumu iz 1841. U ovom sam radu pokazao da se za točnost od 0,03 m može upotrijebiti linearna transformacija, a ta točnost je dovoljna za najveći postotak geodetskih projekata. Važno je naglasiti da se pogreške od 0,03 m događaju na rubnim dijelovima, dok je na svim drugim mjestima na području grada Sarajeva postignuta točnost mnogo bolja. Umjesto silnih računanja dovoljno je upotrijebiti linearnu transformaciju sa sljedećim parametrima: A= 0,999814237 m b= 7,49345E-07 m x0= -59,036 m y0= 1.203,864 m i u uvrstiti ih u formule: x=aξ-bη+x0, y= bξ+aη+y0 te će se tako dobiti tražene UTM koor-

dinate.

>> Literatura »» Frankić, K. (2007): Uvod u izjednačenje metodom najmanjih kvadrata, Građevinski fakultet-odsjek za geodeziju, Sarajevo. »» Frankić, K. (2009): Matematička kartografija, Građevinski fakultet-odsjek za geodeziju, Sarajevo. »» Frankić, K. (2009): Geodetske projekcije, Građevinski fakultet-odsjek za geodeziju, Sarajevo. »» Frančula, N. (2004): Kartografske projekcije, skripta, Geodetski fakultet, Zagreb. »» Feil, L. (1989): Teorija pogrešaka i račun izjednačenja II, skripta, Geodetski fakultet, Zagreb. »» Pribičević, B. (2005): Pomorska geodezija, Geodetski fakultet, Zagreb. »» Bašić, T. (2008): Geodetski referentni okviri, Geodetski fakultet, Zagreb. »» URL-1: http://en.wikipedia.org/wiki/ File:Usgs_map_traverse_mercator.PNG. »» URL-2: http://en.wikipedia.org/ wiki/Universal_Transverse_Mercator_ coordinate_system. »» URL-3: http://upload.wikimedia.org/ wikipedia/en/5/57/Utm-zones.svg. E

77 List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Kolarek M. (2010): Primjena GIS-a u sustavima odvodnje otpadnih voda Ekscentar, br. 12, str. 78-81

ZNANOST I STRUKA

Primjena GIS-a u sustavima odvodnje otpadnih voda » Mladen Kolarek

SAŽETAK. Sustavi odvodnje otpadnih voda često su zanemareni dio infrastrukture određene regije, općine ili grada. Zbog njih vrlo često nastaju problemi u razvoju radi nemogućnosti učinkovitog odgovora sustava odvodnje na potrebe zajednice koje nastaju širenjem stambenih i širenjem industrijskih zona koje u svojim proizvodnim procesima uključuju velike količine otpadnih voda. Osim svoje funkcije odvodnje otpadnih voda, sustavi imaju i vrlo važnu ulogu u sanitarnoj zaštiti regije i veliki utjecaj na zaštitu eko sustava te su odraz civilizacijskog dosega. Razvoj sustava odvodnje, dogradnje sustava ili rekonstrukcije uključuje vrlo zahtjevne radove koji su često i vrlo skupi. Učinkovita evidencija i upravljanje objektima sustava odvodnje, temelj su učinkovitog sustava odvodnje i osnova za sve vrste hidrauličkih analiza te izradu scenarija rekonstrukcija i proširenja sustava. To u konačnici ima za rezultat veću učinkovitost odvodnje, smanjenje pogreške u planiranju i projektiranju sustava te mogućnost boljeg planiranja razvoja zajednice. U ovom radu opisana je primjena geografsko informacijskih sustava koja evidentira i upravlja objektima sustava odvodnje te je glavni i najpotpuniji izvor podataka o sustavu za sve daljnje analize i projekte. Također, prikazana je jedna od programskih podrški za rad nad GIS sustavom odvodnje, njene funkcije i mogućnosti. KLJUČNE RIJEČI: komunalni informacijski sustavi, sustav odvodnje otpadnih voda, Bentley WasteWater, GIS

>> 1. Uvod U gotovo svim jedinicama lokalne uprave postoje manje ili više razvijeni sustavi odvodnje otpadnih voda. Njihovo održavanje i razvoj neposredno je povezano s djelovanjem lokalne uprave i lokalnih komunalnih poduzeća koji imaju veliki utjecaj na poboljšanje uvjeta života te tehnološki i ekonomski razvoj regije. Upravljanje, održavanje i razvoj takvih sustava uglavnom se povjerava raznim odjelima unutar komunalnih poduzeća koja vode različite evidencije podataka o objektima sustava. Nerijetko je slučaj da se vodi vrlo dobra evidencija korisnika sustava odvodnje u obliku komunalnih informacijskih sustava - KIS (oblik poslovnih informacijskih sustava), ali istovremeno evidencija stanja samog sustava odvodnje i objekata koji ga čine je siromašna i nije u toku s vremenom. Uobičajen razvoj sustava odvodnje kroz godine kreće od početka izgradnje (uglavnom početkom 20-tog stoljeća, iako ponegdje, u starim jezgrama gradova, još uvijek postoje sustavi iz rimskog doba) u kojoj su se definirali osnovni dijelovi i iz78

gradila jezgra sustava. Tijekom vremena, razvojem područja kako u urbanom, tako i u industrijskom smislu, postojeća jezgra sustava sve je manje zadovoljavala potrebe za odvodnjom otpadnih voda te se raznim manjim intervencijama, nadogradnjama sustava pa čak i većim rekonstrukcijama, nastojala povećati učinkovitost odvodnje sustava. Sve to vrijeme, uspješno ili manje uspješno, vodila se evidencija promjena i stanja objekata sustava te se upravljalo sustavom. U današnje vrijeme, kada je razvoj regija ubrzan, postojeći način evidentiranja i upravljanja objektima je kamen spoticanja te velika kočnica razvoju modernih i učinkovitih sustava odvodnje otpadnih voda. Upravljanje i evidencija objekata koji čine sustav odvodnje otpadnih voda, njihov oblik i položaj te svojstva koja posjeduju, glavna je zadaća GIS-a odvodnje. Za razliku od komunalnih informacijskih sustava, GIS odvodnje otpadnih voda koncentriraju se prvenstveno na prostornu komponentu sustava i objekte sustava. Zajedno sa svojstvima objekata sustava (atributima) i međusobnu topološku povezanost mrež-

Mladen Kolarek, ing. geod., GEOMODELING d.o.o., Ilica 191F, 10000 Zagreb, e-mail: mladen@geomodeling.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

nog tipa, čine sustav koji je sposoban zabilježiti oblik i stanje objekata, upravljati promjenama nad objektima, prikazivati objekte i sustav u cjelini te izvoditi analize i scenarije.

>> 2. Sustav odvodnje otpadnih voda Osnovna zadaća sustava odvodnje otpadnih voda je prikupljanje otpadnih voda na određenom području, kontrolirana odvodnja i ispuštanje natrag u prirodu. Prije ispuštanja otpadne vode moraju biti pročišćene ili barem dovoljno razrijeđene, kako bi zadovoljile propisane ekološke standarde. U velikoj većini općina i gradova, koji obično čine jedinstvene zatvorene sustave odvodnje, sustavi odvodnje otpadnih voda su, zapravo, kombinirani sustavi odvodnje sanitarnih i oborinskih voda. Zajedno, od kućnog ili industrijskog priključka i slivnika, preko sekundarnog kolektora sve do primarnog (glavnog) kolektora, odvode otpadnu vodu sve do pročistača i ispusta u prijemnik (Slika 1). Sustavu odvodnje na tom putu pomažu, ali i

Kolarek M. (2010): Primjena GIS-a u sustavima odvodnje otpadnih voda Ekscentar, br. 12, str. 78-81

Slika 1. Sustav odvodnje otpadnih voda

odmažu morfološke karakteristike terena koje su specifične za određeno područje sustava odvodnje. Poznato je da se principi odvodnje otpadnih voda temelje na fizikalnim zakonima toka, uz upotrebu što je manje moguće dodatne energije, kako bi se premostile fizičke prepreke koje stoje na putu prirodnom toku. Zato se sustavi odvodnje uvelike oslanjaju i projektiraju u skladu s morfološkim karakteristikama terena, hidrološkim i geološkim obilježjima regije, utjecajem industrije i urbanizacije područja, utjecajem na ekološki sustav područja te planiranjem budućih potreba i razvoja regije (Milićević i Milićević 2006). Planiranje i izgradnja sustava odvodnje zasniva se na projektiranju i izgradnji objekata koji omogućuju učinkovitu odvodnju otpadnih voda. Objekti koji čine sustav odvodnje otpadnih voda su svi objekti koji služe za prikupljanje, odvodnju i pročišćavanje otpadnih voda. Osnovni objekti sustava uključuju: slivnike, reviziona okna, preljeve, crpne stanice, ispuste, tlačne vodove, otvorene i zatvorene kanale, uređaje za pročišćavanje otpadnih voda i sve druge objekte sustava. Svi ti objekti posjeduju svoju prostornu, uporabnu i sadržajnu komponentu, međusobno su povezani, a zajedno omogućuju sustavu ispunjenje svoje osnovne zadaće (Halapija i dr. 2008).

>> 3. Geografsko informacijski sustav odvodnje otpadnih voda Da bi se izgradio GIS odvodnje otpadnih voda, unijeli stvarni podaci sustava i ostvarila funkcionalnost sustava, mora se definirati model podataka na logičkoj razini kako bi se, u što je moguće većoj mjeri, prenio stvaran sustav odvodnje u njegov digitalni oblik. Pri definiranju mo-

dela podataka potrebno je voditi računa o prostornoj komponenti informacijskog sustava kao metodi prikaza položaja objekata sustava, njihovog oblika i međusobnog položajnog odnosa. Nadalje, potrebno je voditi računa o opisnim svojstvima objekata sustava koji će definirati objekte i njihovu funkciju te o povezanosti objekata sustava na topološkoj razini. Geografsko informacijski sustavi odvodnje pripadaju topologiji mrežnog sustava te su u skladu s tim podijeljeni i definirani osnovni objekti informacijskog sustava odvodnje. Osnovni objekti dijele se na: čvorne objekte (engl. nodes), linijske objekte (engl. links) i površinske objekte (engl. polygons). Među čvorne objekte spadaju objekti sustava kao što su: reviziona okna, slivnici, crpne stanice, ispusti i dr. Među linijske objekte spadaju objekti sustava kao što su: tlačni vodovi, otvoreni i zatvoreni kanali, preljevi i dr. Površinski se objekti uglavnom odnose na slivne površine koje u model sustava odvodnje unose važan podatak o količini i vremenskoj raspodjeli oborina koje ulaze u sustav odvodnje. Povezanost objekata sustava ostvaruje se na grafičkoj i topološkoj razini – spatial network (Oracle Spatial 2006). Svi objekti sustava će bit prezentirani (čvorni objekti) i povezani (linijski objekti) svojom grafičkom predstavom, a povezanost na topološkoj razini će bit ostvarena i pohranjena kao svojstvo (atribut) svakog objekta sustava. Način izgradnje i zapisa topološke povezanosti objekata interno je svojstvo programske podrške koja upravlja radom sustava, a u novije vrijeme topološku povezanost možemo izgraditi i zapisati unutar baze podataka na standardan način kako je prije opisano (URL-1).

Programska podrška u kojoj će se ostvariti logički model podataka, odnosno izgraditi fizički model i koja će upravljati s GIS-om odvodnje mora biti sposobna grafički i geometrijski prezentirati podatke u potpunom 3D prostoru, biti sposobna raditi u potpunom GIS okruženju, odnosno moći dodavati i mijenjati svojstva objekata, povezivati objekte na topološkoj razini te upravljati i kontrolirati sustav tijekom rada. Pri tome je naglasak na stalnom održavanju sustava (koji treba biti u neprekidnom konzistentnom stanju) i logici sustava koja mora upozoravati na pogrešne podatke i primjenjivati fizikalne zakone sustava odvodnje nad podacima kako bi otkrivala logičke pogreške sustava odvodnje. U tome veliku ulogu ima sposobnost novijih baza podataka da kontroliraju i upravljaju svojom topološkom povezanošću unutar same baze podataka – persistent topology (Bentley Institute 2008). Do sada je to bila isključivo zadaća programske podrške koja upravlja radom geografskih informacijskih sustava. Jedna od programskih podrška za rad na geografsko informacijskim sustavima odvodnje otpadnih voda je Bentley WasteWater koja posjeduje navedene mogućnosti za rad nad sustavom.

>> 4. Bentley WasteWater Tvrtka Bentley Systems, Inc. (URL2) najpoznatija je po svojoj CAD aplikaciji MicroStation koja već više od 20 godina postojanja dokazuje svoju uporabnu vrijednost, ponajviše u upravljanju podacima u 3D prostoru i njihovoj vizualizaciji. Primjenu MicroStationa danas možemo vidjeti najviše u poslovima vezanim za geodeziju, fotogrametriju, graditeljstvo, strojarstvo, elektrotehniku i dr. Tijekom godina razvoja prema GISu, tvrtka Bentley Systems, Inc. odlučila je razvijati svoje geoprostorno okruženje bazirano upravo na MicroStation-u CAD platformi, spajajući ponajbolje iz ta dva svijeta. Danas postoji potpuno GIS okruženje - Bentley Map, koje je svojim izgledom i načinom rada vrlo slično CAD aplikaciji, a mogućnostima u potpunosti zadovoljava potrebe modernog GIS-a. Bentley WasteWater je nadogradnja GIS okruženja (nadogradnja Bentley Mapa) koji je specijaliziran za rad nad sustavima odvodnje otpadnih voda (Slika 2). Bentley WasteWater omogućava korisniku: • kreiranje fizičkog modela podataka i unos podataka, • povezivanje podataka na geometrijskoj i topološkoj razini, • izgradnju topološkog mrežnog sustava, • promjenu geometrijskih i atributnih

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Kolarek M. (2010): Primjena GIS-a u sustavima odvodnje otpadnih voda Ekscentar, br. 12, str. 78-81

Slika 2. Bentley WasteWater aplikacija

svojstava objekata sustava, • kontrolu podataka na topološkoj razini i provjeru logike sustava, • osnovnu hidrauličku analizu sustava, • izradu shema i dijagrama objekata i mreže sustava, • tematski grafički prikaz podataka, • razmjenu podataka s drugim platformama. Bentley WasteWater smješta objekte sustava u 3D prostor, što u kombinaciji sa svojstvima objekata i topološkoj povezanosti objekata omogućava informacijskom sustavu simulaciju fizikalnih zakona nad sustavom odvodnje. Ta osobina kontrolira sustav u svakome trenutku njegovog rada, odnosno umanjuje mogućnost geometrijske i logičke pogreške tijekom rada te pruža osnovnu hidrauličku analizu sustava. Kontrola podataka, odnosno kontrola topološke povezanosti i logike cjelokupnog sustava, cjelovita je i stalna tijekom rada nad podacima, što pridonosi konzistentnosti sustava. Onemogućava korisniku unos neispravnih i nelogičnih podataka, odnosno upozorava korisnika na mogućnost pogreške u sustavu (Slika 3). Osim rada nad objektima sustava, Bentley WasteWater pruža mogućnost automatizirane izrade shema i dijagrama

objekata sustava (Slika 4 i Slika 5). Tematska grafička prezentacija objekata sustava također je prisutna i omogućava korisniku veću preglednost te tematsko grafičko prikazivanje različitih tipova objekata sustava odvodnje. Također, prisutna je mo-

gućnost povezivanja pojedinog objekta sustava s raznim »vanjskim« dokumentima te video zapisima inspekcije (Slika 6). Korisniku to pruža potpuni uvid i kontrolu nad objektom sustava te omogućava njegovo upravljanje.

Slika 3. Upozorenja i pogreške u sustavu odvodnje

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Kolarek M. (2010): Primjena GIS-a u sustavima odvodnje otpadnih voda Ekscentar, br. 12, str. 78-81

hidrauličkih analiza i izrada projekata sanacija, rekonstrukcija i proširenja sustava.

>> 5. Zaključak

Slika 4. Automatizirana izrada shematskog prikaza revizionog okna

U Bentley WasteWater aplikaciji prisutna je sva funkcionalnost GIS okruženja pa je moguće izvršavati razne prostorne i atributne upite, preklapati različite setove prostornih podataka te izvršavati prostorne analize. Sve rezultate moguće je prikazivati u tabličnom obliku, u obliku izvještaja i izraditi sve vrste kartografskih prikaza. Sustav odvodnje, opisan u Bentley WasteWateru i upravljan pomoću njega, cjelovit je način evidencije stvarnog

stanja objekata sustava. Također, pruža mogućnost upravljanja promjenama nad objektima sustava, kao što su: izdavanje radnih naloga za sanaciju ili rekonstrukciju, praćenje stanja objekta kroz vrijeme, praćenje svih promjena nad pojedinim objektom te uključivati ostale zabilježbe o objektu sustava. On je ujedno cjelovit i održavan skup podataka o sustavu odvodnje i njegovoj funkciji, čime postaje glavni izvor podataka o sustavu odvodnje kod

Izgradnjom ovakvog sustava za pojedino komunalno poduzeće, postojeći podaci o sustavu odvodnje objedinili bi se i digitalizirali, neposredno na terenu bi se utvrdilo stvarno stanje objekata i sustava u cjelini, izradio bi se način upravljanja objektima te omogućile analize sustava. Za razvoj regije to bi bio značajan korak naprijed zbog mogućnosti »predviđanja« reakcije sustava na sve vrste simuliranih utjecaja na sustav, kao što su: utjecaj velikih i/ili dugotrajnih oborina, ispuštanje opasnih tvari u sustav, utjecaj proširenja sustava odvodnje na postojeće stanje te vrlo važan izvor podataka za projektiranje optimalnih rješenja na sustavu koje će poboljšati njegovu učinkovitost (URL-3). Također, nezaobilazan je faktor prilikom planiranja veličine i kapaciteta izgradnje uređaja za pročišćavanje otpadnih voda. Razvoj ovakvog sustava usmjeren je ka dobivanju stvarnih vrijednosti o učinkovitosti protoka sustava, odnosno, svojevrsnom kalibriranju sustava – SCADA (engl. Supervisory Control And Data Acquisition). Povezivanjem mjernih stanica, postavljenih na specifičnim mjestima, s geografsko informacijskim sustavom, omogućiti će upravljanje sustavom u stvarnom vremenu, praćenje učinkovitosti sustava s obzirom na stvaran utjecaj te mogućnost signaliziranja i »predviđanja« potencijalnih opasnosti od izlijevanja ili utjecaja kemijski opasnih tvari u sustavu.

>> Literatura »» Bentley Institute (2008): Bentley Geospatial Administrator XM Edition, Bentley Institute Course Guide. »» Halapija H., Piskor, D., Radeljić, I. (2008): Prostorni informacijski sustavi odvodnje – sinergija geodezije, građevine i informatike, Zbornik radova I. simpozija ovlaštenih inženjera geodezije: Hrvatska geodezija – izazovi struke u 21. stoljeću, HKAIG – Razred inženjera geodezije, Opatija, 24.-26. listopada. »» Milićević, S., Milićević, D. (2006): Integral management of the urban waste water disposal systems, Hidrozavod, Beograd. »» Oracle Spatial (2006): Topology and Network Data Models – 10g Release 2, Oracle Users Guides and References. »» URL-1: http://www.oracle.com/ (14.09.2009.). »» URL-2: http://www.bentley.com/ (15.09.2009.). »» URL-3: http://www.haestad.com/ (18.09.2009.). E

Slika 5. Automatizirana izrada uzdužnih profila cjevovoda

Slika 6. Svojstva objekta, fotografija i video zapis inspekcije revizionog okna List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Boc K. (2010): Posebna geodetska podloga Ekscentar, br. 12, str. 82-84

ZNANOST I STRUKA

Posebna geodetska podloga >> 1. Uvod Zakon o prostornom uređenju i gradnji (Narodne novine 76/07) člankom 2. stavak 1. propisuje određene pojmove i radnje koje su vezane uz prostorno uređenje. U točci 15. navedenog članka navodi definiciju Posebne geodetske podloge: Odgovarajuća posebna geodetska podloga je kartografska podloga (digitalni ortofoto plan s visinskim prikazom - slojnice i kote s uklopljenim katastarskim planom ili topografski prikaz s uklopljenim katastarskim planom) izrađena u odgovarajućem mjerilu i ovjerena od nadležnog tijela za državnu izmjeru i katastar nekretnina. Posebne geodetske podloge koriste se vezano uz postupke provođenja zahvata u prostoru kao što je u Zakonu o prostornom uređenju i gradnji (Narodne novine 76/07) posebice navedeno u člancima 106., 107., 121. i 213. Sukladno članku 101. i 104. Zakona

Slika 1. Primjer izgleda naslovnice

o državnoj izmjeri i katastru nekretnina (Narodne novine 16/07) odgovarajuće posebne geodetske podloge mogu izrađivati pravne osobe registrirane za obavljanje poslova državne izmjere i katastra nekretnina i ovlašteni inženjeri geodezije. Da bi se posebna geodetska podloga mogla koristiti za: • potrebe određivanja oblika i veličine građevne čestice, odnosno obuhvata zahvata u prostoru - članci 106. i 107. Zakona o prostornom uređenju i gradnji (Narodne novine 76/07), • kao podloga za donošenje rješenja o utvrđivanju građevne čestice - članka 121. Zakona o prostornom uređenju i gradnji (Narodne novine 76/07), • kao podloga za idejni projekt - članci 191. i 213. Zakona o prostornom uređenju i gradnji (Narodne novine 76/07), • ona treba biti ovjerena od strane Područnog ureda za katastar, odnosno

Slika 2. Primjer tehničkog izvješća

Krunoslav Boc, ing. geod., CadCom d.o.o., XI Trokut br. 5, 10020 Zagreb, e-mail: krunoslav.boc@cadcom.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

» Krunoslav Boc

Gradskog ureda za katastar i geodetske poslove Grada Zagreba.

>> 2. Način izrade posebne geodetske podloge Posebna geodetska podloga je sastavni dio geodetskog projekta stoga naslov treba glasiti GEODETSKI PROJEKT - Posebna geodetska podloga. Sadržaj PGP-a je: 1. naslovnica, 2. sadržaj, 3. rješenje DGU, 4. tehničko izvješće, 5. kopija katastarskog plana, 6. trigonometrijski obrasci terestričkih mjerenja, 7. situacija uklopa ili preklopa u mjerilu katastarskog plana, 8. PGP u mjerilu 1:1000 s prikazom uklopa/preklopa, 9. PGP-Podloga za projektiranje u mjerilu 1:500 (200) s prikazom uklopa/preklopa.

Boc K. (2010): Posebna geodetska podloga Ekscentar, br. 12, str. 82-84

Slika 3a i 3b. Primjer uklopa

2.1 Opis djelova PGP-a Naslovnica: Na naslovnici MORA biti naznačeno da se radi o sastavnom dijelu GEODETSKOG PROJEKTA. Mora biti potpisana od strane odgovornog ovlaštenog inženjera geodezije, a također moraju biti navedeni naručitelj radova kao i tvrtka izvođača (Slika 1). Tehničko izvješće: Iz tehničkog izvješća mora biti vidljivo koja tehnologija rada je korištena, tko je obavio mjerenja kao i datumi predaje, pregleda i ovjera od strane katastra (Slika 2). Tehničkom izvješću poželjno je dodati i terenski zapisnik o utvrđenim međama s potpisima nazočnih osoba. Na terenu se obavlja snimanje međnih linija susjednih parcela, objekata, putnog zemljišta, ulica i dijelova infrastrukture (vodovoda, rasvjete i dr.). Određeni dijelovi parcele visinski se snimaju u dogovoru s projektantom, za potrebe budućeg projekta. Točke uklopa, na katastarskom planu i na terenu, prikazuju se na posebnoj geodetskoj podlozi M 1:1000. Slojnice se iscrtavaju na geodetskim podlogama u mjerilu M=1:1000 s ekvidistancijom 1 m i u mjerilu M=1:500 s ekvidistancijom 0,5 m. Snimljene međne linije na terenu prikazuju se crvenom tankom linijom. Točke uklopa koje su udaljene manje od 40 cm od odgovarajućih na katastarskom planu su točke označene brojevima (Car 2008).

Trigonometrijski obrasci mjerenja: Sva geodetska mjerenja se moraju povezati na stalne točke geodetske osnove ili CROPOS bez obzira na mjerilo katastarskog plana. Iz priloženih obrazaca i izvješća mora biti razvidno koja je tehnologija korištena kao i ocjena točnosti. Ured za katastar NE kontrolira kvalitetu mjerenja jer za istu garantira ovlašteni inženjer svojim potpisom. Za snimanje detalja mogu se koristiti sve poznate tehnike geodetskog snimanja uključujući i GPS mjerenja. Obrasci mjerenja MOGU i NE MORAJU biti sastavni dio PGP-a. Situacija uklopa ili preklopa u mjerilu katastarskog plana: Ta situacija mora biti iscrtana na prozirnom nosiocu (paus ili folija). Postojeće katastarsko stanje treba prikazati tankom crnom linijom, linije uklopa debljom crnom linijom (0,3 mm), a točke uklopa crvenim punim kružićima veličine 0,5 mm (slika 3a i 3b). Na toj situaciji moraju biti vidljivi brojevi snimljenih točaka koji su korišteni za uklop, odnosno svih međnih točaka predmetne parcele. Snimljeni sadržaj se reducira samo na snimljene međe i objekte, dok se ostali sadržaj ne prikazuje. Snimljeni sadržaj se iscrtava tankom crtkanom crvenom linijom. Ukoliko je snimljena linija ujedno i linija uklopa tada se ne prikazuje snimljena linija već originalna katastarska i to debelom crnom linijom. Za potrebe uklopa dozvoljeno je translatirati i rotirati stari katastarski plan. Kvaliteta izvedenih radnji za potrebe

preklopa ili uklopa je JEDINI PREDMET PREGLEDA od strane katastarskog službenika. Ukoliko, prilikom pregleda, službenik utvrdi da uklop ili preklop nisu izvedeni dovoljno kvalitetno, predmet se vraća uz pismeni zaključak temeljem kojega se može sa sigurnošću utvrditi radnje koje treba izvesti da bi plan bio ispravno uklopljen ili preklopljen.

PGP - u mjerilu 1:1000 za KATASTAR: PGP u ovom mjerilu se MORA izraditi za katastar, a za naručitelja se može i ne mora izraditi. Na ovoj podlozi se prikazuje sve što i na situaciji preklopa (osim brojeva točaka) uz dodatni slojni plan i topografsku snimku. Kote se ne prikazuju. Boje međa i objekata su kao i na situaciji uklopa, a topografija je prema topografskom ključu (Slika 4). PGP - Podloga za projektiranje u krupnom mjerilu s prikazanim uklopom: Sam PGP je situacioni nacrt napravljen u mjerilu prema zahtjevu naručitelja s topološkim sadržajem u primjenjenom mjerilu i prikazom uklopljenih ili preklopljenih katastarskih čestica kao i točaka uklopa. Pravila iscrtavanja snimljenih međa i katastarske podloge su identične kao i za mjerilo PGPa 1:1000. Topografiju je najbolje koristiti iz mjerila 1:1000, jedina bitna razlika je prikaz svih točaka snimljenog terena s kotama. Slojnice se također prikazuju i na ovom mjerilu (Slika 5). Međne linije koje su korištene za uklop ili preklop prikazuju se debljom crnom bo-

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Boc K. (2010): Posebna geodetska podloga Ekscentar, br. 12, str. 82-84

pografiju i dobar model reljefa (prema mjerilu plana). Reljef se snima rasterom točaka koji mora biti otprilike 3x3 cm na planu padnicama, vododjelnicama i lomovima terena. Na terenu valja uvijek snimiti barem jedan niz točaka dalje od područja zahvata da bi interpolacija slojnica bila ispravna. Također je potrebno snimiti svu vidljivu i eventualno nevidljivu komunalnu infrastrukturu ako je tako zadano u zadatku. U slučaju snimanja kanalizacije, obavezno treba otvoriti šaht te snimiti dubinu dna cijevi i procijeniti njezin promjer. Svi objekti koji se nalaze na predmetnoj parceli i u bliskom susjedstvu moraju se snimiti. Za potrebe kvalitetnog uklopa ili preklopa, neophodno je na teren ponjeti kopiju katastarskog plana te u suradnji sa strankama utvrditi položaj međnih točaka.

Slika 4. Primjer PGP u mjerilu 1:1000

>> 3. Zaključak

Slika 5. Primjer krupnijeg mjerila

Slika 6. Primjer sastavnice

jom (0,3 mm), a točke uklopa punim kružićima crvene boje (0,4 mm). PGP može sadržavati Digitalni OrtoFoto (DOF) primjerene rezolucije s prikazom visina detaljnih točaka ili se umijesto DOF-a može koristiti slojni plan dogovorene ekvidistancije. Ob-

zirom da se ne radi o standardnom katastarskom planu, dozvoljena je sloboda u dizajniranju okvira i sadržaja. Važan dio sadržaja koji ne smije biti izostavljen je sastavnica na kojoj postoji slobodno mjesto za ovjeru katastarskog službenika. Takav plan mora se formirati na A4 format, a sastavnica se mora nalaziti na njegovoj prednjoj strani (Slika 6).

2.2 Snimanje za PGP PGP je podloga koja služi za projektiranje, stoga treba sadržavati svu vidljivu to-

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Posebna geodetska podloga se koristi za projektiranje i prvi put je zakonom regulirano da projektanti moraju projektirati po stvarnom stanju na terenu, što dobivamo posebnom geodetskom podlogom. Dosad se projektiranje izvodilo po katastarskim planovima i kartama koje nisu odraz stvarnog stanja na terenu zbog vremena kada su nastajali i niza poteškoća koje su se godinama gomilale. Mnogo puta se dolazi u situaciju da se projektirane situacije nisu mogle iskolčiti na terenu, jer nisu bile projektirane na stvarnom stanju na terenu. Zbog toga se može zaključiti da je posebnom geodetskom podlogom to riješeno. Posebnu geodetsku podlogu izrađuje ovlaštena geodetska tvrtka koja garantira i odgovara za točnost podataka. Katastarski geodetski ured ovjerava posebnu geodetsku podlogu pečatom ureda i potpisom državnog službenika koji je utvrdio pravilnost uklopa. Problemi koji se javljaju na terenu proizlaze iz činjenice da pojedini katastarski uredi za izradu posebne geodetske podloge uvode svoja lokalna pravila, koja stvaraju poteškoče u smislu brzine potrđivanja posebne geodetske podloge, što usporava njihovo korištenje. Napominjem da je katastarski ured odgovoran isključivo za uklop posebne geodetske podloge na katastarski plan, a za sve ostalo je odgovorna ovlaštena geodetska tvrtka koja ju je i izradila.

>> Literatura • Car, D. (2008): Tehnički izvještaj– posebna geodetska podloga. • Narodne novine (2007): Zakon o prostornom uređenju i gradnji, 76. • Narodne novine (2007): Zakon o državnoj izmjeri i katastru nekretnina, 16. E

Križ G. (2010): Postupak utvrđivanja posebnih uvjeta gradnje i izdavanja suglasnosti Ekscentar, br. 12, str. 86-87

ZNANOST I STRUKA

Postupak utvrđivanja posebnih uvjeta gradnje i izdavanja suglasnosti » Goran Križ

>> 1. Uvod Posebni uvjeti gradnje su tehnički uvjeti i normativi te zaštitne mjere važne za siguran transport prirodnog plina, plinovodima kao i tehnički uvjeti i normativi za mjere zaštite ljudi, okoliša i imovine i zaštite plinovoda te postrojenja i uređaja koji su njihovi sastavni dijelovi. U svrhu zaštite života ljudi, imovine i okoliša od mogućih posljedica nezgode na plinovodima, koje mogu biti uzrokovane izvođenjem radova u zaštitnom pojasu instalacija, moraju se utvrditi opći i tehnički uvjeti gradnje u skladu sa zakonskim propisima i pravilima struke. Oni se definiraju postupkom oni se definiraju.

>> 2. Zaštitni pojas plinovoda Pod magistralnim plinovodima podrazumijevamo plinovode kojima se obavlja transport plina od otpremnih stanica na naftno-plinskim poljima ili od proizvodnih postrojenja plina do priključka na plinskodistributivnu mrežu u gradovima i industrijskim zonama. Plin se transportira u plinovitom stanju cjevovodima, koje se ukopavaju u zemlju. Na slikama je prikazan radni pojas širine 16 metara za plinovod DN 500. Uži dio radnog pojasa od 5 metara služi za deponiranje iskopanog materijala, a širi dio 11 metara služi za prolaz mehanizacije, zavarivanje i spuštanje cjevovoda. Dubina rova određena je na osnovu posebnih uvjeta od nadležnih poduzeća, a samim time definiran je i nadsloj iznad tjemena cijevi, koji može iznositi od 70 – 200 cm. Širina rova iznosi 90 cm. U nekim vrstama tla prije polaganja cijevi, na dno rova potrebno je postaviti posteljicu debljine 10 cm od sipkog materijala koji ne oštećuje izolaciju kao npr. pijesak ili zemlja, dok je u nekim vrstama tla potrebno iznad tjemena cijevi postaviti posteljicu od 15 cm, a preostali dio rova zatrpati matarijalom od iskopa do punog profila. Materijal za proizvodnju cijevi uvijek 86

Slika 1. Rov za plinovod promjera DN 500 na obradivim površinama i livadama

Slika 2. Rov za plinovod promjera DN 500 na obradivim površinama i livadama s bočnim nagibom Promjer plinovoda

Zaštitni pojas naseljenih zgrada

Zaštitni pojas plinovoda

Do 125 mm

10 m

200 m

Od 125 mm do 300 mm

15 m

200 m

Od 300 mm do 500 mm

20 m

200 m

Od 500 mm na više

30 m

200 m

Tablica 1. Zaštitni pojasevi oko plinovoda

Goran Križ, ing. geod.

ekscentar

Liststudenata studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu List Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Križ G. (2010): Postupak utvrđivanja posebnih uvjeta gradnje i izdavanja suglasnosti Ekscentar, br. 12, str. 86-87

Slika 3. Normalni poprečni profil rova za plinovod promjera DN 500

je čelik, koji mora dimenzijama i kvalitetom odgovarati siguranom transportu plina. Najveću opasnost za plinovod predstavljaju aktivnosti u zaštitnom pojasu plinovoda. Pod zaštitnim pojasom plinovoda smatramo prostor od 200 metara sa svake strane cjevovoda, računajući od njihove osi u kojem drugi objekti utječu na njihovu sigurnost, a unutar kojega se smiju izvoditi radovi isključivo prema posebnim tehničkim uvjetima i izdanim suglasnostima, koje odobrava vlasnik. Unutar 200 metara zaštitnog pojasa plinovoda smješten je i zaštitni pojas naseljenih zgrada u širini od 10 – 30 metara lijevo i desno od osi plinovoda. Nakon izgradnje plinovoda, unutar tog pojasa zabranjeno je graditi zgrade namijenjene stanovanju ili boravku ljudi. Širina zaštitnog pojasa ovisi o promjeru plinovoda i području kroz koje prolazi (naselje). Za plinovode manjih promjera i manji je zaštitni pojas naseljenih zgrada. Aktivnosti opasne za siguran transport plina mogu biti: • građenje, • duboko oranje, • vožnja s teškim vozilima po plinovodu, • polaganje druge infrastrukture.

>> 3. Postupak utvrđivanja posebnih uvjeta gradnje Prilikom potrebe za izgradnjom, a unutar zaštitnog pojasa plinovoda investitor podnosi zahtjev za utvrđivanje posebnih tehničkih uvjeta gradnje. Uz zahtjev mora biti priloženo: • idejni projekt, • oblik i veličina građevne parcele i smještaj građevine na njoj,

Slika 4. Pojasevi utjecaja plinovoda za promjer DN 500

• pregledne karte različitih mjerila sa situacijskim nacrtom građevine, • situacijski nacrt građevine u kopiji katastarskog plana, • drugi podaci značajni za izgradnju i uređenje građevne parcele. Nakon što zahtjev dobije urudžbeni broj šalje se u Poslovnu jedinicu tehničke zaštite koja ga prosljeđuje ovlaštenom geodetskom stručnjaku.

>> 4. Uloga geodetskog stručnjaka u postupku izdavanja posebnih uvjeta Geodetski stručnjak treba, u dostavljene pregledne karte u kojima je nacrt građevine, kartirati postojeće i planirane plinovode u istom mjerilu u kojem je i nacrt građevine. Pri tom je bitno da raspolaže točnim i ažuriranim podacima o svim trasama izgrađenih plinovoda, što u praksi i nije tako. Veliki dio podataka o položaju izgrađenih plinovoda određen je vektorizacijom karte mjerila 1:5000. U slučaju kada su nacrti građevina, u koje treba ukartirati postojeće plinovode u krupnijim mjerilima (npr. 1:1000, 1:2880) potrebno je napomenuti da je točnost položaja plinovoda ograničena obzirom na mjerilo. Ukoliko je plinovod udaljen svega nekoliko metara od planiranog objekta za koji je potrebno izdati posebne uvjete, tada se ne mogu koristiti podaci sa ograničenom točnošću, već je potrebno na terenu detektirati i snimiti plinovod. Situacijski nacrti građevina mogu biti kartirani u raznim mjerilima i podlogama: • topografskim kartama, M 1:100 000, • topografskim kartama, M 1:25 000, • Hrvatskim osnovnim kartama, M 1:5000,

• detaljnim situacijama, M 1:200 i M 1:500, • u kopijama katastarskih planova. U slučaju da nacrti građevine u kopiji katastarskih planova nemaju vidljive koordinate niti koordinatnu mrežu, što se u praksi najčešće događa sa katastarskim planovima mjerila 1:2880, ovlašteni geodetski stručnjak nije u mogućnosti kartirati plinovod pa se predmet vraća investitoru sa zahtjevom za dostavu pravovaljane podloge. Nakon što se kartira postojeći i projektom predviđeni plinovod Poslovna jedinica tehničke zaštite će propisati posebne uvjete gradnje na temelju grafičkih priloga koje je izradio geodetski stručnjak. Tako obrađen predmet šalje se podnosiocu zahtjeva.

>> 5. Suglasnost Ako investitor gradi u području gdje prolazi plinovod, a svojim projektom ne ulazi unutar zaštitnog pojasa izgrađenog ili planiranog plinovoda, također podnosi zahtjev za koji mu Poslovna jedinica tehničke zaštite izdaje suglasnost na projekt bez posebnih uvjeta gradnje.

>> 6. Zaključak Osnova za izdavanje suglasnosti su grafički prilozi u koje geodetski stručnjak kartira postojeće i planirane plinovode, na temelju kojih poslovna jedinica tehničke zaštite utvrđuje posebne uvjete gradnje.

>> Literatura »» Pravilnik o tehničkim uvjetima i normativima za siguran transport tekućih i plinovitih ugljikovodika magistralnim naftovodima i plinovodima te naftovodima i plinovodima za međunarodni transport. E

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Đurenec I. (2010): Parcelacija zemljišta na osnovu Rješenja o utvrđivanju građevne čestice i zemljišno - knjižni ispravni postupak Ekscentar, br. 12, str. 88-91

ZNANOST I STRUKA

» Ivica Đurenec SAŽETAK. Ovim geodetskim zadatkom obavljena je parcelacija zemljišta i istovremeno razrješenje imovinsko-pravnih odnosa na zemljištu te stanje u evidencijama katastra na predmetnim česticama u potpunosti odgovara stanju u naravi u pogledu katastarskih međa, izgrađenosti i što je vrlo značajno u površini katastarskih čestica, jer je ona izračunata direktno iz koordinata lomnih međnih točaka i bez popravaka uslijed neslaganja sa površinama ulaznih katastarskih čestica. Također su u zemljišnoj knjizi uspostavljeni vlasnički odnosi na katastarskim česticama koji odražavaju stvarno stanje vlasništva, a koji su kao takvi uneseni i u evidencije katastra. KLJUČNE RIJEČI: katastar, zemljišna knjiga, parcelacija, Zakon o prostornom uređenju.

>> 1. Uvod Parcelacija zemljišta unutar granica građevinskog područja može se provoditi samo u skladu s Lokacijskom dozvolom, Detaljnim planom uređenja ili Rješenjem o utvrđivanju građevne čestice (dokumenti prostornog uređenja). Rješenje o utvrđivanju građevne čestice proizlazi iz odredbe članka 43.a Zakona o izmjenama i dopunama zakona o prostornom uređenju (NN 100/04). Spomenuti članak kaže da kada za postojeću građevinu nije utvrđena građevna čestica ili zemljište nužno za redovnu uporabu građevine, parcelacija zemljišta provodi se u skladu s Rješenjem o utvrđivanju građevne čestice. Prema gore navedenom članku, Rješenje o utvrđivanju građevne čestice može se donijeti ako su na istoj katastarskoj čestici izgrađene dvije ili više građevina koje građevinski, funkcionalno ili tehničkotehnološki nisu cjelina, ako je građevina izgrađena na katastarskoj čestici čija je površina veća od površine nužne za redovnu uporabu građevine, te u slučajevima kada je postojeća katastarska čestica, na kojoj je izgrađena, takva da se ne može smatrati zemljištem nužnim za redovnu uporabu građevine. Polazeći od odredbe članka 43. stavak 1. Zakona o prostornom uređenju, svaki zahvat u prostoru provodi se u skladu s dokumentima prostornog uređenja i posebnim propisima, stoga je oblik i veličinu građevne čestice, kao jedan od elemenata 88

zahvata u prostoru, potrebno odrediti prema dokumentima prostornog uređenja, te posebnim zakonskim propisima donesenim na osnovu tih zakona, a u slučaju kada to nije moguće prema zatečenom stanju, vodeći računa o pravilima struke. Rješenje o utvrđivanju građevne čestice donosi tijelo nadležno za obavljanje poslova prostornog uređenja. U slučaju koji je rješavan ovim za-

datkom radilo se o zatečenom stanju na terenu koje nije odgovaralo stanju prikazanom u evidencijama katastra zemljišta, a niti stanju u zemljišnoj knjizi. Radilo se o lokaciji koja potpada pod nadležnost Područnog ureda za katastar Zagreb, Ispostava Sv. Ivan Zelina, te nadležnost Općinskog suda u Sv. Ivanu Zelini. Zadatkom je bilo obuhvaćeno pet katastarskih čestica Katastarske općine

Slika 1. Prijedlog parcelacije

Ivica Đurenec, ing. geod., Geoprojekt d.o.o., V Ravnice 4, 10000 Zagreb, e-mail: ivica.durenec@geoprojekt-zg.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu List studenata

Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

ekscentar

Đurenec I. (2010): Parcelacija zemljišta na osnovu Rješenja o utvrđivanju građevne čestice i zemljišno - knjižni ispravni postupak Ekscentar, br. 12, str. 88-91

Novo Mjesto koje su bile evidentirane na katastarskom planu mjerila 1:2880. U naravi su granice posjeda na tim katastarskim česticama bile drugačije od prikaza međa na katastarskom planu. Također u naravi su bile izgrađene građevine koje nisu evidentirane u evidenciji katastra i zemljišne knjige i za koje nije formirana građevna čestica. U posjedovnom listu na katastarskim česticama bili su upisani korisnici u dijelu posjeda 1/1, koji upis i odgovara stvarnom stanju što se tiče nositelja prava (korisnik). Stanje u zemljišnoj knjizi odgovaralo je stanju u katastru u pogledu broja i površine katastarskih čestica, a na njima je bilo upisano šest suvlasnika u određenim udjelima, koji upis ne odgovara stvarnom stanju niti u pogledu suvlasništva niti suvlasničkih udjela, a upisani suvlasnici još su i umrle osobe. Stvarni vlasnici predmetnih katastarskih čestica zakonski su nasljednici nekih od upisanih suvlasnika. Ovim zadatkom trebalo je izvršiti parcelaciju zemljišta na osnovu Rješenja o utvrđivanju građevne čestice, upis izgrađenih objekata u katastar i zemljišnu knjigu, te razvrgnuće suvlasništva i promjenu upisa vlasništva u zemljišnoj knjizi putem zemljišno-knjižnog ispravnog postupka. Donošenju Rješenja prethodio je zahtjev kojem su priloženi: • kopija katastarskog plana, • izvadci iz zemljišne knjige, • uvjerenja o izgrađenosti prije 15. 02. 1968. god. za izgrađene objekte, • prijedlog parcelacije na kopiji kata-

starskog plana. Prijedlog parcelacije izrađen je uz uvažavanje izmjerenog stvarnog stanja na terenu. Provedbi parcelacije u zemljišnoj knjizi, a time i upisu novih-stvarnih vlasnika prethodio je pojedinačni zemljišnoknjižni ispravni postupak pokrenut pred Općinskim sudom.

>> 2. Izmjera zemljišta Po pravomoćnosti Rješenja o utvrđivanju građevne čestice prišlo se realizaciji zadatka, odnosno izmjeri zemljišta izradbi parcelacijskog elaborata. Prije same izmjere zemljišta pozvani su nositelji prava na katastarskim česticama koje su predmet izmjere, kao i nositelji prava na susjednim katastarskim česticama kako bi pokazali granice svog zemljišta (katastarskih čestica). Na taj način izvršeno je utvrđivanje svih postojećih, kao i novonastalih međa. Međe katastarskih čestica većim dijelom bile su obilježene nekom vrstom ograde (žičana, drvena, živica), a na nekim mjestima međne točke obilježene su kamenom i plastičnom oznakom s željeznom jezgrom. O utvrđivanju i obnovi međnih oznaka sastavljeno je izvješće o međama u kojem je navedeno na koji način su obilježene međe katastarskih čestica koje su predmet izmjere. Naveden je datum kada je izvršeno utvrđivanje međa i navedeni su nositelji prava na predmetnim i susjednim katastarskim česticama. Izvješće je pročitano strankama koje su se svojim potpisom suglasile da su na ovaj način

utvrđene međe, stvarne i nesporne granice njihovog zemljišta. Nakon utvrđivanja i obilježavanja međa prišlo se terenskoj izmjeri zemljišta. Pošto na predmetnom području nije razvijena geodetska osnova, a i katastarski plan tog područja nije izrađen u Gauss-Krügerovoj projekciji (mjerilo plana 1:2880), mjerenja su obavljena u lokalnom sustavu. Stabilizirano je šest točaka lokalnog sustava koje su međusobno povezane u zatvoreni poligonski vlak. Za sve točke izrađeni su položajni opisi. Mjerenja su obavljena instrumentom Wild Leica TC 1103 uz korištenje dva dodatna stativa s podnožnim pločama i prizmama. Detalj je snimljen polarnom metodom snimanja. Na terenu su tako snimljene sve lomne točke katastarskih čestica koje su predmet izmjere, ali i šire od njih radi uklapanja u katastarski plan preko identičnih točaka. Snimljene su još dvije kuće, četiri gospodarske zgrade i prilazni put do jedne od katastarskih čestica. Podaci mjerenja i snimanja pohranjivani su u memoriju instrumenta i kasnije prebačeni u memoriju računala gdje su pomoću geodetskog programa Geo-Manager izračunate koordinate svih točaka u lokalnom koordinatnom sustavu. Kako je prilikom snimanja detalja polarnom metodom obavljano i tzv. kodiranje točaka, automatski smo nakon obrade dobili detaljne točke međusobno spojene linijama i iscrtanim topografskim simbolima.

Slika 2. Isječak iz skice izmjere List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Đurenec I. (2010): Parcelacija zemljišta na osnovu Rješenja o utvrđivanju građevne čestice i zemljišno - knjižni ispravni postupak Ekscentar, br. 12, str. 88-91

Slika 3. Isječak iz kopije katastarskog plana

>> 3. Izradba parcelacijskog elaborata

Prije izradbe elaborata trebalo je od nadležnog katastarskog ureda pribaviti prijepise posjedovnih listova i kopiju katastarskog plana za katastarske čestice koje su predmet izradbe parcelacijskog elaborata, a iz zemljišno-knjižnog odjela Općinskog suda pribavljeni su zemljišno-knjižni izvadci. To su tzv. podaci za izradbu elaborata. Nakon obrade podataka mjerenja dobivene su koordinate svih snimljenih točaka u lokalnom koordinatnom sustavu te snimljene detaljne točke spojene linijama. Odabrane su tri točke za koje se moglo smatrati da su identične na terenu i na katastarskom planu i preko njih je izvršeno uklapanje snimljenog detalja u katastarski plan. Na osnovu podataka za izradbu elaborata i snimljenog stanja na terenu prišlo se izradbi parcelacijskog elaborata. Sastavni dijelovi parcelacijskog elaborata su: • skica izmjere, • popis koordinata, • kopija katastarskog plana, • iskaz površina, • prijavni list za katastar, • prijavni list za zemljišnu knjigu, • izvješće o izrađenom elaboratu. Skica izmjere izrađena je na kvalitetnom crtaćem papiru (tvrdi papir) u približnom mjerilu na način da su podaci prikupljeni izmjerom nadopunjeni podacima o brojevima i načinu uporabe katastarskih čestica, te podacima o nositeljima prava na katastarskim česticama koje su predmet izmjere.

Na skici izmjere postojeće stanje katastarskog plana prikazano je crnom bojom, a novo stanje koje treba evidentirati nakon provedbe elaborata crvenom bojom. Sadržaj katastarskog plana koji će se nakon provedbe elaborata brisati, na skici izmjere poništen je crvenim križićem. Popis koordinata sadrži koordinate svih detaljnih točaka s pripadajućim brojevima točaka, a isti brojevi prikazani su na skici izmjere. U istom popisu navedene su i koordinate točaka s kojih je izvršena izmjera i iste su označene velikim slovima, pošto se radi o točkama u lokalnom sustavu. Kopija katastarskog plana izrađena je na stabilnom prozirnom papiru (paus) u izvornom mjerilu katastarskog plana (1:2880) na način da je stanje katastarskog plana koje prethodi provedbi elaborata prikazano crnom bojom, a predloženo novo stanje crvenom bojom. Također je crvenim križićem poništen sadržaj koji će se nakon provedbe brisati. Izrađene su dvije kopije katastarskog plana, za katastar i za zemljišnu knjigu. U iskazu površina prikazane su površine katastarskih čestica prije izrade elaborata (staro stanje) i površine katastarskih čestica sa površinama zgrada koje proizlaze iz elaborata (novo stanje). Površine katastarskih čestica prema novom stanju izračunate su iz koordinata lomnih točaka njihovih međa, a površine pod zgradama izračunate su iz koordinata lomnih točaka na linijama zgrada. Zbroj površina katastarskih čestica u starom stanju i zbroj površina katastarskih čestica u novom stanju nije bio isti, a razlika u površini iznosila je manje od 20% površine katastarskih čestica u starom sta-

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

nju, što je dozvoljeno prema članku 74. Zakona o državnoj izmjeri i katastru nekretnina (NN br. 16/2007) za katastarske čestice vođene na katastarskim planovima koji nisu izvorno izrađeni u Gauss-Krügerovoj projekciji. U prijavnom listu za katastar navedeni su podaci iz posjedovnog lista o osobama i katastarskim česticama koje su ušle u postupak parcelacije prema postojećem stanju (dosadašnje stanje) i podaci o osobama, broju, adresi, načinu uporabe, zgradama i površini katastarskih čestica prema predloženom novom stanju (novo stanje). U prijavnom listu za zemljišnu knjigu navedeni su podaci iz zemljišno-knjižnog uloška o vlasnicima i katastarskim česticama prema postojećem stanju i podaci o vlasnicima, broju, adresi, načinu uporabe, zgradama i površini katastarskih čestica prema predloženom novom stanju. Važno je napomenuti da radi usklađenosti podataka katastra i zemljišne knjige podaci o adresi, načinu uporabe i površini katastarskih čestica te podaci o zgradama moraju biti identični u prijavnom listu za katastar i za zemljišnu knjigu za novonastale katastarske čestice. U okviru ovog elaborata izrađeno je Tehničko izvješće u kojem je naveden postupak mjerenja, instrumentarij i oprema za mjerenje te oprema i programi korišteni za izradbu elaborata, Izvješće o međama koje je već prije spominjano prilikom izmjere zemljišta i Izvješće o zgradama u kojem su navedene građevine koje će se evidentirati i dokumentacija u svrhu dokazivanja da se je neka građevina mogla graditi (Uvjerenja o izgrađenosti prije 15. 02. 1968. god.). Izvješće o zgradama pot-

Đurenec I. (2010): Parcelacija zemljišta na osnovu Rješenja o utvrđivanju građevne čestice i zemljišno - knjižni ispravni postupak Ekscentar, br. 12, str. 88-91

pisano je od strane nositelja prava na katastarskim česticama na kojima su zgrade izgrađene. Prije podnošenja zahtjeva za pregled i potvrđivanje elaborata izrađeni elaborat predočen je nositeljima prava na katastarskim česticama koje su bile predmet izradbe elaborata.

>> 4. Zemljišno-knjižni ispravni postupak i provedba elaborata Izrađenom parcelacijskom elaboratu priloženo je pravomoćno Rješenje o utvrđivanju građevne čestice, Uvjerenja o izgrađenosti prije 15.02.1968. god. za izgrađene objekte, podaci iz katastra i zemljišne knjige potrebni za izradbu elaborata, te je zajedno sa zahtjevom za pregled i potvrđivanje dostavljen nadležnom katastarskom uredu. Dostavljanju elaborata na pregled i potvrđivanje prethodilo je ishođenje potvrde o usklađenosti parcelacijskog elaborata s Rješenjem o utvrđivanju građevne čestice. Potvrda je zatražena od tijela koje je izdalo i Rješenje o utvrđivanju građevne čestice. Nadležni katastarski ured pregledao je i potvrdio parcelacijski elaborat potvrdom: »Ovaj je parcelacijski elaborat izrađen u skladu s geodetskim propisima, a za njegovo je provođenje potrebna prethodna provedba u zemljišnim knjigama.« Prijavni list za zemljišnu knjigu s kopijom katastarskog plana za zemljišnu knjigu potvrđeni od strane katastarskog ureda dostavljeni su zemljišno-knjižnom odjelu Općinskog suda. Zemljišno-knjižni odjel izvršio je upis promjena na katastarskim česticama u pogledu broja, načina uporabe, izgrađenosti i površine ali ne i u pogledu promjene vlasništva. Novoformirane katastarske čestice upisane su na ime i vlasništvo osoba trenutno upisanih u zemljišnoj knjizi. Nakon toga nositelji prava (predlagatelji) na novoformiranim katastarskim česticama podnijeli su pred zemljišno-knjižnim odjelom Općinskog suda u Sv. Ivanu Zelini zahtjev za pokretanje pojedinačnog zemljišno-knjižnog ispravnog postupka glede novoformiranih katastarskih čestica, a sve prema članku 200. Zakona o zemljišnim knjigama. Predlagatelji su u zahtjevu naveli kako trenutni upisi u zemljišnim knjigama u pogledu vlasništva ne odgovaraju stvarnom stanju, jer s obzirom na niz promjena koje su nastale u međuvremenu u odnosu na vlasničke odnose izvršene usmenim i pismenim putem i nasljeđivanjem preko izvanknjižnog vlasništva a koji su neprovedivi u zemljišnim knjigama redovitim

putem, predlagatelji su stekli vlasništvo na navedenim nekretninama te predlažu da im se u zemljišno-knjižnom ispravnom postupku prizna pravo vlasništva na navedenim nekretninama koje su nekretnine stekli nasljeđivanjem od izvanknjižnog vlasnika. Na teren je izašla komisija za zemljišno-knjižni ispravni postupak u čijem su sastavu bili sudac, voditelj zemljišnoknjižnog odjela, zapisničar i geodetski vještak koji je trebao identificirati predmetne nekretnine prema kopiji katastarskog plana i prijavnom listu. Uviđaju na terenu nazočili su uz predlagatelje i svi pravni slijednici (zakonski nasljednici) osoba upisanih u zemljišnoj knjizi, koji su svojim potpisom u zapisnik priznali predlagateljima pravo vlasništva na predmetnim nekretninama. Na temelju zapisnika komisije za zemljišno-knjižni ispravni postupak izvršen je otpis predmetnih katastarskih čestica iz starog zemljišno-knjižnog uloška u novi, na ime i vlasništvo predlagatelja. Time je izvršena provedba parcelacijskog elaborata u zemljišnoj knjizi. Nakon provedbe u zemljišnoj knjizi zemljišno-knjižni odjel Općinskog suda u Sv. Ivanu Zelini dostavio je Područnom uredu za katastar Zagreb, Ispostava Sv. Ivan Zelina odluku o promjeni upisa o obliku, načinu uporabe, površini i vlasništvu predmetnih katastarskih čestica, a u svezi parcelacijskog elaborata prema Rješenju o utvrđivanju građevne čestice. Na osnovu odluke Općinskog suda nadležni ured za katastar izvršio je promjenu upisa u evidencijama katastra o obliku, načinu uporabe, izgrađenosti, površini i vlasništvu predmetnih katastarskih čestica po službenoj dužnosti, a sve prema članku 65. Zakona o državnoj izmjeri i katastru nekretnina (NN broj 16/07). Time je izvršena provedba parcelacijskog elaborata i u katastru zemljišta, a vlasnicima katastarskih čestica izdana su rješenja o promjeni upisa u katastarskom operatu.

>> 5. Zaključak Formirane su nove građevne čestice na osnovu Rješenja o utvrđivanju građevne čestice, evidentirani su objekti izgrađeni na tim česticama na osnovu Uvjerenja o izgrađenosti prije 15.02.1968. god. i izvršena je promjena upisa vlasništva, odnosno upis novih vlasnika u zemljišnu knjigu na osnovu provedenog zemljišnoknjižnog ispravnog postupka. Dakle, može se reći da je izvršeno usklađenje podataka evidentiranih u zemjišnoj knjizi s podacima evidentiranim u katastru zemljišta, što postupno vodi k uspostavi katastra nekretnina.

Na perifernim područjima gradova, dakle naseljima i manjim mjestima, a unutar granica građevinskog područja, postoji velika nesređenost stanja u evidencijama katastra i zemljišne knjige sa stvarnim stanjem u naravi. Katastarski planovi su stari i neodržavani (pretežno u mjerilu 1:2880), a promjene na terenu nisu se na njima redovito evidentirale. Pošto katastarska izmjera ili tehnička reambulacija rijetko dolaze u takva područja, ovakav način sređivanja stanja na pojedinačnim katastarskim česticama na osnovu Rješenja o utvrđivanju građevne čestice, uvažavajući pri tome zatečeno stanje, pokazao se jako dobrim. Dugi niz godina zemljišna knjiga je glede promjene upisa vlasništva bila zapostavljana, jer su tadašnji zakonski propisi omogućavali da se stvari rješavaju samo u katastru zemljišta. Ostavinske rasprave održavane su na temelju podataka upisanih u posjedovne listove (izvanknjižno vlasništvo), tako da se rješenja o nasljeđivanju donijeta na taj način nisu mogla provoditi u zemljišnim knjigama, rezultat čega je veliki broj upisa u zemljišnoj knjizi koji se odnose na davno umrle osobe. Pojedinačni zemljišno-knjižni ispravni postupak upravo je jedan od načina da se nesređeni vlasnički odnosi srede na jednostavan i efikasan način. I na kraju može se primijetiti da je od izdavanja Rješenja o utvrđivanju građevne čestice od strane nadležnog ureda za prostorno uređenje, kao osnove za izvršenje zadatka, pa do izdavanja Rješenja o promjeni upisa u katastarskom operatu od strane nadležnog katastarskog ureda, kojim je zadatak okončan, prošlo svega četiri mjeseca, što govori o vrlo savjesnom i ažurnom obavljanju poslova svih državnih i gradskih službi na području Grada Sv. Ivana Zeline.

>> Literatura »» Narodne novine (2004): Zakon o izmjenama i dopunama zakona o prostornom uređenju (NN br. 100/04). »» Narodne novine (1996): Zakon o zemljišnim knjigama (NN br. 91/96). »» Narodne novine (2007): Zakon o državnoj izmjeri i katastru nekretnina (NN br. 16/07). »» Narodne novine (2007): Zakon o prostornom uređenju i gradnji (NN br. 76/07). »» Narodne novine (2007): Pravilnik o katastru zemljišta (NN br. 84/07). »» Narodne novine (2007): Pravilnik o parcelacijskim i drugim geodetskim elaboratima (NN br. 86/07). E

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Križ G. (2010): Trasiranje plinovoda Ekscentar, br. 12, str. 92-93

ZNANOST I STRUKA

Trasiranje plinovoda >> 1. Uvod Planom razvoja, izgradnje i modernizacije plinskog transportnog sustava te slijedom prijedloga državnog povjerenstva za plinofikaciju Republike Hrvatske, Vlada Republike Hrvatske donosi odluke o plinofikaciji određenog područja. Definiraju se razvojno-ulagački ciklusi, najčešće periodi od četiri godine, koje prihvaća Ministarstvo gospodarstva, rada i poduzetništva. Unutar jednog razvojno – ulagačkog ciklusa definiraju se projekti izgradnje. Tako je u razvojnom ciklusu od 2007. do 2011. godine planirana izgradnja Plinovodnog sustava Like i Dalmacije. Jedna od prvih aktivnosti je određivanje najpovoljnije trase plinovoda. Najbolja trasa plinovoda je najkraća trasa. To znači da bi najidealnije bilo spojiti pravcem točku A, početak plinovoda i točku B, kraj plinovoda, što je u stvarnosti nemoguće zbog raznih ograničenja u prostoru. Ograničenja mogu biti prostornoplanska, nepovoljne konfiguracije terena i mnoge druge. Ograničenja u prostorno-planskom smislu su definirana u prostornim planovima županija, gradova ili općina.

>> 2. Prostorni planovi Prostornim planovima su određena načela prostornog uređenja i utvrđeni ciljevi prostornog razvoja te ogranizacija, zaštita, korištenje i namjena prostora. Temelj svakog prostornog plana je Strategija i Program prostornog uređenja Republike Hrvatske. Strategija određuje dugoročne ciljeve prostornog razvoja i planiranje u skladu s ukupnim gospodarskim, društvenim i kulturnim razvojem te sadrži osnove za 92

» Goran Križ

usklađivanje i usmjeravanje prostornog prostornu i gospodarsku strukturu Župarazvoja, organizaciju prostora države, ranije, sustav središnjih naselja, sustav inzvojne prioritetne djelatnosti te planske frastrukture, osnove za uređenje i zaštitu cjeline zajedničkih prostornih i razvojnih prostora, smjernice za gospodarski raobilježja za koje će se donositi prostorni zvoj, kulturno povijesne krajobrazne vriplanovi ili drugi dokumenti prostornog jednosti te mjere za unapređenje i zaštitu uređenja. okoliša. Programom se utvrđuju mjere i akTako definirani Županijski planovi tivnosti za provođenje strategije. Sadrži, određuju smjernice za polaganje plinovoosim pobliže određenih osnovnih ciljeva da. razvoja u prostoru, još kriterije i smjernice za uređenje prostornih i drugih cjelina te prijedlog prioriteta za ostvarivanje ciljeva prostornog uređenja, a na temelju prirodnih, gospodarskih, društvenih i kulturnih polazišta. Određuje osnovu za organizaciju, zaštitu, korištenje i namjenu prostora i sustav središnjih naselja i sustav razvojne državne infrastrukture. Def i n i ra njem trase u Strategiji i Programu prostornog uređenja, trasira se plinovod u topografske karte mjerila 1:100 000. To su Županijski prostorni planovi koji sadrže Slika 1. Strategija i Program prostornog uređenja Republike Hrvatske

Goran Križ, ing. geod.

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Križ G. (2010): Trasiranje plinovoda Ekscentar, br. 12, str. 92-93

Bez obzira na moderne tehnologije ipak je potrebno rekognisciranje terena, što znači obilazak planirane trase s posebnimm osvrtom na problematične točke: • prijelazi cesta, željeznica, vodotoka, • mjesta izgradnje nadzemnih objekata, • urbana područja.

>> 4. Zaključak

Slika 2. Otok na Dobri – HOK 5

>> 3. Trasiranje plinovoda Trasiranje i usaglašavanje trase prema prostornim planovima gradova ili općina izrađuju se na topografskim kartama mjerila 1:25 000. Nakon što je trasa plinovoda usaglašena s prostornim planovima gradova ili općina, plinovod se trasira na pregledne karte mjerila 1:5 000 (Hrvatska osnovna karta – HOK). Prilikom trasiranja treba paziti da plinovod ne prolazi kroz postojeća i planirana građevna područja, vodozaštitna područja, krajobrazne vrijednosti, prirodnu i kulturnu baštinu... Nažalost ne mogu se zaobilaziti sva zaštićena područja, jer bi u tom slučaju plinovod bio beskonačno dug. Da bi trasa plinovoda bila korektno kartirana u sve planove, potrebno je sudjelovati u svim prethodnim i javnim raspravama županija, gradova ili općina. Prostorno planska aktivnost treba početi mnogo godina prije nego što započne sama izgradnja plinovoda. Aktivnim sudjelovanjem i odazivanjem na sve prethodne i javne rasprave dobiva se mogućnost unošenja najpovoljnije trase plinovoda u sve prostorne planove županija, gradova ili općina. U slučaju da prostorno planska dokumentacija nije u skladu sa zahtjevima budućeg korisnika prostora, koji mora imati realne osnove, potrebna je izmjena prostornih planova. Izmjena prostornih planova ne radi se samo radi plinovoda, nego i radi izgradnje novih prometnica, dalekovoda, povećanja građevinskih zona itd. U slučaju da je potrebna izmjena prostornih planova gradova ili općina to uvjetuje i izmjenu Županijskog plana kao

Slika 3. Otok na Dobri - DOF 5

plana višeg reda. U stvarnosti, to znači da moraju proći prethodne i javne rasprave za Županijski plan. Nakon toga istu takvu proceduru moraju proći i gradski ili općinski prostorni planovi, a taj postupak može trajati i nekoliko godina. Paralelno sa usaglašavanjem trase u prostorno planskom smislu potrebno je prikupljati razne podatke od drugih korisnika toga prostora. Najzanimljiviji objekti drugih korisnika u prostoru su dalekovodi, prometnice, željeznice i naftovodi. Oni su kao i plinovod dugi linijski objekti. Prikupljanjem svih podataka o postojećem stanju, kao i o planiranim zahvatima u prostoru, dolazi se do informacija o novim koridorima. Plinovod se postavlja u postojeće i planirane koridore radi lakšeg provođenja mjera i njihove učinkovitosti na svrhovito gospodarenje prostorom, zaštitu vrijednosti prostora i okoliša te druge elemente od važnosti. Završno trasiranje izrađuje se na digitalnom ortofotu (DOF-u). DOF je slika snimljena iz zraka u digitalnom obliku te je korigirana. Tom korekcijom postignuto je, da je sve vidljivo na slici u stvarnom položaju u trenutku snimanja i što je najvažnije može se mjeriti. DOF je slikovna karta na kojoj se vide pojedini objekti, a može biti obogaćen grafičkim dodacima. Ti dodaci mogu poteći od vanjskih informacija (administrativne granice) ili od same interpretacije slike. Na taj način on u potpunosti može zamijeniti klasične karte, jer su postojeće topografske karte u mjerilima 1:100 000, 1: 25 000 i 1: 5 000 stare i po nekoliko desetaka godina pa na njima nisu ažurirane nove promjene u prostoru, npr. autoceste (Slika 2 i 3).

Tako definirana trasa kartira se u pregledne karte mjerila 1:100 000, 1:25 000 i 1:5 000 koje su sastavni dio idejnog rješenja, izrade studije utjecaja na okoliš, stručne podloge (idejnog projekta) i glavnog projekta što znači da nam služi u postupku ishođenja lokacijske i građevinske dozvole. Kako bi došlo do same izgradnje plinovoda potrebno je odrediti trasu koja u svim segmentima zadovoljava propisane mjere vezane za gospodarenje prostorom, zaštitu okoliša te prati razvoj i urbanizaciju županija, gradova ili općina. Definiranje trase je samo jedna od mnogih aktivnosti koje se moraju napraviti kako bi došlo do izgradnje plinovoda u kojem sudjeluju odgovarajući broj osposobljenih stručnjaka za čitav niz stručnih područja kao npr. strojarsko-tehnološki dio, građevinski dio, geodetski dio, nadzor i upravljanje, katodna zaštita, elektroenergetski dio, područje zaštite od požara i zaštite na radu. Izgradnjom plinovodnih sustava u Republici Hrvatskoj smanjuje se energetska ovisnost o elektrtičnoj energiji, a plin je kao energent kvalitetan i ekološki prihvatljiv te ima značajan doprinos u gospodarskom razvoju Republike Hrvatske.

>> Literatura »» Narodne novine (30/1994): Zakon o prostornom uređenju. »» Narodne novine (68/1998): Zakon o izmjenama i dopunama zakona o prostornom uređenju. »» Narodne novine (61/2000): Zakon o izmjenama i dopunama zakona o prostornom uređenju. »» Narodne novine (50/1999): Odluka o donošenju programa prostornog uređenja RH. »» Službeni list (64/1973): Zakon o osnovama sigurnosti transporta naftovodima i plinovodima. »» Službeni list (26/1985) i Narodne novine (53/1991): Pravilnik o tehničkim uvjetima i normativima za siguran transport tekućih i plinovitih ugljikovodika magistralnim naftovodima i plinovodima, te naftovodima i plinovodima za međunarodni transport. »» Pribičević, B. i Medak, D. (2003): Geodezija u građevinarstvu. E

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Župan R., Frangeš S. (2010): Mobilnost u kartografiji: jučer, danas i sutra Ekscentar, br. 12, 94-97

POPULARIZACIJA ZNANOSTI I STRUKE

Mobilnost u kartografiji: jučer, danas i sutra » Robert Župan » Stanislav Frangeš

SAŽETAK. Mobilnost se u kartografiji oduvijek povezivala s nosiocima kartografskih prikaza. U radu se mobilnost danas povezuje s malim mobilnim uređajima (dlanovnicima). Opisane su dobre i loše strane današnjih dlanovnika. Dan je pregled njihovog razvoja u bliskoj i daljoj budućnosti, pri čemu se izbor sastojao samo od prijedloga medija nosioca za pohranu i kartografski prikaz, s pretpostavkom da će prikazi biti u budućnosti realistični modeli realnog prostora koji želimo percipirati. KLJUČNE RIJEČI: mobilnost, kartografija, kartografski prikazi, PDA-uređaj, dlanovnik, elektronski papir, holografija

Mobilnost je prema Hrvatskom jezičnom portalu (URL-1) osobina onoga koji je mobilan i svojstvo onoga što je mobilno; pokretljivost. Mobilan znači lako pokretan, koji može izvoditi pokrete, pokretljiv, koji se brzo mijenja u izrazu, raspoloženju ili izgledu, koji omogućava ili dopušta promjenu društvenog statusa (mobilno društvo). U vojnom smislu mobilan znači spreman za polazak, spreman za rat. Na latinskom mobilis znači pokretati. Mobilnost u kartografiji uglavnom se povezuje s nosiocima kartografskih prikaza, a u posljednje vrijeme sve više s hardverom, odnosno uređajima koji služe kao medij za prijenos kartografskih informacija.

Definiranje kartografske mobilnosti u prošlosti nije se naglašavala kao danas jer je medij koji je služio za prikaz karata bio uglavnom papir (ponekad u kombinaciji s plastičnim materijalima zbog trajnosti)

Slika 1. Najčešća upotreba karata na papiru je u turističke svrhe

Slika 3. Promjenom kuta promatranja mijenja se i slika (URL-2)

koji se mogao vrlo lako prenositi i bio je mobilan. Sve do prije nekoliko godina papir je bio jedini medij za prijenos i prikaz kartografskih informacija. Sve veći formati papira na koje su karte otisnute nisu olak-

Slika 2. PDA-uređaj »Asus MyPal A636«

dr. sc. Robert Župan, dipl. ing. geod., Katedra za kartografiju, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: rzupan@geof.hr prof. dr. sc. Stanislav Frangeš, dipl. ing. geod., Katedra za kartografiju, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: sfranges@geof.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Župan R., Frangeš S. (2010): Mobilnost u kartografiji: jučer, danas i sutra Ekscentar, br. 12, 94-97

šavale njihovu upotrebu u pokretu, a pri tome mislimo na najrazličitije situacije u kojima se korisnik može naći (Slika 1). Da bi se upotreba olakšala, dovoljno je bilo presaviti jednom ili nekoliko puta papir i pri tome izabrati dio na karti koji nas trenutno zanima. Danas se mobilnost i upotreba karata povezuje s novim prijenosnim uređajima. Najčešće su to dlanovnici - uređaji koji se mogu držati i upotrebljavati jednom rukom, imaju neovisno napajanje, nisu veći od dvadesetak centimetara i služe za više različitih funkcija. To su različite kombinacije navigacijskih uređaja, mobitela i osobnih pomoćnika (PDA-Personal Digital Assistant). Danas su oni mala računala približavajući se mogućnostima klasičnim prijenosnim računalima ili laptopima. I prije nego su se prvi dlanovnici počeli pojavljivati, imamo u literaturi znanstvenofantastičnog žanra slične pojmove, npr. (Asimov 1956) spominje pojam »ručni terminal«, a (Fast 1959) spominje »stroj za zbrajanje« i sl. Postoje dobre i loše strane dlanovnika. Nedostaci su uglavnom sadržani u tehničkim nedostacima takvih uređaja (Nagi 2004, Reichenbacher 2004 i Pombinho de Matos i dr. 2007), ali ovdje ističemo samo njihove prednosti za mobilnu upotrebu: • prenosivost i rad u ruci u odnosu na stolno računalo/laptop i autonomija (vlastito napajanje), • proširivost memorije (npr. SD karticom), • ekran osjetljiv na dodir, • mogućnost povezivanja s drugim mrežama direktnom vezom, bluetooth vezom ili bežičnom internetskom vezom, • GPS prijamnik i mogućnosti navigacije (Slika 2), • vlastito osvjetljenje ekrana (za rad u smanjenim uvjetima vanjskog osvjetljenja). Danas već imamo u prodaji određene uređaje s novim tehnologijama. U početku su u višem i visokom cjenovnom rangu, a cijena pada zasićenjem i sve većim brojem uređaja na tržištu. Jedan takav uređaj, odnosno posebna vrsta ekrana, upotrebljava se u automobilskoj industriji (Slika 3). Tehnologiju je razvila Toyota. Ovisno o kutu gledanja, na LCD ekranu moguće je prikazati druge slike. Primjena može biti u tome da istovremeno vozač gleda u ekran i dobije prikaz karte i navigaciju prema odredištu, a suvozač gleda film i sl. Godine 2001. u Pen Computing Magazine (URL-3) predlaže se da veličina ekrana ne prelazi 6 inča zbog pozadinskog svjetla koje veće ekrane ne bi moglo dobro osvjetljavati. Transflektivni ekrani imaju pojavu gubitka svjetline ekrana na-

Slika 4. Za sada imamo upotrebu tipkovnice ili površine osjetljive na dodir, kao i male, ali svjetlosno vrlo snažne projektore (URL-4)

Slika 5. Naočale sa zaslonom moći će zamijeniti čitavu paletu dosadašnjih audio-vizualnih uređaja (URL-5)

Slika 6. Elektronski papir imati će neka svojstva klasičnog papira (npr. savitljivost), a na njemu će se moći izmjenjivati slike (URL-6)

kon jedne do dvije godine, a to nije dobro kod upotrebe dlanovnika. Budućnost dlanovnika i njihov razvoj može se tek nagađati, ali već sad postoje naznake njihove drugačije upotrebe i razvoja ekrana ili čak nekih drugih površina za prikaz njihovog sadržaja pa tako i bilo kojeg kartografskog prikaza (Slika 4). Naočale sa zaslonom već danas su

dostupne i u prodaji, a njihova je upotrebljivost zadovoljavajuća, premda ostaje njihovo usavršavanje u budućnosti. Njihova prednost je u malim težinama i povećanju vidnog polja u odnosu na slučaj do sada (Slika 5). Razvoj hardvera kao medija za pohranu i prijenos kartografskih informacija predvidljiv je u bliskoj budućnosti ako

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Župan R., Frangeš S. (2010): Mobilnost u kartografiji: jučer, danas i sutra Ekscentar, br. 12, str. 94-97

Slika 7. Osjetljivost elektronskog papira na električne impulse može se iskoristiti za prikaz modela terena (URL-7)

Slika 8. Počeci holografije (URL-8)

Slika 9. Prijenosno računalo budućnosti? (URL-9) List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

analiziramo prednosti svih dosadašnjih medija za prikaz kartografskih informacija i zamislimo kombinaciju ekrana i papira. Tako dolazimo do pojma elektronskog papira (Slika 6). Elektronski papir u boji tek treba unaprijediti u laboratorijima, dok u crno-bijeloj tehnici već postoji. Savitljivost elektronskog papira može se upotrijebiti u kartografiji. Npr. na njemu prikažemo kartu, a papir se oblikuje prema reljefu područja koje prikazuje (Slika 7) i predstavlja trodimenzionalni model reljefa koji smo do sada gledali na dvodimenzionalnim ekranima računala ili na trodimenzionalnim plastičnim modelima reljefa. Osim toga imamo i holografiju kao mogućnost napretka vizualizacije virtualnih prostora. Holografija je napredna tehnologija prikaza trodimenzionalnih slika u trodimenzionalnom prostoru (Slika 8). Ako pogledamo u dalju budućnost, vidimo da bi današnji dlanovnici najvjerojatnije mogli doživjeti pretvorbu u još lakše, jače, brže i upotrebljivije mobilne uređaje pa za prikazano na slici 9 nismo sigurni da li je nasljednik prijenosnog računala (laptopa) ili dlanovnika.

Župan R., Frangeš S. (2010): Mobilnost u kartografiji: jučer, danas i sutra Ekscentar, br. 12, str. 94-97

Slika 10. Kožni zaslon na ruci (URL-10)

Ne treba se ograničavati na zaslone koji trebaju električnu energiju za svijetlost pomoću koje vidimo grafičke prikaze. Oni možda mogu biti ugrađeni u kožu kao na slici 10. Danas se čipovi ugrađuju pod kožu za razne namjene pa možda nije daleko dan kada se počnu ugrađivati i grafički ekrani.

>> Zaključak Napretkom tehnologije i tehnike više neće biti problema vezanih za male ekrane dlanovnika, kao ni problema, isto tako malih kartografskih prikaza, koji se na njima prikazuju. U svim rješenjima vidljiva je kombinacija i zadržavanje dosadašnjih prednosti grafičkog prikazivanja različitih medija. Koja će od opcija i ideja prevladati, ne možemo sa sigurnošću tvrditi. Znamo jedino da će prevladati rješenje koje u najvećoj mjeri prihvati najširi krug korisnika i nadajmo se da rješenja neće biti škodljiva za zdravlje i okoliš. Isto tako znamo da će za kartografske potrebe prihvatljivo biti jedno od rješenja koja daje najveće površine za prikaz ili koje na neke drugačije i nove zanimljive načine prikazuje prostor na kartama i kartama srodnim prikazima. Kartografska vizualizacija će doživjeti promjene jednakom brzinom kojom će se usvajati nove tehnologije.

>> Literatura »» Asimov, I. (1956): The Last Question, Science Fiction Quarterly, November 1956. »» Fast, H. (1959): The Martian Shop. The Magazine of Fantasy and Science Fiction, Nov’59. »» Nagi, R. S. (2004): Cartographic visualization for mobile applications,

International Institute For GeoInformation Science And Earth Observation Enschede, The Netherlands & Indian Institute Of Remote Sensing, National Remote Sensing Agency (Nrsa), Department Of Space, Dehradun, India, http://www.itc.nl/library/Papers_2004/ msc/gfm/nagi.pdf (15. 03. 2006.). »» Pombinho de Matos, P., Afonso, A. P. i Maria Beatriz do Carmo (2007): Georeferenced Information Visualization in Mobile Devices Workshop sobre Sistemas Móveis e Ubíquos (WSMU07), Coimbra, Portugal, June, 2007., http://xldb.fc.ul.pt/data/Publications_ attach/WSMU07.pdf (30. 01. 2008.) »» Reichenbaher, T. (2004): Mobile Cartograpy – Adaptive Visualisation of Geographic Information on Mobile Devices, Institut für Photogrammetrie und Kartographie, Technichen Universität München, doktorska disertacija, http://tumb1.biblio.tu-muenchen.de/publ/ diss/bv/2004/reichenbacher.pdf (14. 01. 2008.). »» URL-1: Hrvatski jezični portal, http://hjp.srce.hr/ (07. 04. 2009.). »» URL-2: HowStuffWorks “How LCDs Work, http://www.howstuffworks.com/lcd.htm http://www.we-make-money-not-art. com/archives/007130.php (07. 04. 2009.). »» URL-3: Pen Computing Magazine, Sept. 2001: Outdoor Color Display Technologies, http://www.pencomputing.com/frames/ displays.html (07.04.2009.). »» URL-4: Gizmodo - Touch screen everything, http://www.gizmodo.com/ gadgets/cellphones/touch-screen-

everything-128875.php, http://www.engadget.com/2005/10/03/ nokia-888-communicator-concept-phone, http://www.nytimes.com/2004/11/04/ technology/circuits/04next.html?e i=5088&en=f56443322a2e1035& ex=1257310800&adxnnl=1&partn er=rssnyt&adxnnlx=1099576884yBsm8MK6rV0FjHnTaio8qA (07. 04. 2009.). »» URL-5: VisualWare’s 3D glasses, http:// www.techjapan.com/modules.php?op=m odload&name=News&file=article&sid=69 8&mode=thread&order=0&thold=0 http://www.we-make-money-not-art. com/archives/006392.php, http://www.gizmodo.com/gadgets/ gadgets/clothing/inview-swimgoggles-110356.php, http://www. we-make-money-not-art.com/ archives/005289.php, http://www. coolbuzz.org/entry/top-10-video-glasses (07. 04. 2009.). »» URL-6: Fujitsu Shows Unique Color Electronic Paper, http://www.i4u.com/ article3845.html, http://www.gizmag.com/go/4908 (07. 04. 2009.). »» URL-7: READIUS ‘Rollable Display’ pocket e-Reader concept at IFA 2005 http://www.gizmag.com/go/4523/gallery (07. 04. 2009.). »» URL-8: Holography – Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Holography (07. 04. 2009.). »» URL-9: Future PC’s, http://www.rense.com/general69/future. htm (07. 04. 2009.). »» URL-10: Nanogirl + Dermal Display, http://www.nanogirl.com/museumfuture/ dermaldisplay.htm (07.04.2009.). E

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Baćan Ž., Stričak E., Špoljarić D. (2010): Zagreački prizemljeni Sunčev sustav Ekscentar, br. 12, 98-100

POPULARIZACIJA ZNANOSTI I STRUKE

Zagrebački prizemljeni Sunčev sustav

» Željka Baćan » Emina Stričak » Drago Špoljarić

SAŽETAK. Opisan je Zagrebački Sunčev sustav, Prizemljeno Sunce i Devet pogleda – ambijentalne umjetničke instalacije umjetnika I. Kožarića i D. Preisa. Izrađena je web stranica s osnovnim informacijama o svakoj skulpturi, fotografijama i opisima njihovog položaja. Opisan je i najjednostavniji prilaz do svakog »prizemljenog« planeta polazeći od »prizemljenog« Sunca. Pomoću GPS uređaja određeni su položaji skulptura te označeni na internetskom planu u OpenStreetMap-u. KLJUČNE RIJEČI: prizemljeno Sunce, Zagrebački Sunčev sustav, Kožarić, Preis, Zagreb, GARMIN GPSmap 60CSx, OpenStreetMap

>> 1. Uvod Vjerojatno nema čitatelja Ekscentra, koji stanuje u Zagrebu ili je u njemu boravio posljednjih petnaestak godina, a da nije prošetao središtem Zagreba i Cvjetnim trgom i uočio, usred Bogovićeve ulice, poveću zlatnu kuglu - »prizemljeno« Sunce. No, većina čitatelja, ali i stanovnika grada, ne zna da su (osim Sunca) »prizemljeni« i svi planeti Sunčeva sustava. Zagrebački Sunčev sustav ambijentalna je umjetnička instalacija »prizemljena« Sunčeva sustava s umjetničkim nazivom Prizemljeno sunce i Devet pogleda (URL-1). Središnja skulptura Prizemljeno sunce djelo je Ivana Kožarića postavljeno 1971. godine na Kazališni trg ispred ulaza u Hrvatsko narodno kazalište. Djelo je razbijano i uništavano, ali i premještano sve do 1994. kada je brončana replika postavljena u Bogovićevoj ulici gdje je i danas. Devet »prizemljenih« planeta Devet pogleda (eng. Nine Views) zamislio je i umjetnički oblikovao Davor Preis . Skulpture su 2004. godine postavljene na širem zagrebačkom području od Trga bana Josipa Jelačića sve do Podsuseda i Kozari Boka. Ispod svake skulpture (kugle od nehrđajućeg čelika) nalazi se metalna pločica s podacima o nazivu (na engleskom jeziku), promjeru i prosječnoj udaljenosti planeta od Sunca. Dimenzije (promjere) »prizemljenih« planeta odredio je Preis uvažavajući promjer »prizemljenog« Sunca. Udaljenosti »prizemljenih« planeta razmjerne su stvarnim udaljenostima pla-

neta od Sunca. Tako primjerice skulptura najvećeg planeta Jupitera ima promjer 28 centimetara a najmanjeg Plutona (koji službeno od 2006. nije više planet) samo 3 milimetra. Udaljenost najbližeg prizemljenog« planeta Merkura od »prizemljenog« Sunca iznosi 75 m a najudaljenijeg Plutona 7.658,6 m. Za razgledavanje svih devet »prizemljenih« planeta polazeći od »prizemljenog« Sunca u Bogovićevoj ulici potrebno je prijeći oko 30-tak km - za mnoge nimalo jednostavno. U današnje internetsko doba moguće je virtualno, npr. putem specijaliziranih web stranica/portala ili pomoću GoogleEarth-a, trenutačno doći, razgledavati i pretraživati bilo koje mjesto na Zemlji. Stoga je internet jedan od načina razgledavanja i Zagrebačkog Sunčevog sustava ponajprije planeta »prizemljenih« na rubnim dijelovima grada.

>> 2. Web stranica PRIZEMLJENI SUNČEV SUSTAV – Prizemljeno Sunce i Devet pogleda Mnogobrojne hrvatske internetske stranice (wikipedija, on-line dnevne novine, blogovi, forumi, turističke, info i osobne stranice i drugo) najčešće sadrže nepotpune (ponekad i pogrešne) podatke o Zagrebačkom Sunčevom sustavu, prema tome djelomično informiraju i upućuju korisnika. Zbog toga je izrađena nova internetska stranica PRIZEMLJENI SUNČEV SUSTAV - Prizemljeno Sunce i Devet

pogleda (http://astrogeo.geoinfo.geof.hr/ prizsunce/index.html), sadržajno ujednačena i informativnija. Osim toga, određeni su položaji skulptura ručnim GPS-om GARMIN GPSmap 60CSx i GPS tragovi od polazne točke (Prizemljeno sunce) do odredišta (skulptura »prizemljenih« planeta). Položaj svake skulpture označen je na digitalnom planu Zagreba u internetskoj aplikaciji OpenStreetMap. OpenStreetMap (OSM) je open source softver za pregled, korištenje i izmjenu karata, dostupan je svakome (URL-4, URL5). Potrebni podaci se najčešće prikupljaju pomoću GPS uređaja. Postoji nekoliko načina editiranja postojećih karata, upotrebljavajući jednostavan Potlatch editor unutar web aplikacije ili na vlastitom računalu putem programa JOSM (Java Open Street Map). Svi izmijenjeni podaci se postavljaju na službene stranice te su vidljivi već nakon nekoliko sati. Dio karte (dio gradske četvrti) može se prikazati i na drugim internetskim stranicama i to u različitim formatima (kao slika, HTML-a i dr.)

Slika 1. Editiranje plana iz OpenStreetMapa (dodana »zemlja« i njeni atributi)

1 Akademik Ivan Kožarić rođen je 10. lipnja 1921. godine u Petrinji (URL 2). Kiparstvo na Akademiji likovne umjetnosti u Zagrebu upisuje 1943. a diplomira 1947. godine. Samostalno izlaže od 1955. godine. Dosad je izlagao na šezdesetak samostalnih i oko dvije stotine skupnih izložbi u zemlji i inozemstvu. 2

98 98

Davor Preis rođen je 1966. u Zagrebu a 1993. godine diplomirao na Tekstilno-tehnološkom fakultetu u Zagrebu, smjer oblikovanja (URL 3). Član je Hrvatskog društva likovnih umjetnika. Željka Baćan, univ. bacc. ing. geod. i geoinf., Diplomski studij, usmjerenje: Geodezija, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: zbacan@geof.hr Emina Stričak, univ. bacc. ing. geod. i geoinf., Diplomski studij, usmjerenje: Geodezija, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: estricak@geof.hr prof. dr. sc. Drago Špoljarić, dipl. ing. geod., Katedra za satelitsku geodeziju, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: dspoljar@geof.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Baćan Ž., Stričak E., Špoljarić D. (2010): Zagreački prizemljeni Sunčev sustav Ekscentar, br. 12, 98-100

Web stranica Zagrebačkog prizemljenog Sunca izrađena je u Macromedia Dreamweaver 8 u HTML i CSS stilovima (URL-6). CSS (Cascading Style Sheets) stilovi su pogodni za oblikovanje teksta, tablica, slika i ostalih HTML objekata. Neka svojstva objekata možemo dodati samo uz korištenje CSS-a (npr. obostrano poravnanje teksta). Na početnoj web stranici ispod bannera i naslova, s lijeve strane je izbornik (veze na podstranice), a u središnjem, glavnom prostoru stranice, sadržaj naslovne ili pojedine podstranice. Na podstranicama nalazimo informacije o svakoj skulpturi (i njihovim autorima), fotografije i detaljne opise položaja, te opis najjednostavnijeg prilaza do svake skulpture. Navedeni su i osnovni astronomski podaci o Suncu i planetima Sunčevog sustava (URL-7). Pridružene su i hiperveze na internetski plan Zagreba u OpenStreetMapu na kojem je kartografskim znakom označen položaj svake skulpture.

>> 3. Prizemljeno Sunce i Devet pogleda Ambijentalna skulptura Prizemljeno Sunce akademika Kožarića nalazi se od 1994. u Bogovićevoj ulici, na raskrižju s Ulicom Frane Petrića. Kugla promjera 2 m izrađena je od bronce s pozlaćenim listićima. Ambijentalna umjetnička instalacija Devet pogleda autora Davora Preisa pri-

kazuje devet »prizemljenih« planeta Sunčevog sustava u umanjenom mjerilu razmjerno Kožarićevom Suncu. Skulpture pojedinih planeta smještene su na širem području grada Zagreba. Nekoliko podstranica ćemo i opisati.

3.1 Skulptura »prizemljene« Venere »Prizemljena« Venera (dalje: Venera) nalazi se na sjeverozapadnom dijelu Trga bana Josipa Jelačića, točnije na ulazu u Ulicu Splavnica na kućnom broju 3, na prvom nosećem stupu. Udaljenost Venere od Prizemljenog Sunca je 140 metara. Vrlo je jednostavno pronaći Veneru. Na primjer, iz Bogovićeve ulice (Prizemljeno sunce) nastavljamo Ulicom Franje Petrića do Ilice, a zatim na Trg bana Josipa Jelačića, odnosno na njegov sjeverni dio do Splavnice, južnog prilaza tržnici Dolac. Ako ste već na Jelačić placu potražite u blizini Manduševca brončanu orijentacijsku ploču s geografskim GPS koordinatama koju je 1998. godine postavilo Hrvatsko geodetsko društvo (Kanajet 1998.).

3.2 Skulptura »prizemljenog« Saturna »Prizemljeni« Saturn (u daljnjem tekstu: Saturn) nalazi se u Račićevoj ulici na stupu betonske ograde kod kućnog broja 1. Od Trga bana Jelačića možemo krenuti pješice ili tramvajem broj 11 ili 12 do postaje Mašićeva. Na rotoru u Mašićevoj uli-

Slika 2. Izgled početne (naslovne) web stranice (http://astrogeo.geoinfo.geof.hr/prizsunce/index.html)

Slika 3. Skulptura Prizemljeno sunce i njen položaj na planu grada u OpenStreetMapu

Slika 4. Skulptura »prizemljene« Venere i njen položaj na planu grada u OpenStreetMapu

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Baćan Ž., Stričak E., Špoljarić D. (2010): Zagreački prizemljeni Sunčev sustav Ekscentar, br. 12, str. 98-100

Slika 5. Geodetska ploča na Jelačić placu

ci skrenemo u drugu ulicu desno, Ulicu Josipa Račića, u kojoj se nalazi skulptura. Udaljenost Saturna od Prizemljenog Sunca je oko 1.851 metar.

3.3 Skulptura »prizemljenog« Neptuna »Prizemljeni« Neptun smješten je u gradskoj četvrti Kozari Bok, a udaljen oko 5.833 m od Prizemljenog Sunca. Krenimo od Trga bana Jelačića, tramvajem, Ilicom i Savskom do Slavonske avenije (kod zgrade Vjesnika). Potom, autobusom po Slavonskoj aveniji u smjeru istoka sve do Radničke ceste, s koje se skrene na Servisnu ili Industrijsku cestu. Kod križanja Kozari bok potrebno je skrenuti na jug. Dalje ulicom Kozari bok do rasvjetnog stupa na kojem je »prizemljeni« Neptun.

»» Kanajet, B. (1998): Postavljena orijentacijska ploča HGD-a u Zagrebu, Geodetski list, 2, 146-148. »» URL-1: Wikipedija, http://hr.wikipedia. org/ (prosinac, 2009.). »» URL-2: Ivan Kožarić, http://www.

ivankozaric.net/ (prosinac, 2009.). »» URL-3: Davor Preis, http://www. daworp.com/ (prosinac, 2009.). »» URL-4: OSM, http://www. openstreetmap.org/ (studeni, 2009.). »» URL-5: Vodič za početnike, http://wiki. openstreetmap.org/wiki/Hr:Beginners_ Guide (studeni, 2009.). »» URL-6: Pomoć pri izradi web stranice, http://www.w3schools.com/css/css_intro. asp (studeni, 2009.). »» URL-7: Planeti Sunčevog sustava, NASA, http://solarsystem.nasa.gov/ planets/index.cfm (prosinac, 2009.). E

Slika 6. Skulptura »prizemljeni« Saturn i njegov položaj na planu grada u OpenStreetMapu

Slika 7. Skulptura »prizemljeni« Neptun i njegov položaj na planu grada u OpenStreetMapu

Molimo čitatelje Ekscentra i posjetitelje internetske stranice da aktivno sudjeluju u promišljanju njenog sadržaja te predlože i druge tematske sadržaje, koji će ju učiniti još informativnijom i zanimljivijom.

>> Literatura

>> 4. Umjesto zaključka

100

Prividna internetska putovanja kopnom i morem, svjetskim državama i gradovima i danas su za mnoge jedina moguća. Virtualno razgledavanje najpoznatijih svjetskih znamenitosti i zanimljivosti iz udobnosti sobe vrlo je ograničeno, ali je trenutačno ostvarivo. Umjetnik Preis je svojim skulpturama »prizemljenih« planeta želio potaknuti ljude da pješačenjem pomno istražuju Zagreb, jer i na mjestima koja uglavnom ignoriraju mogu pronaći nešto zanimljivo. No, pojedini su planeti »razbacani« po širem gradskom području i nije ih jednostavno pronaći i posjetiti. A za njihov obilazak, počevši od »prizemljenog« Sunca u Bogovićevoj ulici, potrebno je prijeći oko 30-ak km. Stoga, skulpture bliže središtu Zagreba svakako potražite. A one na rubnim gradskim područjima, udaljenim od Prizemljenog Sunca i po nekoliko kilometara, posjetite i »razgledajte« i informirajte se, ako nikako drukčije, onda putem ove web stranice.

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Gulin J. (2010): Određivanje položaja plovila na moru Ekscentar, br. 12, str. 101-103

POPULARIZACIJA ZNANOSTI I STRUKE

Određivanje položaja

plovila na moru » Josip Gulin

SAŽETAK. Navigacija je pomorska vještina određivanja pozicije broda, njegovog kursa i brzine. Razlikujemo tri načina navigacije: terestrička, astronomska i elektronska navigacija. U prvom poglavlju opisan je detaljni postupak određivanja pozicije plovila na moru te glavne karakteristike brodskog kompasa. Opisan je i način rada GPS prijamnika te njegova primjena u navigaciji. KLJUČNE RIJEČI: navigacija, nautička milja, geomagnetska deklinacija, devijacija, kurs, GPS prijamnik Slika 1. Pomorske karte šibenskog arhipelaga (URL-1)

>> 1. Terestrička navigacija Terestrička navigacija se temelji na vještini korištenja pomorskih karata (Slika 1) koje imaju svojstvo da kutovi između pravca na karti odgovaraju onima u prirodi. To je omogućio matematičar Gerardus Mercator rođen kao Gérard de Crémère (1512.-1594.), koji je napravio cilindričnu projekciju Zemljine sfere (na kojoj veći dio površine zauzimaju oceani i mora) i kojom smo dobili na karti ucrtane kontinente,

obale, otoke i morska prostranstva. Nastavno, možemo točno odrediti međusobne udaljenosti pojedinih točaka, kutove i poziciju pomoću mreže meridijana i paralela. Bitno je naglasiti da se u praksi pri određivanju pozicije plovila umjesto stupnjeva, minuta i sekunda koriste stupnjevi i minute podijeljene na deset dijelova gdje se ta desetina naziva kabel. Ako pretpostavimo da je duljina meridijanske kružnice na sferi≈ 40.000 km,

tada centralnom kutu od 1° odgovara luk duljine≈ 111 km. Ako taj luk podijelimo na 60 dijelova, što odgovara centralnom kutu od 1’, dobijemo duljinu odgovarajućeg luka od 1.852 m, a to nazivamo nautičkom miljom (Nm). Deseti dio nautičke milje iznosi 185 m (kabel). Na lijevom i desnom rubu pomorske karte su podjele geografske širine, a svaka minuta te podjele predstavlja udaljenost od točno 1 nautičke milje. Na gornjem i

Josip Gulin, Preddiplomski studij geodezije i geoinformatike, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, 10000 Zagreb, Kačićeva 26, e-mail: jgulin@geof.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

101

Gulin J. (2010): Određivanje položaja plovila na moru Ekscentar, br. 12, str. 101-103

pomoću drugog trokuta pravac »prenese« do točke na karti gdje je vidljiva oznaka tog tornja. Tada se olovkom ucrta liniju azimuta. Taj postupak se ponavlja za još dva smjeranja. Nakon što se sva tri azimuta ucrtaju dobiva se mali trokut unutar kojeg je željena pozicija (Slika 2). Što je trokut manji, to je smjeranje bilo preciznije. Ako je trokut preveliki, znači da tehnika smjeranja azimuta nije svladana. U geodeziji, taj postupak odgovara presijecanju unutarnjih pravaca (presjek natrag).

>> 2. Astronomska navigacija

Slika 2. Metoda smjeranja (URL-4)

102

donjem rubu podjela služi samo za određivanje geografske dužine, ali ne i udaljenosti. Dakle, kada na karti želimo odrediti udaljenost između dvije točke, uzeti ćemo tu udaljenost u šestar i prenijeti ju na istoj visini karte, a što znači u području te geografske širine na podjelu minuta i kablova i tako ustanoviti koliko milja iznosi ta udaljenost. Prije samog definiranja postupka određivanja pozicije plovila, valjalo bi pojasniti nekoliko termina vezanih uz rad brodskog kompasa. Sjeverni magnetski pol Zemlje ne poklapa se s geografskim (geodetskim) sjevernim polom već je od njega otklonjen. Taj otklon magnetskog i geografskog sjevera se naziva geomagnetskom deklinacijom i uobičajeno se označava s δ. Devijacija je vrijednost pomaka magnetske igle pod utjecajem željeznih masa na brodici ili utjecaj nekih magnetskih polja na brodici. Smjer kompasa zajedno sa deklinacijom i devijacijom označavamo sa Nk. Ako crtom na karti spojimo točku polaska s točkom odredišta plovidbe, ucrtali smo na karti kurs plovidbe, i to Kp (kurs pravi). Kada plovimo i gledamo kompas, očitavamo Kk (kurs kompasni). Poziciju plovidbe u obalnoj plovidbi i navigaciji utvrđujemo viziranjem i mjerenjem azimuta na vidljive objekte na obali i otocima, na svjetionike, vrhove brda, vrhove rtova i sve drugo što mora isto tako biti vidljivo na pomorskoj karti, jer ćemo te azimute nacrtati na karti. Ovi smjeranjem izmjereni azimuti biti će kompasni azimuti KK jer i se oni dijele na prave, kompasne i magnetske.

Formula za preračunavanje kurseva: a) Kurs kompasa u kurs pravi: Kp = Kk + (+ ili - devijacija) + (+ ili - deklinacija), b) Kurs pravi u kurs kompasa: Kk = Kp - (+ ili - deklinacija) - (+ ili - devijacija). *Ista formula će poslužiti i za pretvaranje azimuta. Da bi što bolje usvojio način određivanja pozicije na karti, postupak ću pojasniti na primjeru. Smjeranjem na vidljivi crkveni toranj na otočiću izmjeren je azimut tj. na kompasu se očita kut od 104°. Uzima se trokut i postavi najdulju stranicu na ružu (horizont podjeljen na 360°) od njenog središta točno na crtu 104-tog stupnja. Zatim se

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Položaj broda se određuje mjerenjem visine nebeskih tijela tzv. visinskom metodom. Princip je visinske metode da se određuje položaj broda u odnosu na projekciju nebeskog tijela na Zemlji. Drugim riječima, u knjigama koje se zovu »Nautički godišnjaci«, možemo saznati pod kojim se kutom u točno određeno vrijeme vide određena nebeska tijela s neke točke na Zemlji. Odredimo li točno kut pod kojim se to nebesko tijelo vidi s broda, pomoću tablica ćemo izračunati točan položaj broda. Jedan od važnih preduvjeta je i točan sat.

>> 3. Elektronska navigacija Najčešće metode određivanja položaja su radiogoniometrijska, hiperbolička, radarska i satelitska. Objasniti ćemo osnovni princip rada satelitskog pozicioniranja zbog njegove cjenovne pristupačnosti i dostupnosti svakom vlasniku plovila. GPS prijamnik od satelita prikuplja dvije vrste kodiranih informacija. Jedan tip informacija, podaci iz almanaha, sadrže približne položaje satelita. Ti se podaci kontinuirano prenose i spremaju u memoriju GPS prijamnika. Prijamnik »zna« orbite satelita i gdje bi koji satelit trebao biti. Kako

Slika 4. Ploter Garmin 420s (URL-5) Slika 3. Ručni GPS prijamnik (URL-5)

Gulin J. (2010): Određivanje položaja plovila na moru Ekscentar, br. 12, str. 101-103

Slika 5. 3D pogled ispod površine mora (URL-3)

se sateliti gibaju, podaci iz almanaha se periodički ažuriraju novim informacijama. Kada GPS prijamnik zna položaj satelita u prostoru, još treba saznati koliko su oni daleko kako bi mogao odrediti svoj položaj na Zemlji. Udaljenost od satelita približno je jednaka brzini emitiranog signala pomnoženoj s vremenom koje treba da signal dođe do prijamnika. Sada GPS prijamnik treba odrediti vrijeme potrebno signalu da stigne od satelita do antene prijamnika. Odgovor l e ž i

Slika 6. Jedini 32 kanalni Bluetooth GPS prijamnik za računala (URL-6)

u kodiranom signalu koji satelit odašilje. Emitirani kod naziva se »pseudoslučajni kod« jer sliči signalu šuma. Satelit generira pseudoslučajni kod, a GPS prijamnik generira isti kôd i nastoji ga prilagoditi kôdu satelita. Prijamnik tada uspoređuje dva kôda da bi odredio koliko treba zakasni-

ti (ili pomaknuti) svoj kôd da bi odgovarao kodu satelita. To vrijeme kašnjenja (pomaka) množi se s brzinom svjetlosti da bi se

dobila udaljenost. Sat GPS prijamnika ne mjeri vrijeme tako precizno kao satovi satelita. Zato svako određivanje udaljenosti treba još ispraviti za iznos pogreške sata GPS prijamnika. To je razlog što se određivanjem udaljenosti zapravo dobije »pseudoudaljenost«. Da bi se odredio položaj na temelju pseudoudaljenosti, treba pratiti najmanje četiri satelita i uz pomoć računanja ukloniti pogrešku sata GPS prijamnika. Sada kada imamo oboje, položaje satelita i udaljenosti, prijamnik može odrediti svoj položaj. Korisnici koji na svojem plovilu žele imati GPS uređaj, uobičajeno se odlučuju na kupovinu ručnog GPS uređaja (Slika 3) ili GPS plotera (Slika 4). Njihove mogućnosti obuhvaćaju prikaz pomorskih karata, pozicioniranje, određivanje trenutne

brzine, 3D pogled kakav vidi skiper, 3D pogled ispod površine mora (Slika 5) itd. No, s većim mogućnostima raste i njihova cijena koja se za ručni GPS kreće od oko 2.000kn, a za GPS ploter od oko 4.500kn pa na dalje, što ih čini teže dostupnima. Optimalno riješenje pronalazimo u Bluetooth GPS prijamniku. Iz samog naziva već nam na pamet padaju svakojake ideje o povezivanju s mobitelom, Pocket PCom, netbookom ili pak prijenosnim računalom. Što se tiče nekih njihovih glavnih karakteristika, bitno je napomenuti da većina prijamnik u sebi imaju ugrađene SiRFStarIII kontrolere, a neki kao Haicom GPS (HI-408BT) (Slika 6) imaju čak 32 radna kanala uz osjetljivost od 159 dBm. Ono što je privlačno je njihova cijena koja iznosi 500-injak kuna. Potreban je još samo softver koji ćemo instalirati na uređaj i navigacija može započeti. Ja sam se odlučio na opciju prijenosnik + Bluetooth GPS prijemnik. Kako na internetu postoje cijele palete softvera s pomorskim kartama, sam odabir ne bi trebao biti problem. Htio bi naglasiti da se proizvod domaće tvrtke CVS, NavAdria sastoji od vrlo preciznih pomorskih karata koje koriste Pomorska policija i Jadrolinija.

>> 4. Zaključak Uzmemo li u obzir da su kineski brodovi već u IV st. dolazili u indijske i istočnoafričke luke uz pomoć kompasa, a oko X st. magnetska igla postala je poznata i Normanima, uočavam da su od davnina za precizniju navigaciju bili neophodni brodski navigacijski uređaji. Danas, stoljećima poslije, većina plovila je opremljena sofisticiranom satelitskom navigacijskom opremom koja je znatno točnija i »pouzdanija«. Ipak, ovo »pouzdanija« trebalo bi uzeti s određenom dozom skeptičnosti i predostrožnosti, jer nikad nećemo sa sigurnošću moći tvrditi da će nam GPS i GLONASS sustav uvijek biti dostupni. Stoga zaključujem da niti jedna plovidba ne bi trebala započeti bez pomorske karte i kompasa te osnovnog pribora potrebnog za terestričku ili astronomsku navigaciju.

>> Literatura »» URL-1: http://www.morsko-prase.hr/ skola_jedrenja_3.htm (16.01.2010.). »» URL-2: http://www.kartografija.hr/ (16.01.2010.). »» URL-3: http://www.haicom.com.tw/ hi_408bt.aspx (16.01.2010.). »» URL-4: http://www.blogger.ba/ photos/194202.jpg (14.01.2010.). »» URL-5: http://www.navigo-sistem.hr/ proizvod/104/5 (14.01.2010.). »» URL-6: http://nautic-shop.cvs.hr (14.01.2010.). E

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

103

Bogner H., Odobašić D. (2010): Slobodna karta svijeta u Hrvatskoj Ekscentar, br. 12, str. 104-107

POPULARIZACIJA ZNANOSTI I STRUKE

Slobodna karta svijeta u Hrvatskoj www.openstreetmap.org » Hrvoje Bogner » Dražen Odobašić SAŽETAK. OpenStreetMap svakim danom postaje sve popularnija karta svijeta. Kakvo je stanje u Hrvatskoj? Nije baš najbolje, ali kreće se u pravom smjeru. KLJUČNE RIJEČI: openstreetmap, Hrvatska, GPS, karte, navigacija, slobodni podaci, prostorni podaci

>> 1. Općenito Openstreetmap (URL-1) stvara i pruža slobodne geografske podatke kao što su karte gradova i naselja. Projekt je započeo Steve Coast u srpnju 2004. godine zbog toga što većina karata za koje mislite da su slobodne, zapravo imaju pravna ili tehnička ograničenja. Ograničenja onemogućavaju da karte i podatke koristite na kreativne, produktivne ili potpuno neočekivane načine. Prostorni podaci za slobodnu kartu svijeta prikupljaju se upotrebom ručnih GPS uređaja, precrtavanjem sa satelitskih ili zračnih snimaka, iskorištavanjem postojećih izvora podataka (karte) ili jednostavno unosom lokalnog znanja. Prostorni podaci Openstreetmap projekta dostupni su pod Creative Commons CCBY-SA licencom. Licenca omogućava slobodno iskorištavanje podatka u bilo koju svrhu, dok god se navede izvor podataka i licenca, u ovom slučaju Openstreetmap i CC-BY-SA. Upravo sloboda podataka uvjetuje korištenje samo slobodnih izvora podataka. Na primjer, nije dozvoljeno koristiti izvore prostornih podatka koji su zaštićeni autorskim pravom, poput topografskih karata u Hrvatskoj, Google Maps i satelitskih snimaka. Iznimka je Yahoo koji je dopustio slobodno korištenje svojih satelitskih snimki. Openstreetmap projekt ne predstavlja samo prostorne podatke i iscrtane karte. Openstreetmap je i wiki baza znanja, čiji je sadržaj zaštićen istom licencom 104

kao i podaci. Wiki baza znanja (URL-2) omogućava centralno mjesto agregacije i dijeljenja sveukupnog Openstreetmap znanja. Osim wiki baze znanja, uz projekt se razvija i softver dostupan pod GPL licencom koji potpomaže i omogućava infrastrukturu Openstreetmap projekta. Osnovni element skupa Openstreetmap prostornih podataka je čvor. Dva ili

više čvorova čini put, dok se put, kojem je početna i završna točka identična, naziva poligonom (Slika 1). Osim osnovnih elemenata, moguće je stvarati i relacije grupiranjem prostornih objekata, npr. nekoliko putova zajedno čini autobusnu liniju ili biciklističku stazu. Relacije se koriste za definiranje poligona s rupama, kao i ograničavanje skretanja na raskrižjima

Slika 1. Prikaz osnovnih elemenata: čvor, put, poligon, relacija (multipoligon, vanjski i unutarnji)

Hrvoje Bogner, usmjerenje: Satelitska i fizikalna geodezija, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: hbogner@geof.hr Dražen Odobašić, dipl. ing. geod., Katedra za geoinformatiku, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: dodobas@geof.hr List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Bogner H., Odobašić D. (2010): Slobodna karta svijeta u Hrvatskoj Ekscentar, br. 12, str. 104-107

Slika 2. Zoološki vrt u Berlinu s detaljnim oznakama pojedinih nastamba životinja

Slika 3. Francuska država je oslobodila podatke o pokrovima prikupljene u sklopu CORINE projekta EU

Slika 4. Port Au Prince: srušeni objekti i mjesta za pružanje pomoći preživjelima

koja dolaze do izražaja u navigaciji. Svaki prostorni podatak opisan je metapodacima koji se nazivaju »tagovi«, dok se proces dodjeljivanja tagova naziva »tagiranje«. Osnovni skup tagova, odnosno preporučenih tagova, dio je wiki baze znanja. No, Openstreetmap omogućava upotrebu proizvoljnih tagova. Kako bi se održalo relativno konzistentno stanje, osim skupa preporučenih tagova, postoji i skup predloženih tagova. Za svaki predloženi tag bilo tko može komentirati i glasati, a ukoliko tag zadovolji predefiniranu proceduru, dodaje se na listu preporučenih tagova, dok se odbijeni tag dodaje na listu odbijenih tagova. Na primjer, nekom putu, koji je dr-

žavna cesta, dodijelit će se sljedeći tagovi: »highway = primary«, »ref = D1«, »name = Zemunska«, kafić ima tagove »amenity = cafe«, »name = Kafić«, plažu definira tag »natural = beach«, a šumu »natural = forest«. Mogućnosti su zbilja neograničene. U ovom trenutku Openstreetmap projekt ima preko 200.000 registriranih korisnika, od kojih 10% mjesečno aktivno uređuje podatke. Iako je 10% relativno nizak postotak, proporcionalan je broju novoregistriranih korisnika koji konstantno i stabilno raste. Korisnici su pohranili oko 1.4 milijarde GPS točaka koje su iskorištene za stvaranje 616 milijuna čvorova koji izgrađuju 48 milijuna puto-

va i 380 tisuća relacija. Kada bi podatke pokušali izraziti u kilometrima, dobili bismo 40 milijuna kilometara prikupljenih podataka, a snimka trenutnog stanja baze podatka u XML formatu zapisa podataka zauzima preko 160 Gb. Podaci prikupljeni za Openstreetmap projekt omogućavaju stvaranje specifičnih servisa poput Opencyclemap i Openpistemap. Opencyclemap projekt prikazuje biciklističke staze i ostale prostorne podatke relevantne za bicikliste; poput parkirališta za bicikle, sanitarnih čvorova, zalogajnica, odmorišta i reljefa sa slojnicama. Openpistemap je projekt orijentiran prema skijašima te prikazuje skijaške staze, vučnice i popratne objekte.

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

105

Bogner H., Odobašić D. (2010): Slobodna karta svijeta u Hrvatskoj Ekscentar, br. 12, str. 104-107

>> 2. Svijet

Slika 5. Hrvatska u studenom 2007. godine

Pokrivenost Zemlje Openstreetmap projektom nije ujednačena, no za svaki kutak može se pronaći bar nešto. Najbolji primjer je Europa koja je izrazito dobro pokrivena, što se može zaključiti iz podatka da Europa zauzima više od trećine baze podataka, kao i količine detalja, koji su prikupljeni (Slika 2 i 3). U trenutku pisanja ovog članka dogodio se potres na Haitiju. U samo nekoliko sati pokrenuta je akcija prikupljanja podataka i iscrtavanja pogođenog područja. Otvoren je novi dokument na wiki-u (URL-3) koji se koristi za organizaciju i dokumentiranje akcije. U početku su se koristili slobodni izvori poput karata sitnog mjerila iz 1950-ih. No, nakon širenja vijesti o akciji i priključivanja većeg broja korisnika, tvrtka GeoEye omogućava korištenje satelitskih snimaka za potrebe akcije. Samim time omogućeno je iscrtavanje prohodnih i neprohodnih prometnica, srušenih i čitavih objekata, mjesta za pružanje pomoći te mnogih drugih informacija (Slika 4). Podatke može uređivati bilo tko, samo je potrebno malo dobre volje i slobodnog vremena. Prikupljeni podaci se koriste kao pomoć službama za spašavanje i u organizaciji pomoći stanovništvu pogođenom potresom. Postoji nekoliko servisa koji omogućavaju slobodno preuzimanje gotovih karata za GPS uređaje ili rastere pripremljene za plotanje. Primjer takvog servisa je tvrtka Geofabrik koja omogućava preuzimanje aktualnog stanja podataka svakih nekoliko minuta (URL-3).

>> 3. Hrvatska

Slika 6. Hrvatska u studenom 2009. godine

106 List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Hrvatska treba prvenstveno zahvaliti stranim turistima koji su za vrijeme ljetovanja koristili GPS uređaje i tako Hrvatsku stavili na kartu svijeta. Primjerice, u studenom 2007. postojale su samo autoceste, nešto malo podataka za Zagreb te zapadni dio Istre. U tom trenutku većina prikupljenih podatka bila je slabe kvalitete i loše označena. Područje Hrvatske brojalo je 80 tisuća točaka, 8 tisuća putova i niti jednu relaciju, a podaci u XML formatu zapisa zauzimali su oko oko 15 Mb (Slika 5). Danas, Hrvatska ima oko 632 tisuće točaka, 58 tisuća putova te 332 relacije, a trenutna snimka baze podataka zauzima 125 Mb i konstantno raste (Slika 6). U ovom trenutku u Hrvatskoj je zabilježeno 577 korisnika koji su stvorili ili uredili bar jedan objekt. U prošlom mjesecu bilo je 75 aktivnih korisnika. Jedan od svjetlijih primjera u Hrvatskoj predstavlja grad Sinj. U Sinju je jedan korisnik uz pomoć iPhone mobitela po-

Bogner H., Odobašić D. (2010): Slobodna karta svijeta u Hrvatskoj Ekscentar, br. 12, str. 104-107

Slika 7. Sinj, izrazito detaljno iscrtan, a za većinu objekata je unesen i kućni broj

čeo pješice sakupljati podatke. Vrlo brzo kupio je bicikl i iscrtao sve ceste i biciklističke staze u gradu i okolici. Uz pomoć lokalnog aerokluba, dobio je amaterske zračne snimke Sinja koje je nakon geodetske pomoći iskoristio za iscrtavanje svih objekta s njih (Slika 7). Zagreb još uvijek nije iscrtan u cijelosti, no postoje dijelovi grada koji su vrlo kvalitetno odrađeni (Slika 8). U tim dijelovima vrlo vjerojatno živi netko od korisnika koji aktivno sudjeluje u projektu. Za područje grada Zagreba, podaci se uglavnom precrtavaju s Yahoo satelitskih snimki. Nedavno je održan tzv. »mapping party«. Skupina entuzijasta se okupila 29. studenog 2009. i sakupila potrebnu opremu (GPS uređaje, fotoaparate, prijevozna sredstva). Dogovor je bio prikupljanje podataka za loše pokrivena područja Borongaja i Trnave. Planira se organiziranje budućih okupljanja pa se slobodno javite ako ste zainteresirani. U Hrvatskoj postoje gradovi koji su

Slika 9. Sisak, jedan od slabije iscrtanih gradova

Slika 8. Jezero Bundek i okolni kvartovi su detaljno iscrtani, čak su vidljiva pojedina stabla

slabije iscrtani nego neka sela, a razlog tome je manjak aktivnih korisnika u tim područjima. Za razliku od Osijeka, Sinja, Lipovljana, Topuskog i nekih drugih mjesta, gradovi kao Sisak (Slika 9), Karlovac, Zadar, Šibenik i Kutina su loše ili nikako iscrtani (Slika 10). Ako ste iz tih gradova, a želite pomoći, priključite se projektu. Posjetite wiki Hrvatske (URL-4) i saznajte više o tome kako se priključiti. Aktivno sudjelovanje u projektu nije ograničeno samo na prikupljanje podataka i uređivanje. Zainteresirani korisnici mogu sudjelovati u donošenju odluka, komentirati i pisati članke na wikiu, lokalizirati sadržaj, kako bi isti postao dostupniji širem krugu korisnika ili označiti uočene greške korištenjem servisa poput OpenStreetBugs. Prostorni podaci Openstreetmap projekta ne dolaze s garancijom kvalitete, nego se koriste takvi kakvi jesu. Prostorne podatke Openstreetmap projekta

moguće je uvesti u klasične ručne GPS uređaje dobro poznatih svjetskih proizvođača i iskoristiti ih kao slobodne kartografske podloge. Osim toga, razvijen je velik broj komercijalnih i FLOSS aplikacija za ručna i osobna računala te mobitele koji koriste Openstreetmap kao kartografsku podlogu. »Kada bi svatko stavio svoju ulicu/ kvart/grad na Openstreetmap, vrlo brzo bi imali slobodnu kartu cijelog svijeta«

>> Literatura »» URL-1 http://www.openstreetmap.org/ (24.01.2010.). »» URL-1 http://wiki.openstreetmap.org/ wiki/Main_Page (24.01.2010.). »» URL-2 http://wiki.openstreetmap.org/ wiki/WikiProject_Haiti (24.01.2010.). »» URL-3 http://labs.geofabrik.de/haiti (24.01.2010.). »» URL-4 http://wiki.openstreetmap.org/ wiki/Croatia (24.01.2010.). E

Slika 10. Zagreb i šira okolica, vidljive su velike praznine bez prikupljenih podataka List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

107

Miler M., Odobašić D. (2010): Python - Uvod u programiranje za inženjere Ekscentar, br. 12, str. 108-110

MALA ŠKOLA

Mala škola programiranja:

Python

Uvod u programiranje za inženjere » Mario Miler » Dražen Odobašić

SAŽETAK. Programiranje je jedna od najčešćih vještina koju inženjeri zaobilaze misleći da je to prekomplicirano ili rezervirano samo za vrsne informatičare. Ne uzimaju pritom u obzir da većina skripti i aplikacija koje mogu ubrzati svakodnevne poslove ne zahtijevaju veliko znanje programiranja, a mogu uvelike olakšati svakodnevne rutine. Jedan od tih programsko/skriptnih jezika je Python. U ovom članku neće biti opisano zašto je Python bolji ili lošiji od drugih programskih jezika, već zašto i kada se može koristiti Python kao programski ili skriptni jezik. Python možda nije najbrži i najpopularniji programski jezik, ali definitivno je među najkorisnijima u inženjerskoj struci. Ovu činjenicu su već primijetili neki tehnički fakulteti u Hrvatskoj te su umjesto ili uz postojeće programske jezike u nastavi uveli i Python. Većina inženjera ne programira svakodnevno, već samo u situacijama kada im je potrebna automatizacija radnog procesa te im je upravo zbog toga potreban programski jezik koji je istodobno jednostavan i dovoljno napredan. KLJUČNE RIJEČI: Python, programiranje, skripte, programski jezik, skriptni jezik

>> 1. Python Python je hibrid između skriptnih jezika poput Perl-a i Scheme i sistemskih programskih jezika poput C, C++ i Jave. Zbog toga omogućava jednostavnost skriptnih jezika, ali istovremeno i napredne programske alate koje možemo naći u sistemskim programskim jezicima. Python je slobodan programski jezik sa vrlo dobrom popratnom dokumentacijom i literaturom. O njegovoj raširenosti i upotrebljivosti govori i činjenica da na internetu možemo pronaći veliki broj primjera i gotovih aplikacija za razne struke. Python kod se može izvršavati na više načina: interaktivni, gdje se kod izvršava u trenutku kada ga pišemo, skriptni, gdje se kod sprema unutar tekstualne datoteke koja se izvršava u trenutku pokretanje skripte (datoteke) i umetnuti, gdje je moguće Python kod izvršavati unutar programa pisanog u drugim programskim jezicima (recimo C-u). U inženjerskoj praksi najčešće se koristi skriptni način izvođenja. Python programski jezik ne »dolazi« sa standardnom instalacijom Windows operativnog sustava, već se mora posebno instalirati, dok većina distribucija Li108

nux operativnog sustava imaju Python u standardnom instalaciji. Centralni Python repozitorij nalazi se na stranici http:// www.python.org/. U trenutku pisanja ovog članka najnovija verzija Python-a je 3.1.1.

>> 2. Osnove programiranja Postavlja se pitanje: »Što je računalni program?« Računalni program je niz instrukcija koje računalo izvršava. Redoslijed instrukcija definiran je zadaćom ili rezultatom koji se želi postići. Programi su različiti, ali su izgrađeni od nekoliko dijelova: • ulazne kontrole, • uređaji poput miša, tipkovnice ili datoteke na tvrdom disku računala, • kontrole izlaza, • prikaz rezultata na zaslonu računala, spremanje u datoteku, slanje podataka mrežom, • matematika, • koriste se osnovne matematičke operacije poput zbrajanja i množenja kako bi se izvršio zadatak, • uvjetno izvršavanje • ovisno o zadovoljavanju uvjeta in-

strukcije će se izvršiti ili ne, • ponavljanje, • isti niz instrukcija izvršava se više puta. Proces u kojem kompleksne zadatke razbijamo na mnogo manjih, koje je moguće izraziti jednostavnim operacijama, naziva se programiranje. Programiranje se uglavnom svodi na ispravljanje grešaka (engl. bug). Moguće je definirati tri skupa grešaka, koje se uklanjaju u procesu koji se naziva debugging: • Sintaksne: >> najbrže se otkrivaju, npr. krivo napisana instrukcija, umjesto »open« je zapisano »oenp«. • Izvršne: >> relativno se brzo otklanjaju, a otkrivaju se prilikom izvršavanja programa, npr. datoteku nije moguće otvoriti, program pokušava dijeliti s nulom. • Semantičke: >> najteže ih je otkriti jer se program uspješno izvršava, ali rezultat nije ono što očekujemo, tj. rezultat izvršavanja programa biti će upravo ono što je definirano instrukcijama. Instrukcije računalnog programa za-

Mario Miler, dipl. ing. geod., Katedra za geoinformatiku, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: mmiler@geof.hr Dražen Odobašić, dipl. ing. geod., Katedra za geoinformatiku, Geodetski fakultet, Sveučilište u Zagrebu, Kačićeva 26, 10000 Zagreb, e-mail: dodobas@geof.hr

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Miler M., Odobašić D. (2010): Python - Uvod u programiranje za inženjere Ekscentar, br. 12, str. 108-110

pisane su u tzv. računalnom kodu koji razumiju računala, ali ne i ljudi. U tu svrhu razvijeni su programski jezici koji omogućavaju razumijevanje i ljudima i računalima. Programski jezik je formalni jezik, odnosno dizajniran za specifičnu primjenu definiranjem striktnih pravila jezika. Osnovne elemente jezika čine simboli i struktura. Simboli su znakovi, riječi i brojevi, a struktura određuje u kojem se odnosu nalaze simboli. Za primjer možemo uzeti matematički izraz: 2+2=5, koji je formalno ispravan jer svi iskorišteni simboli mogu imati takvu strukturu, iako sam izraz nije točan. Računalni program koristi i upravlja vrijednostima, a svakoj vrijednosti može se odrediti tip. Uobičajeno se razlikuju jednostavni i složeni tipovi podataka. Tip vrijednosti određuje njezin opseg i operacije koje je moguće izvršiti. Primjeri vrijednosti: 3, ‘Python je super!’, i 3.14, imaju sljedeće jednostavne tipove: int, str i float, odnosno cijeli broj, niz znakova i realni broj. Složeni tipovi podataka u Python-u se mogu opisati kao strukture u koje ubrajamo n-torke, liste i rječnike. Operatori omogućavaju promjenu vrijednosti, to su posebni simboli koji reprezentiraju operacije poput zbrajanja i množenja te imaju određen redoslijed izvršavanja. Varijabla je naziv koju povezujemo s nekom vrijednošću. Nazivi varijabli definirani su preciznim pravilima. Koriste se kako bi lakše upravljali vrijednostima, odnosno kako bi nekoj vrijednosti dodijelili lako pamtljiv naziv. Prije spomenute instrukcije programa, odnosno naredbe programa (engl. statement), izgrađene su od izjava (engl. expression). Izjava je kombinacija vrijednosti, varijabli i operatora. Grupirane naredbe nazivaju se blokovima koje izgrađuju funkcije, a funkcije pak objekte. Skup objekata izgrađuje module, a više modula stvara biblioteku. Distribucija Python-a dolazi s »uključenim baterijama« što znači da uz Python dolazi velik broj modula koje je moguće odmah iskoristiti. Popis modula uključenih u standardnu distribuciju moguće je pogledati na stranici http://docs.python. org/modindex.html.

napraviti u nekom tabličnom kalkulatoru poput MS Excel-a ili OpenOffice Calc-a. Ukoliko bi primjerice imali 3 milijuna ovakvih točaka, tablični kalkulator nam ne bi bio od velike pomoći. Sljedećim kodom rješavamo ovaj problem u 15-ak linija koda. file1 = “c:\\tocke.txt” file2 = “c:\\obrada _ tocaka.txt” undulacija = 45.4

U prve tri linije koda definirane su tri varijable, file1, file2 i undulacija. Prve dvije varijable su tekstualnoga tipa (engl. string) dok je treća realni broj (engl. float). Varijabla file1 sadrži lokaciju tekstualne datoteke na tvrdom disku koju želimo obraditi, dok varijabla file2 sadrži lokaciju nove datoteke u koju spremamo rezultat obrade. Varijabla undulacija sadrži vrijednost undulacije. Ovdje se već može primijetiti Python-ova jednostavnost, nije potrebno definirati tip varijable, već Python određuje tip varijable po onome što se u njoj nalazi. Ovo je karakteristika dinamičnih programskih jezika. fr = open (file1, “r”) fw = open (file2, “w”)

U ovom dijelu stvaramo dvije varijable fr i fw koje sadrže vezu na prije navedene datoteke. Ova veza se stvara pomoću open() metode koja zahtijeva dva parametra, gdje se ta datoteka nalazi (file1 i file2) te način pristupa datoteci, r označava samo čitanje datoteke (engl. read), w označava upisivanje u datoteku (engl. write).

davati svaki red u našoj datoteci, moramo pozvati metodu readlines() veze na datoteku (varijabla fr). Varijabla red definira vrijednost svakog pojedinog reda tokom pregledavanja tekstualne datoteke, red po red. r = red.split(“,”)

U Python-u se ne koriste zagrade za odvajanje blokova koda, niti se redovi odvajaju znakovima poput točka-zarez (;), kao kod nekih programskih jezika. Python razlikuje logičke dijelove pomoću uvučenih (engl. tab) dijelova koda. Struktura se definira razmacima ili tabulatorima. Ovaj dio koda djelomično je uvučen što znači da se taj dio koda izvršava unutar gore navedene petlje. Varijabla red sadrži jednu liniju iz tekstualne datoteke koja ima tekstualni tip podatka (npr. “5555800,5073800,234.34”). S obzirom da sa tekstualnim tipom podatka ne možemo raditi računske operacije te da su sve koordinate zajedno, prvo ih razdvojimo. To radimo metodom split() koja zahtijeva jedan parametar koji definira razdjelnik, a u našem slučaju on je zarez (,). Kao rezultat ove metode dobivamo listu koju spremamo u varijablu r (npr. [“5555800” “5073800” “234.34”]). Elementi ove liste su brojevi koji su tekstualnom tipu podatka. Nulti element ove liste je “5555800”, prvi “5073800” i drugi “234.34”. Ovdje se može primijetiti da tip podatka lista sve elemente počinje brojati od nule, a ne od jedan kako je nama prirodno.

for red in fr.readlines():

Na ovoj liniji definiran je početak for petlje. Ova petlja se koristi kako bismo prošli preko svakog reda u tekstualnoj datoteci tocke.txt. Da bismo mogli pregleSlika 1. Primjer tekstualne datoteke

>> 3. Primjeri Najbolji način za prikaz rada i sintakse nekog programskog jezika je putem primjera. Uzmimo primjer da imamo tekstualnu datoteku s GPS koordinatama i iz nekog nama nepoznatog razloga visine su elipsoidne i potrebno je oduzeti vrijednost undulacije svakoj visini iz te datoteke. Naravno, ovo se bez problema može

Slika 2. Rješenje problema u Python kodu List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

109

Miler M., Odobašić D. (2010): Python - Uvod u programiranje za inženjere Ekscentar, br. 12, str. 108-110

Slika 3. Primjer koda koji koristi IDRISI aplikaciju

Slika 4. Primjer koda koji koristi MS Excel aplikaciju

Slika 5. Primjer koda koji koristi xlrd modul za upravljanje Excel datotekama

Slika 6. Primjer koda koji koristi ESRI ArcGIS apilkaciju

Y _ koordinata = r[0] X _ koordinata = r[1] GPS _ visina = r[2]

Sljedeće tri linije koda spremaju Y i X koordinatu te GPS visinu u zasebne varijable koje smo nazvali Y _ koordinata, X _ koordinata i GPS _ visina. Ovdje možemo primijetiti sintaksu pristupa pojedinim elementima liste r. Ukoliko želimo odabrati prvi element liste r, pišemo r[0], za drugi element r[1] itd. Liste u Python-u su »zero-based« tj. prvi element ima indeks 0. visina = float(GPS _ visina) undulacija

Varijabla visina u ovom trenutku dobiva vrijednost razlike između GPS visine (varijabla GPS _ visina) i undulacije (varijabla undulacija). S obzirom da nam je varijabla GPS _ visina tekstualnoga tipa, a varijabla undulacija realnoga tipa, nije moguće oduzeti te dvije varijable bez da prvo pretvorimo tekstualni (u našem slučaju GPS _ visina) u realni tip. U tu svrhu koristimo metodu float(). 110

fw.write(Y _ koordinata + “,” +

X _ koordinata + “,” + str(visina) + “\n”)

Korištenjem metode write varijable fw (koja predstavlja našu novu datoteku) upisujemo jednu liniju u novu tekstualnu datoteku (obrada_tocaka.txt). Kao i u prethodnom slučaju kada nismo mogli oduzeti dva različita tipa vrijednosti, tako i ovdje nije moguće spojiti visinu (koja je realni tip) sa Y _ koordinata i X _ koordinata (koje su tekstualni tip). Prvo moramo pretvoriti visinu u tekstualni tip vrijednosti, za što koristimo metodu str(). Oznaka »\n« označava kraj reda i da će sljedeći zapis ići u novi red tj. kao da smo pritisnuli tipku Enter za kraj reda. fw.close() fr.close()

Ovaj dio koda nalazi se izvan for petlje, a to znači da se naredba izvršava tek kada se završi izvršavanje petlje. Kako smo na početku stvorili veze prema datotekama (pomoću metode open()), na isti način ih MORAMO i zatvoriti. U protivnom će te veze ostati otvorene i datoteke će biti zaključane bez obzira da li se kod izvršio ili ne. Zatvaranje datoteka radimo metodom close().

List studenata Geodetskog fakulteta Sveučilišta u Zagrebu

Ukoliko sada pokrenemo naš kod (engl. Run), program bi se trebao izvršiti. U slučaju greške, Python će javiti gdje se i koja greška pojavila. Ovo je jedan vrlo jednostavan primjer korištenja Python-a u inženjerskoj struci. Python također ima veliku prednost u tome što se može iskoristiti u drugim programima kao MS Excel, IDRISI ili ArcGIS. Sljedeći primjeri pokazuju neke od njih,a može se primijetiti koliko su operacije jednostavnije upotrebom Python-a u samo nekoliko linija koda. Ovaj kod pokreće IDRISI aplikaciju te otvara rastersku datoteku sume.rst. Nakon toga izračunava površinu određenih šumskih područja u toj datoteci. Kao što se može primijetiti, ovo je napravljeno u samo četiri linije koda. Slično prethodnom primjeru, ovaj kod pokreće MS Excel aplikaciju i otvara datoteku test.xls koja se nalazi na tvrdom disku. Nakon toga u ćeliju A1 (1,1) upisuje broj 333. U ovom primjeru koristimo xlrd modul koji omogućava čitanje MS Excel datoteke bez potrebe pokretanja Excel aplikacije. xlrd modul nije standardni Python-ov modul već se mora dodatno instalirati. Nalazi se na stranici http://pypi.python. org/pypi/xlrd. Ovim kratkim kodom čitamo podatak koji se nalazi u ćeliji A1 (0,0) iz test.xls datoteke. Ovaj primjer koristi ArcGIS aplikaciju (objekte) pomoću koje čitamo atributne podatke (naziv polja OBJEKT) iz test.shp datoteke. Na sličan način koristi se većina ArcGIS modula za automatizaciju radnog procesa.

>> Literatura »» Lutz, M.: Programming Python, Third Edition, O’Reilly, Sebastopol. »» Elkner J., Downey A. B., Meyers C.: Learning with Python 2nd Edition, OpenBookProject. »» URL-1: http://www.python.org/ (15.01.2010.). »» URL-2: http://docs.python.org/ modindex.html (15.01.2010.). »» URL-3: http://geochalkboard. wordpress.com/2008/02/05/scriptingyour-arcgis-geoprocessing-tasks-part-1/ (15.01.2010.). »» URL-4: http://arcscripts.esri.com/ (15.01.2010.). »» URL-5: http://pypi.python.org/pypi/ xlrd (15.01.2010.). »» URL-6: http://oreilly.com/catalog/ pythonwin32/chapter/ch12.html (15.01.2010.). »» URL-7: http://www.clarklabs. org/support/IDRISI-ApplicationsProgramming-Interface.cfm (15.01.2010.). E