152VTVG Výuka v terénu z vyšší geodézie

Anotace

Výuka v terénu z vyšší geodézie se koná v obvyklé a časem prověřené lokalitě Starého Města pod Sněžníkem.

Termín

Výuka se koná ve zkouškovém období v termínu od 1.6.2012 (pátek, příjezd) do 7.6.2012 (čtvrtek, odjezd).

Vyučující

• Ing. Jana Kuklíková
• prof. Leoš Mervart
• Ing. Zdeněk Vyskočil
• Ing. Jan Holešovský
• Ing. Zdeněk Lukeš (vedoucí výuky)

Program

Procvičované úlohy:

• Triangulace a trilaterace na velké vzdálenosti (TRG)
• Určení průběhu kvazigeoidu (GEO)
• Obnova a zaměření nivelačního pořadu velmi přesnou nivelací (VPN)
• Určení směrníku gyroteodolitem, gravimetrická měření (doplňkové úlohy pro TRG a VPN) (G+G)

(VYP: výpočetní den)

	1.den	2.den	3.den	4.den	5.den
Skupina 1	TRG	GEO	VPN	G+G	VYP
Skupina 2	G+G	TRG	GEO	VPN	VYP
Skupina 3	VPN	G+G	TRG	GEO	VYP
Skupina 4	GEO	VPN	G+G	TRG	VYP

Organizační pokyny

Kdy výuka začíná a končí?

Nástup na výuku je v 18:00 dne 1.6., začíná se večeří, po večeři budete seznámeni s průběhem výuky. Výuka končí poslední den (7.6.) snídaní.

Jak bude výuka probíhat?

Výuka je rozdělena na dvě části: měřickou část a jeden výpočetní den. Měřické práce probíhají v blízkém a především vzdáleném okolí Starého Města.

Sraz je vždy v 8:00 ráno u skladu. Poté, co měřické čety převezmou materiál, vyráží do terénu:

• VPN: auty (nebo autobusem v 6:47) do Seninky
• TRG: pěšky na přidělený bod sítě
• GEO: pěšky, vlakem, autobusem, autem na přidělenou část pořadu Hanušovice-Kladské sedlo.
• G+G: jedna čety zůstáva v táboře u gyroteodolitu, druhá vyráží s VPN. Odpoledne se prohodí.

Návrat do tábora okolo 16:00 (velmi záleží na počasí). Protože měření probíhají v terénu, je oběd nahrazen balíčkem. Teplý oběd bude až ve výpočetním dni. Po večeři (nebo v jinou dobu podle domluvy) bude ještě informační schůzka k úloze pro další den.

Množství zpracovávaných dat bude značné, stejně jako množství požadovaných výstupů. Nepočítejte proto s tím, že byste zvládli vše dokončit již během výuky a rezervujte si alespoň dva další dny pro dokončení výpočtů a technických zpráv.

Poslední termín pro odevzdání vypracovaných technických zpráv je středa 13.6.2012!

Jak zaplatit?

Cena za ubytování a stravu během výuky (na část přispívá fakulta) je

• 1010 Kč (včetně snídaně ve čtvrtek 7.6.)
• 970 Kč (poslední jídlo je večeře ve středu 6.6.)

Peníze vybereme v hotovosti během úvodní instruktáže.

Co s sebou?

• Oblečení do zimy a vlhka, dobrý je deštník.
• Oblečení do vedra, dobrý je opalovací krém.
• Výstražnou vestu.
• Svinovací metr 5 m (bude potřeba při TRG, GEO, stačí jeden pro dvojici).
• Pásmo 30 m (bude potřeba při nivelaci, stačí jedno pro čtveřici)
• Křídy (cca 3 na osobu).
• Výpočetní techniku (matlab/octave, SW pro jednoduché kreslení, export do PDF).
• Budete (kromě jiného) redukovat měřené délky, směry (směrové korekce), zobrazovat body v Křovákově zobrazení, transformovat souřadnice (XYZ)<-->(fi, lambda, Hel), vyrovnávat apod. Máte-li již nějaké hotové programy, vemte si je.
• Desky na zápisníky, psací potřeby a papíry nebo sešity pro dělání poznámek v terénu.
• Budete nosit značné množství vybavení, je důležité mít velké batohy.
• Kolečkové brusle (úsek Seninka-St.Město je krásný asfalt a minimální provoz). Doporučeno ochranné vybavení!
• Plavky, v táboře je vyhřívaný bazén (ale loni ani předloni nefungoval).

Rozdělení do skupin:

Viz http://athena.fsv.cvut.cz/VTVG/Skupina.php . V rámci rozdělení do skupin uveďte, jaký typ stravy požadujete. Rozdělování do skupin bude uzavřeno v neděli 20.5., po tomto datu již nebude možné údaje měnit.

Bezpečnost práce

Před zahájením výuky budete nuceni podepsat bezpečnost práce. Více bude řečeno během úvodní instruktáže.

Zadání úloh

VPN: Obnova a zaměření nivelačního pořadu velmi přesnou nivelací

V rámci úlohy bude provedena obnova části nivelačního pořadu II.řádu Z7ab Žleb-Kunčice v úseku Nová Seninka-Kladské sedlo. V rámci obnovy budou:

• v případě nutnosti zřízeny nové nivelační body;
• nově určena převýšení jednotlivých oddílů metodou VPN pomocí digitálního nivelačního přístroje fy Leica a latí s čárovým kódem; měřená převýšení budou převedena do systému Bpv;
• nově vytvořeny nivelační údaje ke všem bodům měřeného úseku.

Technická zpráva bude obsahovat:

• výpis dat ze záznamníku nivelačního přístroje a zhodnocení dosažené přesnosti;
• výpočet tíhových anomálií Fayových (velikost tíhového zrychlení v dané lokalitě z vlastního gravimetrického měření);
• výpočet normálních výšek;
• kompletně zpracované zápisníky nivelačních údajů pro jednotlivé body zaměřené části pořadu.

Zápisník nivelačních údajů je k dispozici zde

GEO: Určení průběhu kvazigeoidu

Určete průběh kvazigeoidu v profilu vedeném podél nivelačního pořadu II.řádu Z7ab Žleb-Kunčice pomocí GPS-nivelace. Dosažené výsledky budou použity k otestování modelu kvazigeoidu CR2005 v dané oblasti.

Na profilu realizovaném dočasně stabilizovanými body a vedeném podél nivelačního pořadu Z7ab (úsek Vysoké Žibřidovice - Kladské sedlo vymezený body Z7ab-9 a Z7ab-45) určete pro jednotlivé body profilu elipsoidické souřadnice (polohu a výšku) v systému ETRS89 (realizace ETRF2000) a normální výšku v systému Bpv. Elipsoidické souřadnice zaměřte pomocí technologie GPS statickou metodou. Normální výšku bodů profilu určete technickou nivelací z blízkých bodů nivelačního pořadu Z7ab.

V úseku Nová Seninka - Kladské sedlo (úsek nivelačního pořadu Z7ab vymezený body Z7ab-33 a Z7ab-45) bude GPS-nivelace navázána na prováděnou obnovu nivelačního pořadu Z7ab Žleb-Kunčice (úloha VPN). V tomto úseku využijte nově určené normální výšky připojovacích nivelačních bodů z provedené obnovy pořadu. Ve zbylé části profilu (úsek Vysoké Žibřidovice - Nová Seninka) převezměte normální výšky bodů z nivelačních údajů.

Získané hodnoty odlehlosti kvazigeoidu porovnejte pro body vašeho profilu s hodnotami modelu kvazigeoidu CR2005.

Technická zpráva bude odevzdána za celou skupinu a bude obsahovat:

• abecední seznam členů měřických čet zodpovědných za jednotlivé úseky profilu;
• stručný postup měřických prací a provedeného zpracování;
• adjustované zápisníky nivelačního připojovacího měření;
• protokol o zpracování GPS observací;
• souřadnice bodů profilu v ETRF2000;
• výpočet a odhad přesnosti odlehlosti kvazigeoidu na bodech profilu;
• zobrazení průběhu odlehlosti kvazigeoidu podél zaměřeného profilu;
• porovnání dosažených hodnot odlehlosti kvazigeoidu s hodnotami modelu kvazigeoidu CR2005 (numericky i graficky).

TRG: Triangulace a trilaterace na velké vzdálenosti

• Text zadání
• Mapa se zakreslenou polohou stanovisek.

Další informace

Zpracování GNSS dat

Zpracování GNSS dat je věnována samostatná stránka

TRG: Triangulace a trilaterace na velké vzdálenosti

• Pohledy ze Štvanice.
• Pro centraci měřených úhlů použijte následující přibližné souřadnice bodů sítě VTVG:
• Měřené délky je třeba opravit o součtovou konstantu hranolu.
  • Pro excentricity měřené na minihranol (+17,5mm) platí: správná délka = měřená + 17,5 mm
  • Pro délky měřené na hranol Zeiss (+28 mm) platí: správná délka = měřená + 28 mm
• Čas zobrazovaný GPS přístrojem Garmin je UTC+2h tedy SELČ.
• Předzpracovaná měření z triangulace, trilaterace a určování azimutu dejte k dispozici kolegům ze skupiny a vyučujícím v tomto

formátu.

• Výše uvedená data uložte do souboru, který pojmenujte: <cislo skupiny>_<cislo bodu>_<cislo verze>.txt, např.:

1_1004_1.txt

a uložte je do příslušného podadresáře na FTP serveru. Soubor s daty musí být na server uložen nejpozději v 8:00 dne následujícího po dni měření.

• Zde naleznete tabulky pro výpočet relat. vlhkosti vzduchu z měřené suché a vlhké teploty. První tabulka, druhá a třetí
• GNSS měření z bodů triangulační sítě jsou k dispozici ve formátu RINEX.
  • K dispozici jsou soubory z bodů sítě (1001-1005), ze stanice CSUM sítě CZEPOS a ze stanice STAM (umístěna na panelovém domě nad náměstím ve Starém Městě) z geodynamické sítě GEONAS.
  • Postup výpočtu: protože je výhodné zpracovávat krátké vektory, souřadnice bodů triangulační sítě budou určeny z vektorů vzhledem k stanici STAM. Stanice STAM bude připojena na stanici CSUM.
  • Během výpočtu je třeba věnovat pozornost použitým typům antén a zavést správné hodnoty odsazení fázového centra. Soubory ANTEX s definicí polohy fázového centra naleznete ve stejném adresáři.
  • Navigační údaje je možné získat z archivu CDDIS. Dále pokračujte do adresáře pro příslušný rok a dále i den v roce. Například pro 30.5.2011 je soubor s navigačními údaji uložen v adresáři [1]. Název souboru je vždy 'hourDDD0.YYn' (DDD - číslo dne, YY - označení roku).

GEO: Určení průběhu kvazigeoidu

• Nivelační měření:
  • Pro každou měřickou četu budou potřeba cca 2 zápisníky technické nivelace (vybavenost zápisníky si zajišťuje každá četa samostatně).
  • Přehledku celého nivelačního pořadu Z7ab včetně potřebných nivelačních údajů pro vyhledání bodů dostanete zapůjčenu. Nalezení některých nivelačních bodů pořadu může být obtížné, proto se můžete dopředu seznámit s fotografiemi jednotlivých nivelačních bodů, podél nichž bude veden váš profil, zde. Na uvedeném odkazu je též k dispozici textový soubor se seznamem již neexistujících bodů pořadu, které proto budou z měření vypuštěny, příp. nahrazeny body jinými. Podrobnější informace obdržíte při instruktáži před vlastním měřením.
• Model kvazigeoidu CR2005 daný odlehlostmi od elipsoidu GRS80 v pravidelné síti je k dispozici zde.
• GNSS měření:
  • Stažení dat z GNSS přijímačů probíhá přes USB kabel pomocí programu PC-CDU, podrobný návod viz "Stahování dat z přístrojů Topcon HiPer+" na stránkách 152VGP.
  • Data z přijímačů TOPCON jsou ukládána ve formátu TPS. Pro zpracování v běžných software je potřeba tyto tps-soubory převést do standartního formátu RINEX (např. v software LGO data ve formátu TPS načíst nelze). Pro konverzi použijte program TPS2RIN, který spustíte z příkazové řádky; návod k použití je na témže odkazu.
  • Měřenou šikmou výšku GNSS přijímače k SHMM (Slant Height Measure Mark) nad bodem profilu převedete na vertikální výšku k ARP (Antenna Reference Point) na základě parametrů použité antény Topcon HiPer+, viz obr. Vzhledem k ARP je udávána poloha fázového centra, kterou pro použitý typ antény naleznete v souboru ve formátu antex igs08.atx.
  • Observační data z referenční stanice STAM (permanentní GNSS stanice Ústavu struktury a mechaniky hornin AV ČR) ve formátu (RINEX/TPS - bude upřesněno) naleznete v adresáři data_stam. Na stanici STAM je anténa TPSCR3_GGD CONE.
  • Připojení jednotlivých vektorů (STAM - bod profilu) do souřadného systému ETRF2000 bude provedeno přes permanentní stanici CSUM sítě CZEPOS (vektor CSUM - STAM). Observační data ze stanice CSUM (Šumperk) jsou ke stažení zde. Souřadnice stanice CSUM včetně výšky ARP (Antenna Reference Point) nad referenčním bodem stanice naleznete na stránkách Czeposu. Na Czeposu taktéž najdete typ antény a její polohu fázového centra (PCO - Phase Center Offset) vzhledem k ARP pro stanici CSUM. Věnujte pozornost hodnotám jak pro frekvenci L1, tak pro L2. Je též možno použít kalibrační soubor dané antény (CSUM.atx), obsahující kromě PCO taktéž variace fázového centra (PCV - Phase Center Variations).
  • Navigační údaje (broadcast ephemeris) je možné získat např. z archivu CDDIS. Dále pokračujte do adresáře pro příslušný rok a dále i den v roce. Např. pro 2.6.2012 je soubor s navigačními údaji uložen v adresáři ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/pub/gps/data/hourly/2012/154/. Název souboru je vždy 'hourDDD0.YYn.Z' (dráhy GPS družic) a 'hourDDD0.YYg.Z' (dráhy družic GLONAS), kde DDD je číslo dne v roce (DOY - day of year) a YY je označení roku. Pro zjištění DOY je možno použít GNSS Calendar. Pro Z-dekompresi je možno použít např. program gzip, který spustíte z příkazové řádky; návod k použití je na témže odkazu.

Stahování dat z přístrojů Leica NA3003 a Leica TC1700

Návod na stahování dat.

Odevzdávání úloh

• Soubory s daty pro úlohu TRG musí být odevdány nejpozději 14.6. Snažte se maximálně dodržet předepsaný formát, jestliže jste data již odevzdali v chybném formátu, opravte je a odevzdejte znovu.
• Posledním možným termínem odevzdání technických zpráv je středa 13.6.
• Způsob odevzdání TZ pro jednotlivé úlohy:
  • TRG:
    • V papírové podobě, vhodně svázané (-> Lukeš, Vyskočil).
  • GNSS (výpočet souřadnic z GNSS měření):
    • V PDF, do adresáře na FTP serveru.
    • Jméno PDF souboru: gnss_<cislo skupiny><označení podskupiny>_<cislo verze>.txt, např. pro skupinu '1', podskupina 'a', číslo verze '1': gnss_1a_1.txt
    • Označení podskupin 'a' resp. 'b' si nějak se mezi sebou dohodněte.
  • GEO:
    • V papírové podobě, vhodně svázané (-> Holešovský).
  • VPN:
    • V papírové podobě, vhodně svázané (-> Kuklíková ev. možno zanechat v B917) s obsahem viz výše v zadání úloh.

Jestliže ukládání na FTP server nefunguje, není jasný způsob pojmenování souboru atd., nenahrávejte soubory jinam ani pod vymyšleným jménem, ale zeptejte se (my chybu opravíme, dotaz zodpovíme). Jinak bude na serveru šílený "binec".

Hodnocení

Hodnocení není zatím k dispozici.