Uspostava geodetske osnove za posebne namjene

8/10/2019 Uspostava geodetske osnove za posebne namjene

1/153

SVEUILITE U ZAGREBU

GEODETSKI FAKULTET

Rinaldo Paar, dipl. ing. geod.

Uspostava geodetske osnove za posebne namjene

Magistarski rad

Zagreb, 2006.


2/153

UNIVERSITY OF ZAGREB

FACULTY OF GEODESY

Rinaldo Paar, dipl. ing. geod.

Establishment of geodetic basis for special purposes

Master thesis

Zagreb, 2006.


3/153

Paar, R. Magistarski rad

iii

I. AUTOR

Ime i prezime: Rinaldo Paar

Datum i mjesto roenja: 05.05.1975.

Sadanje zaposlenje: Asistent na Geodetskom fakultetuSveuilita u Zagrebu

II. MAGISTARSKI RAD

Naslov:Uspostava geodetske osnove za posebnenamjene

Broj stranica: 153

Broj priloga: 4

Broj tablica: 43

Broj slika: 44Broj bibliografskih podataka: 78

Ustanova i mjesto gdje je rad izraen: Geodetski fakultet Sveuilita u Zagrebu

Znanstveno podruje: Tehnike znanosti

Znanstveno polje: Geodezija

Znanstvena grana: Primijenjena geodezija

Mentor / komentor:Prof. dr. sc. Gorana Novakovi

Prof. dr. sc. Zdravko Kapovi

Oznaka i redni broj rada: 88

III. OCJENA I OBRANA

Datum prijave teme: 08.07.2004.

Datum sjednice Fakultetskog vijea nakojoj je magistarski rad prihvaen:

23.02.2006.

Sastav povjerenstva koje je ocijenilorad:

Prof. dr. sc. Sinia MasteliIvi

Prof. dr. sc. Gorana Novakovi


Datum obrane rada: 03.03.2006.

Sastav povjerenstva pred kojim jebranjen magistarski rad:

Prof. dr. sc. Sinia MasteliIvi

Prof. dr. sc. Gorana Novakovi



4/153


iv

mojem ocu i mojoj majci


5/153


v

Prije svega posebno se zahvaljujem svojim mentorima prof. dr. sc. Gorani Novakovi i

prof. dr. sc. Zdravku Kapoviu na velikoj i nesebinoj pomoi, te korisnim strunim i svimdrugim savjetima koji su mi pomogli u izradi magistarskog rada.

Isto tako zahvaljujem se i prof. dr. sc. Sinii Masteliu na korisnim primjedbama isugestijama.

Jednako tako elim se zahvaliti i svojem kolegi Anti Marendiu, dipl. ing. na itanju rada,savjetima i primjedbama te velikoj podrci koju mi je pruao u svim fazama izrade rada;no sikiriki my friend!

Na kraju najvee hvala elim rei svojim roditeljima bez kojih sve ovo, a i ono to slijedi

ne bi bilo mogue. Oni su me stvorili i omoguili mi da postanem to to jesam, te su uvijekbili moji uzori na ovaj ili onaj nain


6/153


vi

S A D R A J

1

UVOD ........................................................................................................................... 1

1.1

MOTIVACIJA............................................................................................................................. 1

1.2

HIPOTEZA................................................................................................................................. 1

1.3

PRETHODNA ISTRAIVANJA..................................................................................................... 2

1.4

ORGANIZACIJA MAGISTARSKOG RADA.................................................................................... 3

2

GEODETSKA OSNOVA ............................................................................................ 4

2.1

GEODETSKA OSNOVA ZA POSEBNE NAMJENE.......................................................................... 4

2.2GLAVNE ZNAAJKE GEODETSKE OSNOVE ZA POSEBNE NAMJENE........................................... 5

2.3

PRIMJENA GEODETSKE OSNOVE ZA POSEBNE NAMJENE.......................................................... 5

2.3.1 Mostovi ..................................................................................................................................... 6

2.3.2 Tuneli ........................................................................................................................................ 8

3

USPOSTAVA GEODETSKE OSNOVE ZA POSEBNE NAMJENE .................. 11

3.1

PROJEKT GEODETSKE OSNOVE............................................................................................... 11

3.1.1 Zahtijevana tonost - kako je izraziti i koliko ona iznosi? ...................................................... 13

3.1.2 Oblici geodetskih mrea ............................................................ .............................................. 14

3.1.3

Plan opaanja toaka geodetske mree.................................................................................... 20

3.2

IZVEDBA GEODETSKE OSNOVE............................................................................................... 20

3.2.1 Rekognosciranje terena ........................................................................................................... 20

3.2.2 Stabilizacija toaka ........................................................... ....................................................... 21

3.2.3 Kalibracija mjerne opreme ...................................................................................................... 24

3.2.4

Izmjera visinske geodetske osnove ......................................................................................... 26

3.2.5 Izmjera horizontalne geodetske osnove terestrikim metodama ............................................. 26

3.2.6 GPS izmjera ............................................................................................................................ 27

3.3

ANALIZA GEODETSKE OSNOVE.............................................................................................. 35

3.3.1 Analiza tonosti mjerenja ............................................................... ......................................... 36

3.3.2 Procjena tonosti mjerenja a priori......................................................................................... 37

3.3.3 Korekcije i redukcije mjerenja ................................................................................................ 40

3.3.4

Procjena tonosti mjerenih veliina nakon izmjere - a posteriori........................................... 49

4

IZJEDNAENJE GEODETSKE OSNOVE ZA POSEBNE NAMJENE ........... 51

4.1

IZJEDNAENJE PO POSREDNIM MJERENJIMA -GAUSS-MARKOVLJEV MODEL........................ 51

4.2DEFEKT GEODETSKE OSNOVE................................................................................................ 52

4.3DATUM GEODETSKE OSNOVE................................................................................................. 52

4.3.1 Defekt datuma geodetske osnove .............................................................. .............................. 53

4.3.2 Definiranje datumskih parametara geodetske osnove ............................................................. 53

4.4

IZJEDNAENJE SLOBODNE GEODETSKE OSNOVE.................................................................... 56

5 KRITERIJI I OPTIMIZACIJA KVALITETE GEODETSKIH OSNOVA ZAPOSEBNE NAMJENE .............................................................................................. 57

5.1KRITERIJI ZA OCJENU KVALITETE GEODETSKE OSNOVE ZA POSEBNE NAMJENE.................... 57

5.1.1

Preciznost geodetske mree .................................................................................................... 57

5.1.2 Pouzdanost geodetske mree ......................................................................... .......................... 60


7/153


vii

5.1.3 Metode odreivanja grubo pogrenih mjerenja nakon izjednaenja ....................................... 66

5.1.4 Osjetljivost geodetske mree ............................................................... .................................... 68

5.1.5 Ekonominost geodetske mree .............................................................................................. 68

5.2

OPTIMIRANJE GEODETSKE OSNOVE ZA POSEBNE NAMJENE................................................... 68

6

REZULTATI I ANALIZA USPOSTAVLJENIH GEODETSKIH OSNOVA ZAPOSEBNE NAMJENE .............................................................................................. 71

6.1

PROGRAMSKI PAKET GPSURVEY........................................................................................... 71

6.1.1

Unos i obrada GPS mjerenja - GPLoad modul ....................................................................... 72

6.1.2

Unos i obrada terestrikih mjerenja - Terrestrial observations modul ..................................... 72

6.1.3

Transformacija koordinata ...................................................................................................... 75

6.2

GEODETSKA OSNOVA ZA REKONSTRUKCIJU STAROG MASLENIKOG MOSTA....................... 75

6.2.1

Izjednaenje GPS mjerenja bez utjecaja danih veliina - slobodna mrea .............................. 78

6.2.2

Izjednaenje terestrikih mjerenja bez utjecaja danih veliina - slobodna mrea ................... 79

6.2.3 Izjednaenje GPS i terestrikih mjerenja bez utjecaja danih veliina - slobodna mrea ......... 80

6.2.4

Izjednaenje GPS mjerenja s minimalnom prisilom ............................................................... 81

6.2.5 Izjednaenje GPS i terestrikih mjerenja s minimalnom prisilom .......................................... 82

6.2.6 Analiza ostvarenih rezultata geodetske osnove za rekonstrukciju starog Maslenikog mosta 83

6.3GEODETSKA OSNOVA ZA REKONSTRUKCIJU MOSTA PREKO RIJEKE SAVE KOD JASENOVCA. 84

6.3.1 Izjednaenje GPS mjerenja bez utjecaja danih veliina - slobodna mrea .............................. 85

6.3.2 Izjednaenje terestrikih mjerenja bez utjecaja danih veliina - slobodna mrea ................... 86

6.3.3 Izjednaenje GPS i terestrikih mjerenja bez utjecaja danih veliina - slobodna mrea ......... 87

6.3.4 Izjednaenje GPS mjerenja s minimalnom prisilom ............................................................... 88

6.3.5 Izjednaenje GPS i terestrikih mjerenja s minimalnom prisilom .......................................... 89

6.3.6 Analiza ostvarenih rezultata geodetske osnove za rekonstrukciju mosta preko rijeke Save kod

Jasenovca ................................................................................................................................ 906.4

GEODETSKA OSNOVA ZA IZGRADNJU TUNELA MALA KAPELA.............................................. 91

6.4.1

Izjednaenje mjerenja bez utjecaja danih veliina - slobodna mrea ...................................... 92

6.4.2

Izjednaenje mjerenja s minimalnom prisilom ................................................................ ........ 94

6.4.3 Analiza ostvarenih rezultata geodetske osnove za izgradnju tunela Mala Kapela .................. 97

6.5

GEODETSKA OSNOVA ZA IZGRADNJU VIJADUKTA ZEEVE DRAGE....................................... 98

6.5.1

Izjednaenje mjerenja s minimalnom prisilom ................................................................ ........ 98

7

ZAKLJUAK .......................................................................................................... 100

8

LITERATURA ........................................................................................................ 102

PRILOZI

IVOTOPIS


8/153


viii

Popis tablica

TABLICA 3.1.MINIMALNO ZAHTIJEVANA RELATIVNA TONOST DULJINA............................. 14

TABLICA 3.2.KOREKCIJE I REDUKCIJE RAUNATE ZA RAZLIITE DULJINE D(M) .................. 47TABLICA 4.1.DATUMSKI PARAMETRI I DEFEKT DATUMA GEODETSKIH MREA..................... 53

TABLICA 4.2.MINIMALNI BROJ PARAMETARA ZA ODREIVANJE DATUMA........................... 54

TABLICA 4.3.DATUMSKI PARAMETRI SADRANI U OPAANJIMA.......................................... 54TABLICA 5.1.BROJ PREKOBROJNIH MJERENJA FIU GEODETSKIM MREAMA (CASPARY 1988)

..................................................................................................................................... 63TABLICA 5.2.MJERE I KRITERIJI UNUTARNJE I VANJSKE POUZDANOSTI................................ 64

TABLICA 5.3.STUPANJ KONTROLE MJERENJA U OVISNOSTI OD VRIJEDNOSTI RI.................... 65TABLICA 6.1.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA.............................. 78

TABLICA 6.2.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI.................................................. 78TABLICA 6.3.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA.............................. 79TABLICA 6.4.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI.................................................. 79TABLICA 6.5.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA.............................. 80

TABLICA 6.6.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI.................................................. 80

TABLICA 6.7.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA.............................. 81TABLICA 6.8.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI.................................................. 81

TABLICA 6.9.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA.............................. 82TABLICA 6.10.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI................................................ 82

TABLICA 6.11.ANALIZA OSTVARENIH REZULTATA.............................................................. 83TABLICA 6.12.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA............................ 85TABLICA 6.13.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI................................................ 85

TABLICA 6.14.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA............................ 86TABLICA 6.15.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI................................................ 86

TABLICA 6.16.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA............................ 87

TABLICA 6.17.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI................................................ 87

TABLICA 6.18.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA............................ 88

TABLICA 6.19.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI................................................ 88TABLICA 6.20.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA............................ 89TABLICA 6.21.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI................................................ 89

TABLICA 6.22.ANALIZA OSTVARENIH REZULTATA.............................................................. 90TABLICA 6.23.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA............................ 92

TABLICA 6.24.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI................................................ 92TABLICA 6.25.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA............................ 93

TABLICA 6.26.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI................................................ 93




TABLICA 6.33.ANALIZA OSTVARENIH REZULTATA.............................................................. 97TABLICA 6.34.KOORDINATE TOAKA S ELEMENTIMA ELIPSI POGREAKA............................ 99TABLICA 6.35.ANALIZA OSTVARENE RELATIVNE TONOSTI................................................ 99


9/153


ix

Popis slika

SLIKA 2.1.MOSTOVI ............................................................................................................... 6

SLIKA 2.2.TUNELI .................................................................................................................. 8SLIKA 3.1.FAZE USPOSTAVE GEODETSKE MREE................................................................. 11

SLIKA 3.2.(A)HOMOGENA,(B)IZOTROPNA,(C)TE HOMOGENA I IZOTROPNA GEOD.MREA. 13

SLIKA 3.3.VISINSKA MREA................................................................................................. 14SLIKA 3.4.GEODETSKI ETVEROKUT.................................................................................... 15

SLIKA 3.5.DVOSTRUKI GEODETSKI ETVEROKUT I LANAC GEODETSKIH ETVEROKUTA...... 15SLIKA 3.6.LANAC TROKUTA................................................................................................ 15

SLIKA 3.7.MREA TROKUTA ................................................................................................ 16SLIKA 3.8.CENTRALNI SUSTAVI........................................................................................... 16

SLIKA 3.9.DVOSTRUKI CENTRALNI SUSTAV I LANAC CENTRALNIH SUSTAVA....................... 16SLIKA 3.10.KOMBINACIJA GEODETSKOG ETVEROKUTA I CENTRALNOG SUSTAVA.............. 16SLIKA 3.11.RADIJALNI OBLIK GPSGEODETSKE MREE....................................................... 17SLIKA 3.12.ZATVORENE MREE ........................................................................................... 17

SLIKA 3.13.GEODETSKI ETVEROKUT ZA POTREBE GRADNJE MOSTA................................... 18

SLIKA 3.14.OBLICI MREA ZA POTREBE GRADNJE MOSTA.................................................... 18SLIKA 3.15.SKICA STABILIZACIJE TOKE............................................................................. 22

SLIKA 3.16.SKICA PLOE SA UREAJEM ZA PRISILNO CENTRIRANJE.................................... 22SLIKA 3.17.SKICA REPERA ................................................................................................... 23

SLIKA 3.18.FOTOGRAFIJA TOKE GEODETSKE MREE NA "STAROM"MASLENIKOM MOSTU..................................................................................................................................... 24

SLIKA 3.19.KONFIGURACIJA TESTNOG POLJA ZA MJERENJE HORIZONTALNIH PRAVACA. ..... 25

SLIKA 3.20.KONFIGURACIJA TESTNOG POLJA ZA MJERENJE HORIZONTALNIH DULJINA. ....... 25SLIKA 3.21.PRINCIP GPSPOZICIONIRANJA.......................................................................... 27

SLIKA 3.22.GEOMETRIJSKA INTERPRETACIJA FAZNIH MJERENJA UDALJENOSTI................... 28

SLIKA 3.23.PRINCIP APSOLUTNOG (LIJEVO)I RELATIVNOG (DESNO)POZICIONIRANJA......... 31

SLIKA 3.24.(A)PRECIZNO A NETONO,(B)TONO A NEPRECIZNO,(C)TONO I PRECIZNO. .. 36

SLIKA 3.25.SASTAVNICE TONOSTI..................................................................................... 37SLIKA 3.26.PUTANJA SVJETLOSNOG VALA........................................................................... 43SLIKA 3.27.KOREKCIJA ZBOG REFRAKCIJE........................................................................... 43

SLIKA 3.28.REDUKCIJA KOSE ILI HORIZONTALNE DULJINE NA REFERENTNI ELIPSOID.......... 44SLIKA 3.29.DEFORMACIJE DULJINA KOD GAUSS-KRGEROVE PROJEKCIJE.......................... 46

SLIKA 4.1.POLOAJNA NESIGURNOST TOAKA MREE -KONVENCIONALNI DATUM............. 54SLIKA 4.2.POLOAJNA NESIGURNOST TOAKA MREE -OPTIMALNI DATUM........................ 55

SLIKA 5.1.STANDARDNA I PROIRENE ELIPSE POGREAKA................................................... 59

SLIKA 5.2.KLASIFIKACIJA POUZDANOSTI ............................................................................. 61SLIKA 6.1.GEODETSKA MREA I FOTOGRAFIJA "STAROG"MASLENIKOG MOSTA............... 76

SLIKA 6.2.TOPCON TURBO SII ............................................................................................. 77SLIKA 6.3.TOPCON GMT100 ............................................................................................... 77

SLIKA 6.4.WILDNA2 .......................................................................................................... 77SLIKA 6.5.GEODETSKA OSNOVA MOSTA PREKO RIJEKE SAVE KOD JASENOVCA................... 84

SLIKA 6.6.FOTOGRAFIJA RAZRUENOG MOSTA PREKO RIJEKE SAVE KOD JASENOVCA......... 84SLIKA 6.7.LEICA TC1600 .................................................................................................... 91SLIKA 6.8.SKICA MIKROTRIANGULACIJSKIH MREA I POLIGONSKOG VLAKA KOD TUNELA

MALA KAPELA ............................................................................................................. 91SLIKA 6.9.GEODETSKA OSNOVA I FOTOGRAFIJA VIJADUKTA ZEEVE DRAGE...................... 98


10/153


x

Saetak

Tematika ovog magistarskog rada su geodetske osnove za posebne namjene. Opisuje setijek realizacije geodetskih osnova za posebne namjene kroz sve faze uspostave.Objanjeni su temeljni teoretski pojmovi geodetskih osnova, s posebnim naglaskom na

specifinosti geodetskih osnova za posebne namjene. Posebno se obrauju geodetskeosnove uspostavljene za izgradnju mostova i tunela.

Objanjen je postupak izrade projekta, metode izmjere geodetskih osnova, nainstabilizacije toaka te je nadalje dan naglasak na analizu i izjednaenje geodetske osnove,kako bi se ostvarila precizna, pouzdana i homogena osnova. Kod geodetskih osnova za

posebne namjene cilj je ouvati relativne odnose izmeu toaka, odnosno postiihomogenost.

U praktinom djelu rada obrauju se uspostavljene geodetske osnove za rekonstrukcijumosta preko rijeke Save kod Jasenovca i starog Maslenikog mosta, te izgradnju vijadukta

Zeeve Drage i tunela Mala Kapela. Praktinim djelom pokualo se teorijske pretpostavkedokazati na konkretnim primjerima. Analizirani primjeri potvruju, odnosno dokazujuteorijske pretpostavke koje su izloene u ovom radu.

Abstract

The theme of this master's thesis is to present the geodetic basis for special purposes. Theestablishment of the geodetic basis is being described through all its phases. Thefundamental theoretical concepts of geodetic basis are illustrated, with special emphasis

put on the specific qualities of the geodetic basis for special purposes. The geodetic basisestablished for bridge and tunnel construction are described in particular.

The project making, surveying methods for the geodetic networks and the stabilization ofthe network points are described, with special attention given to the analysis andadjustment of the geodetic basis, in order to achieve precise, reliable, and homogenous

basis. The aim of the establishment of geodetic basis for special purposes is to preserverelative conditions between points, which means to achieve homogenous basis.

The elaboration of the established geodetic basis for the reconstruction of the Sava bridgenear the town Jasenovac, the old Maslenica bridge, as well as for the established geodetic

basis for the construction of the viaduct Zeeve Drage and Mala Kapela tunnel is beingdone in the practical part of the master's thesis. The aim of the practical part is to prove thetheoretical concepts by concrete examples. Analyzed examples demonstrate, respectively

prove theoretical concepts which are described in the master's thesis.


11/153


1

1 UVOD

Geodetska struka je nezamjenjiva prilikom projektiranja, gradnje i koritenja bilo kojeggraevinskog objekta. Glavna znaajka suvremenog graevinarstva je izrada velikih ikompleksnih objekata, koji prolaze faze od svoje zamisli, graenja, do realizacije i

praenja objekta u eksploataciji, pri emu su neophodni i znaajni geodetski radovi.

Geodetski radovi vezani za graenje jednog veeg graevinskog objekta obuhvaaju:izmjeru podruja za potrebe izrade ili dopune vepostojeih podloga, prenoenje objektana teren (iskolenje), praenje njegove izgradnje kako u poloajnom tako i u vertikalnomsmislu, izmjeru izvedenog objekta za potrebe katastra i zemljine knjige, te praenje

ponaanja objekta tijekom njegova koritenja.

Za obavljanje tih geodetskih radova neophodna je uspostava specifine geodetske osnove -mree toaka, koja e initi polaznu osnovu za sve navedene geodetske radove.

1.1 MOTIVACIJAZadnjih godina svjedoci smo velikih graevinskih radova diljem Republike Hrvatske.Osobno sam imao sreu sudjelovati, u okviru strunog rada na nekima od njih. Konkretno,radio sam na veini novo izgraenih autocesta i mostova u zadnje etiri godine. Od kojegsu znaaja ti veliki graevinski objekti nije potrebno naglaavati. Isto tako, danas vie nije

potrebno niti isticati ulogu geodetske struke u takvim radovima od opeg interesa. Sobzirom da se geodetska struka namee kroz sve faze izgradnje tih objekata, za koje jeneophodna uspostava specifine geodetske osnove, samim time se i nametnula ideja oizradi magistarskog rada koja bi obuhvatila sve faze uspostave geodetskih osnova za

potrebe izgradnje dotinih objekata.

1.2 HIPOTEZA

U magistarskom radu dat e se uvid u specifinosti geodetskih osnova za posebne namjenekroz sve faze njihove uspostave, s obzirom na steeno iskustvo na radovima rekonstrukcijemosta preko rijeke Save kod Jasenovca i starog Maslenikog mosta, te izgradnje vijaduktaZeeve Drage i tunela Mala Kapela. Napraviti e se obrada podataka mjerenjauspostavljenih geodetskih osnova, koji su dobiveni kombiniranim geodetskim metodamamjerenja - triangulacija, trilateracija i GPS. Za obradu mjerenja koristiti e se komercijalnisoftver GPSurvey.

Uspostava geodetske osnove moe se podijeliti u tri faze: projekt, izvedba i analiza.Projektom geodetske osnove potrebno je odrediti gdje e biti postavljene toke osnove(konfiguracija) i kako treba osnovu izmjeriti (planiranje izmjere) da bi postigli traenutonost koordinata toaka geodetske osnove. Prilikom izrade projekta potrebno je voditirauna o materijalnim trokovima, odnosno treba biti ekonomian. Izvedbom geodetskeosnove projekt postaje stvarnost. Izvodi se stabilizacija toaka i izmjera cijele osnove.

Nakon to je osnova izmjerena, njenom analizom je potrebno utvrditi udovoljavanjeprikupljenih geodetskih podataka odnosno rezultata obrade traenoj tonosti.

Optimalni projekt i analiza geodetske osnove dva su najvanija procesa prilikom njeneuspostave. Optimalnim projektom se eli ostvariti izmjera koja moe osiguratizadovoljenje svih postavljenih kriterija uspostave dotine geodetske osnove. Analizom


12/153


2

osnove se obrauju i analiziraju prikupljeni podaci nakon to je osnova izmjerena, kako bidobili pouzdane rezultate.

Kao rezultat, ovaj rad bi trebao dati preporuke za uspostavu geodetskih osnova za posebnenamjene kroz sve faze njihove uspostave. U tom cilju obaviti e se razliita ispitivanja

preciznosti i pouzdanosti rezultata primjenom satelitskih i terestrikih metoda izmjere.Rezultati tih istraivanja trebali bi dati ocjenu o najuinkovitijim i najprihvatljivijimmetodama izmjere geodetskih osnova za posebne namjene, kako bi ona bila homogena,izotropna, precizna i pouzdana a uz sve to i ekonomino realizirana za projekt kojem jenamijenjena.

1.3 PRETHODNA ISTRAIVANJA

Razvojem znanosti i tehnologije, razliite discipline su iskazale potrebu za mreamaadekvatno rasporeenih toaka za njihove potrebe, koje imaju poznate horizontalne ivertikalne koordinate (Kuang 1996). Izmeu ostalih, Vanicek i Krakiwsky 1986., govore

gdje se sve namee potreba za geodetskim mreama: prilikom izrade karata, markiranja iiskolenja svih vrsta granica, u GIS-u, hidrografiji, ekologiji, procjenjivanju mogunostipotresa, graevinskih projekata

Nacionalne osnovne geodetske mree slue kao temelj za izradu karata, katastar, GIS itehnike projekte. Meutim, za potrebe graevinarstva potrebno je dodatno proguivanjenacionalnih mrea kako bi se poboljale geometrijske osobine i pristup, te kako bi seosiguralo zadravanje potrebne relativne tonosti svih toaka (Kahmen 1999).

Geodetske osnove prema namjeni moemo podijeliti na lokalne (posebne), regionalne,dravne ili globalne (Kuang 1996). Predmet ovog rada su geodetske osnove za posebne

namjene.

Geodetska mrea je konfiguracija tri ili vie toaka koje su povezane terestrikimgeodetskim mjerenjima, astronomskim ili satelitskim mjerenjima (GPS) i njihovomkombinacijom (Novakovi 2005). Geodetsko pozicioniranje je postupak odreivanja

poloaja odnosno koordinata jedne, dvije ili grupe od tri ili vie toaka na zemlji, moru iliu zraku u odnosu na prethodno definirani koordinatni sustav, a ostvaruju se mjerenjimakoja povezuju nepoznate toke s tokama koje imaju poznate koordinate. Ovisno o brojunepoznatih toaka, geodetsko pozicioniranje se dijeli na pozicioniranje jedne toke,relativno i mreno pozicioniranje, kako bi odredili koordinate jedne toke, relativni poloaj

jedne toke u odnosu na drugu, i relativni poloaj izmeu grupe od tri ili vie toaka

(Vanicek i Krakiwsky 1986).

Prije nego se krene u izvoenje radova na nekom graevinskom projektu odnosno objektu,potrebno je obaviti prijenos projekta na teren. Prijenos projekta na teren naziva seiskolenje i vaan je sastavni dio geodetskih radova u graevinarstvu (Barry 1988).Postupak iskolenja zahtijeva najveu tonost kod geodetskih radova, te diktira tonostgeodetske osnove i instrumentarija s kojim e se izvoditi mjerenja.

Problemi koji se nameu prilikom projektiranja geodetske mree su njena konfiguracija, tekojim geodetskim metodama je mjeriti kako bi ostvarili potrebnu tonost. Svrha projekta ioptimiranja geodetske mree je napraviti najbolju konfiguraciju toaka i plan mjerenja,

kako bi se ostvarila zahtijevana tonost uz to manje trokova (Graferend 1974), (Cross1985), (Schmitt 1985), (Schaffrin 1985), (Kuang 1991).


13/153


3

1.4 ORGANIZACIJA MAGISTARSKOG RADA

U uvodu je dan kratki pregled dosadanjih radova s podruja geodetskih osnova. Takoerje navedena problematika kojom se rad bavi i to se njime eli postii.

Openiti pojmovi i pregled geodetskih osnova dan je u drugom poglavlju. Prikazane suglavne znaajke i primjena geodetskih osnova za posebne namjene, te je dan jedan kratakpregled mostova i tunela s obzirom da e se u radu govoriti o geodetskim osnovamauspostavljenim za mostove i tunele.

Tree poglavlje detaljno opisuje postupak uspostave geodetske osnove za posebnenamjene, kroz sve njene faze. Razrauje se tijek uspostave kroz izradu projekta, od odabiraoblika do plana opaanja geodetske osnove. Opisan je i nain izmjere toaka, koje suadekvatno stabilizirane kako bi se ostvarila zahtijevana tonost. Prilikom analize mjerenja

posebnu panju je potrebno posvetiti korekcijama i redukcijama mjerenja, te analizitonosti a priorii a posteriori.

Izjednaenje geodetske osnove izvodi se kako bi dobili najbolju procjenu traenih veliina(nepoznanica) - koordinate toaka geodetske mree, mjerenih veliina i pripadajuu ocjenutonosti, a izvodi se nakon to se uvedu sve korekcije i redukcije, te se uklone sistematske igrube pogreke velikog iznosa. Postupak izjednaenja prikazan je u etvrtom poglavlju.

Peto poglavlje prikazuje kriterije kvalitete i nain optimiranja geodetske osnove. Upostupku izrade projekta geodetske mree pokuava se pronai najoptimalnije rjeenje upogledu zadanog kriterija kvalitete - tonosti. Pod dobro projektiranom, odnosno tonommreom podrazumijeva se mrea koja zadovoljava kriterije preciznosti i pouzdanost, kojetreba ekonomino realizirati. Realizacija navedenih kriterija provodi se kroz sve faze

uspostave, te se naziva optimiranje.

Primjena navedenih teorijskih tvrdnji koje su izloene u svim prethodno navedenimpoglavljima prikazana je u estom poglavlju na primjerima uspostavljenih geodetskihosnova. Programski paket GPSurvey koji je koriten za obradu uspostavljenih geodetskihosnova takoer je prikazan u ovom poglavlju.

U sedmom poglavlju, odnosno zakljuku, temeljem provedenog istraivanja i krozpostupak uspostave geodetskih osnova za posebne namjene u navedenim primjerima, istiuse specifinosti geodetskih osnova za posebne namjene.

U osmom, zavrnom poglavlju magistarskog rada dan je prikaz koritene literature i URLadresa resursa s Interneta.


14/153


4

2 GEODETSKA OSNOVA

Sa geometrijskogaspekta, geodetska mrea se definira kao konfiguracija (razmjetaj) tri ilivie toaka na zemlji, koje su povezane ili terestrikim geodetskim mjerenjima (npr.horizontalni pravci, kutovi, azimuti, duljine, visinske razlike) ili astronomskim ili

satelitskim mjerenjima (npr. GPS) ili njihovom kombinacijom (Novakovi2005).

S obzirom na dimenzije koordinatnog sustava u kojem je prikazan poloaj toakageodetske mree, razlikuju se:

visinske mree- jednodimenzionalni model (1D),

horizontalne mree- dvodimenzionalni model (2D),

prostorne mree- trodimenzionalni model (3D).

Prema vrsti mjerenih veliina razlikuju se razliite metode uspostave geodetskih mrea:

terestrike- npr. triangulacija, trilateracija, precizna poligonometrija, precizni nivelman,

satelitske - GPS - globalni pozicijski sustav,

kombinacijeprethodno navedenih metoda.

Tijekom devetnaestog stoljea mnogo Europskih drava je uspostavilo nacionalne osnovnegeodetske mree metodom triangulacije, sa svrhom da poslue kao osnova topografskojizmjeri i katastru. Koristei trilateracijsku metodu, neke zemlje su sedamdesetih godina

dvadesetog stoljea poboljale mjerilo mrea. Krajem osamdesetih godina prolog stoljeapoela se koristiti GPS metoda izmjere za poboljanje kvalitete postojeih mrea i zauspostavu Meunarodnog terestrikog referentnog sustava (ITRF). Danas postojeenacionalne mree i ITRF slue kao osnova za izradu karata, katastar, GIS i tehnike

projekte (Kahmen 1999).

Osnovne geodetske mreekoriste se:

za rjeavanje problema znanstvenog dijela geodezije koji se bavi odreivanjemdimenzija, oblika i gravitacijskog polja Zemlje,

kao geometrijska osnova za izmjeru Zemljine povrine u cilju izrade planova i karata, za rjeavanje raznih inenjersko - tehnikih zadataka iz podruja primijenjene

geodezije,

kao geometrijska osnova na koju se oslanjaju druge geodetske mree koje su, u pogledutonosti, istog ili nieg reda.

2.1 GEODETSKA OSNOVA ZA POSEBNE NAMJENE

Krajem prve polovice prolog stoljea, izgradnjom izrazito sloenih graevinskih objekata,

industrijskih postrojenja, eksploatacijom ruda i sl., ukazala se potreba za uspostavomgeodetskih mrea koje su, za razliku od osnovnih, trebale ispuniti neke posebne zahtjeve.


15/153


5

Prvenstveni zahtjev je mnogo vea tonostizgradnje graevinskih objekata, jer su oni svesloeniji a dozvoljene tolerancije, radi utede materijala i ekonominosti, sve manje.Geodetske mree uspostavljene radi izmjere terena uglavnom ne mogu osigurati tonostiskolenja nekog objekta koja je zadana projektom. Osim toga nametnula se i potrebastalnog praenja pomaka i deformacijane samo izgraenih objekata vei prirodnih oblika

Zemljine povrine. Radi toga pristupilo se projektiranju novih, samostalnih geodetskihmrea koje se, zbog posebnih zahtjeva koje moraju zadovoljiti, nazivaju geodetske osnoveza posebne namjene.

2.2 GLAVNE ZNAAJKE GEODETSKE OSNOVE ZA POSEBNENAMJENE

Glavne znaajke geodetskih mrea posebnih namjena su:

samostalne (lokalne) - za objekte smjetene na manjem podruju ili gdje se trai velikatonost iskolenja i praenja pomaka (mostovi, brane, tuneli),

prikljuenena osnovnu mreu (poloajnu i visinsku) - za objekte smjetene na veempodruju gdje je potrebno meusobno povezivanje niza objekata, (hidroenergetskisustavi, regulacije vodotoka, regulacija gradova, komunikacije),

po veliiniprilagoene objektu koji se gradi ili dijelu Zemljine povrine iji se pomaciprate,

po obliku prilagoene: objektu koji se gradi, mogunosti stabilizacije toaka, vrstipredvienih mjerenja i standardima projektiranja,

homogene(sve su toke istog reda),

u postupku izjednaenjacjelina , tj. sve se toke izjednaavaju istovremeno.

2.3 PRIMJENA GEODETSKE OSNOVE ZA POSEBNE NAMJENE

Glavna primjena geodetskih osnova posebnih namjena je da poslue kao geodetska osnovaza iskolavanje objekata i odreivanja u prostoru, s najviom tonou, pomaka ideformacijaizgraenih i prirodnih objekata.

Geodetske osnove posebnih namjena nalaze primjenu kod slijedeih vrsta radova:

radova vezanih uz promet,

radova vezanih za graevinarstvo,

radova vezanih uz energetiku,

radova pri izradi projekta regulacije postojeih naseljai pri izgradnji novih naselja.

Kod radova vezanih uz promet geodetske mree posebnih namjena nalaze primjenuprilikom trasiranja eljeznikih pruga, cesta, autoputova, iskolenja osi mostova, tunela i

dr. U graevinarstvu geodetske mree posebnih namjena slue za izmjeru gradilita,velikih zgrada, stadiona, industrijskih postrojenja i sl. Prilikom izrade velikih energetskih


16/153


6

postrojenja geodetske mree posebnih namjena potrebne su za trasiranje odvodnih kanala,trasiranje dalekovoda, plinovoda, naftovoda, iskolenje brana

Geodetske mree koje se obrauju u ovom radu uspostavljane su za izgradnju mostova itunela. U nastavku e se dati nekoliko openitih pojmova i definicija vezanih za mostove i

tunele.2.3.1 Mostovi

Most je graevinski objekt za savladavanje prirodne ili umjetne prepreke, a ispod njega jeprolaz slobodan (slika 2.1).

Slika 2.1. Mostovi

Zapreke pruanju prometnice mogu biti razliite; vodotok, suha dolina, kanjon, uvala,morski tjesnac, rukavac, kanal, druga prometnica ili bilo kakav prostor odnosno zaprekaiznad koje je potrebno prevesti prometnicu ako to nije mogue (ili nije racionalno) ostvaritinjenim izravnim oslanjanjem o tlo ili na nasipu.

Mostovi preko prometnica nazivaju se nadvonjaci, a preko suhih dolina vijadukti.

Osnovni dijelovi mosta su:

gornji ustroj mosta (dijelovi mosta koji se nalaze iznad leita glavne rasponskekonstrukcije),

donji ustroj mosta (dijelovi mosta koji se nalaze ispod leita glavne rasponskekonstrukcije ili uz nju).

Naroito je potrebno dobro poznavati dijelove donjeg ustroja mosta (upornjaci, stupovi),jer su ovi dijelovi povezani s geodetskim mjerenjima i obiljeavanjima.

MOST KRKA "STARI" MASLENIKI MOST

MOST PREKO RIJEKE MIRNE DUBROVAKI MOST


17/153


7

Podjela meu mostovima nije jednoznana niti jedinstvena, a u prvom je redu ovisna okriterijima na temelju kojih se provodi, pa onda, ovisno o kriteriju podjele isti most moe

pripadati u vie grupa.

Vrste mostova prema namjeni (Radi2002):

pjeaki,

cestovni,

eljezniki,

akvadukti (za prevoenje tekuina),

kombinirani mostovi (za vie vrsta prometa istodobno),

industrijski mostovi (za kranove, prenosila, cjevovode, pomine trake).Vrste mostova prema poloaju u prostoru:

mostovi nad vodama,

vijadukti - mostovi nad suhim dolinama,

nadvonjaci - mostovi nad prometnicama.

Vrste mostova prema prijenosu optereenja:

gredni mostovi, max. raspon - 300m;

luni mostovi, max. raspon - 500m;

visei mostovi; max. raspon - 2000m;

ovjeeni mostovi; max. raspon - 1000m.

Vrste mostova prema materijalu od kojeg su izraeni:

masivni mostovi: mostovi od prirodnog kamena, mostovi od opeke, mostovi od betona,

mostovi od armiranog betona;

metalni mostovi: mostovi od lijevanog eljeza, mostovi od elika, mostovi od aluminija;

drveni mostovi: mostovi od klasine drvene grae, mostovi od lameliranih nosaa.

Vrste mostova prema dimenzijama:

propusti (otvor mosta manji od 5 m, ili ukupna duljina mosta manja od 10 m),

mali mostovi (otvora do 20 m),

srednji mostovi (otvora od 20 do 100 m),


18/153


8

vei mostovi (otvora od 100 do 300 m),

veliki mostovi (otvora preko 300 m).

2.3.1.1 Geodetski radovi pri gradnji mostova

Geodetski radovi pri gradnji mostova dijele se na:

pripremne radove s ciljem prikupljanja podataka i topografskih podloga za istraneradove i odreivanje mjesta preaska preko prepreke,

geodetske radove na prikupljanju podataka za izradu glavnog projekta mosta,

geodetske radove na iskolenju mosta,

geodetske radove u fazi gradnje mosta,

izmjeru (snimanje) nakon izgradnje - tehniki prijem,

odreivanje pomaka i deformacija u fazi eksploatacije mosta.

2.3.2 Tuneli

Tuneli su podzemne graevine u obliku cijevi otvorene na oba kraja, postavljenehorizontalno ili u blagom nagibu, spajaju dva dijela puta razdvojena preprekom koju nijemogue savladati na drugi nain. (slika 2.2). Kroz tunele se provodi prometnica;eljeznica, cesta, kanal ili vodni tok.

Slika 2.2. Tuneli

Najvei broj tunela u Hrvatskoj, kako najduih, tako i onih po veliini poprenog presjekado 28m, izraen je za potrebe eljeznikog prometa i prometa preko vode, a manji broj naautocestama i pjeakim putovima i ispod gradova. Uz mostove, tuneli se mogu svrstati unajsloenije inenjerske objekte za promet koji spajaju dva dijela prometnice razdvojene

preprekom.

Prema namjeni tuneli se dijele na (Grgi2003):

prometni - metro, cestovni, plovni,

Brdski tunel Podvodni tunel


19/153


9

hidrotehniki - dovodni i odvodni tuneli hidrocentrala,

komunalni - kanalizacijski, kolektori itd.,

tunele rudarske industrije - za eksploataciju rudnih nalazita.

Prema poloaju na terenu tunele dijelimo na:

brdske tunele,

podvodne tunele (ispod rijeka i zaljeva),

gradske tunele (ispod naselja).

Podjela tunela prema duljini:

mali tuneli - krai od 50 m,

kratki tuneli - 50-500 m,

srednji tuneli - 500-2200 m,

dugi tuneli - 2200-4000 m,

vrlo dugi tuneli, dui od 4000 m.

Podjela tunela prema sloenosti radova:

laki tuneli - kopaju se u kamenu, bez pritiska, bez podgraivanja i podziivanja,

teki tuneli - kopaju se u tronoj stijeni koja se raspada,

vrlo teki tuneli - kopaju se u zemlji, s vrlo jakim pritiscima, zahtijevaju jaku ikompliciranu podgradu i najsavjesnije zidanje.

Ovisno o nainu graenja tunela razvijeno je nekoliko metoda nazvanih po zemljama ukojima su prvi puta nale svoju primjenu, pa tako razlikujemo: belgijsku, austrijsku,englesku, njemaku, talijansku metodu itd. Kod klasinih metoda radovi uvijek poinjukopanjem jednog potkopa, te se one meusobno razlikuju redoslijedom kopanja potkopa u

tunelskom profilu. Osim toga postoji nain rada sistemom punog profila koji se najeeprimjenjuje u vrstom i postojanom materijalu (stijena) tako da se tokom radova buinekoliko minskih rupa koje se nakon toga ispunjavaju eksplozivnim materijalom. U tomsluaju se tunelski profil ne podgrauje ali se stijene ne ostavljaju dugo otvorene zbogatmosferskih utjecaja kako ne bi dolo do njihovog raspadanja.

Tunel je sastavni dio prometnice, te se njegova trasa iscrtava na karti sitnijeg mjerila, anain trasiranja ovisi o duini tunela. Kod kratkih tunela oblik osi tunela prilagoava se osi

prometnice. Kod dugakih tunela najprije se izabere poloaj tunela, a zatim se trasaprometnice na oba kraja tunela prilagoava trasi tunela. Prirodno je da su niski tunelinajdui, to najee znai i najskuplji. Kako bi se oni skratili tunel se moe projektirati navioj koti. Tunel se znatno skrauje projektiranjem na vioj koti, ali se zbog toga trasa

prometnice mora razvijati tako da bi se pod povoljnim usponom i padom mogla prikljuiti


20/153


10

na os tunela. Osim duine tunela, trokovi graenja ovise i od geolokog sastava terenakroz koji e se tunel probijati (vrsta stijene, nagib slojeva, itd.). Jaina podzemnih voda ideformacije tla koje one izazivaju i niz drugih faktora jednako tako utjeu na trasu tunela.Sve provedene analize trebaju otkloniti tekoe graenja tunela koje se mogu izbjei

pomicanjem njegove trase, kao i da omogue predvianje metode podgraivanja i kopanja.

Kada je trasa tunela utvrena, potrebno je obaviti opsena geoloka i geofizikaistraivanja da bi se provjerile pretpostavke o geolokom sastavu tla kroz koji se probijatunel. Na osnovu provedenih istraivanja trasa tunela se zadrava ili pomie, odnosnoutvruje se definitivna trasa tunela.

2.3.2.1 Geodetski radovi pri gradnji tunela

im je usvojena definitivna trasa tunela, svi daljnji radovi oko iskolenja njegove osiubrajaju se u visoko precizne geodetske radove. Za geodetske radove nain izgradnjetunela bitan je jer o njemu ovise metode rada, nain stabilizacije toaka i tonost mjerenja.Dozvoljeno odstupanje proboja tunela moe biti bitno vee pri izgradnji tunela metodom

potkopa, nego to je to sluaj pri kopanju tunela u punom profilu, budui da se u prvomsluaju nakon proboja moe korigirati kota nivelete, dok se u drugom proboj tunela moraostvariti u okviru unaprijed postavljenih zahtjeva tonosti.

Geodetski radovi vezani za tunelogradnju dijele se u dva dijela:

prvi dio podrazumijeva nadzemne geodetske radove koji prethode projektiranju, aobuhvaaju predradnje za idejni i glavni projekt - izmjera zemljita za potrebe izradegeodetske podloge.

drugi dio geodetskih radova obuhvaa nadzemne radove za odreivanje geodetske

mree radi izrauna elemenata iskolenja trase tunela, zatim geodetske radove u tunelukao to su iskolenje tunelske trase i objekata pod zemljom tijekom gradnje, te kontroluizgradnje. Ti geodetski radovi su posebno znaajni jer o njima ovisi kvaliteta graenja i

jamstvo proboja s zahtijevanom tonosti.


21/153


11

3 USPOSTAVA GEODETSKE OSNOVE ZA POSEBNENAMJENE

Prilikom uspostave geodetskih mrea za posebne namjene moraju se zadovoljiti kriterijitonosti kao i kod ostalih geodetskih mrea za koje se trai visoka tonost. Meutim, projektgeodetske mree koja e posluiti za posebne namjene mnogo je kompleksniji jer je kodtakvih geodetskih mrea cilj ouvati relativne odnose izmeu toaka, odnosno postiihomogenost i izotropnost mree. Zbog toga postoje razlike u postupku uspostave geodetskihmrea. Na slici 3.1 prikazane su faze uspostave geodetske mree za posebne namjene.

PROJEKT IZVEDBA ANALIZA

Slika 3.1. Faze uspostave geodetske mree

Projektom je potrebno odrediti poloaj toaka, odnosno odrediti konfiguraciju geodetskemree, te donijeti odluku kakvu vrstu mjerenja koristiti kako bi se postigla zahtijevanatonost. Projekt ovisi o namjeni i karakteristikama objekta. Izrauje se u uredu. Projekt trebanapraviti tako da se zahtijevana tonost ostvari uz to manje trokova. Izvedba obuhvaa

rekognosciranje terena, stabilizaciju i signalizaciju toaka te izmjeru. Izvedba predstavljarealizaciju projektirane mree. Trea faza obuhvaa obradu podataka mjerenja kako bidobili traene veliine - koordinate toaka geodetske mree odreene kvalitete. Da bi se toostvarilo nakon izmjere se uvode korekcije i redukcije mjerenih podataka te se zatim

provodi njihova analiza - uklanjaju se eventualne grube pogreke kako bi sa pouzdanimpodacima, ostvarili traenu tonost.

3.1 PROJEKT GEODETSKE OSNOVE

Kod geodetskih mrea posebnih namjena nain projektiranja je uvjetovan vrstom iosobinama objekta (veliina, oblik, nadzemni, podzemni, ) i terena (reljef, vegetacija,

izgraenost okolnog podruja, geoloki sastav tla) na kojem se on gradi. Oblik,dimenzije, poloaj i broj toaka geodetske mree ovise o karakteristikama budueg objektai okolnog terena.

Geodetska mrea mora biti optimalna po pitanju geometrije, preciznosti, pouzdanosti;poloaj toaka mora biti pravilan, te one moraju biti kvalitetno stabilizirane. Cilj je postiizahtijevanu tonost geodetske mree unutar nekih okvira: vrijeme mjerenja, dostupaninstrumentarij, omoguena financijska sredstava U velikom broju sluajeva ono to setreba postii i ono to e se ostvariti ovisi o iskustvu izvoaa.

Nakon to se utvrdi konfiguracija i odabere metoda mjerenja i instrumentarij, metodom

simulacijeizjednaenja mree moe se odrediti preciznost i pouzdanost budue geodetskemree. Ako zamiljeni projekt ne udovoljava traenoj tonosti, pristupa se izradi novog


22/153


12

projekta mree, dok se simulacijom ne ostvari zahtijevana tonost budue geodetske mree(URL 1).

Ostvarenje zahtijevane tonosti ovisi o:

vrsti mjerenja i koritenom instrumentariju, geometriji geodetske mree.

Na preciznost i pouzdanost geodetske mree utjeu:

odabir instrumentarija - potrebno je izabrati adekvatan instrument za izmjeru, 1' teodolitili 5'' teodolit i precizni nivelir za visoko precizne radove,

kalibracija instrumenta - npr. ako se zanemari podatak za konstantu prizme, moemoostvariti dobru preciznost, ali dobiti emo slabu pouzdanost rezultata.

nain mjerenja - odreeno trajanje mjerenja (sesije), ponavljanje mjerenja, prisilnocentriranje.

uzimanje u obzir vanjskih faktora - atmosferski utjecaji (temperatura, tlak, vlanost),zakrivljenost Zemlje, refrakcija,

imbenici koji utjeu na geometriju geodetske mree jesu:

fizika ogranienja - konfiguracija terena, mogunost pristupa, dogledanje izmeutoaka,

geometrija presijecanja - presijecanje pravaca, presijecanje duljina, ili njihovekombinacije;

lokacija toaka.

Poznavajui pribline koordinate toaka, vrstu mjerenja i preciznost mjerne opreme, prematome i rezultati simulacije se mogu razlikovati, odnosno preciznost koordinata toaka semijenja.

Projektom geodetske mree nastoji se pronai najoptimalnije rjeenje koje e zadovoljitiunaprijed postavljene kriterije. Dakle, dobro projektirana geodetska mrea znai da jetona, odnosno kvalitetna to opisuju preciznost i pouzdanost (Pelzer 1979); homogena,izotropna, uinkovita a uz to i ekonomino realizirana.

Prilikom projektiranja geodetske mree treba teiti jednolikoj poloajnoj "jakosti" u svimsmjerovima za sve toke geodetske mree. Dakle, tei se da geodetska mrea budehomogena i izotropna. Geodetska mrea je homogena ako su elipse pogreaka za sve tokemeusobno jednake, a izotropna ako sve elipse pogreaka prelaze u krunice. To znai da

je geodetska mrea homogena i izotropna kada su elipse pogreaka svih toaka zapravokrunice jednakih polumjera (slika 3.2).


23/153


13

(a) (b) (c)

Slika 3.2. (a) homogena, (b) izotropna, (c) te homogena i izotropna geod. mrea

U praksi se rijetko postie realizacija homogeno izotropne mree jer projekt mree ovisi i okonfiguraciji terena, vegetaciji, dogledanju izmeu toaka, ali tome treba teiti.

Kako bi prethodno navedeno ostvarili potrebno je koristiti razliite metode izmjere. Uprimjerima obraenim u ovom radu za metodu izmjere su izabrane kombinacijeterestrikih - triangulacija, trilateracija, nivelman i satelitskih metoda izmjere. GPS, kaosatelitska metoda se koristila zbog nekih svojih prednosti - poloajna nesigurnost toaka jemanje ovisna o obliku i geometriji geodetske mree, toke se postavljaju tamo gdje su

potrebne a ne na istaknutom mjestu da zadovolje meusobno dogledanje, moe se postiivisoka tonost uz relativno mali napor. Terestrike metode treba koristiti kako bi postigli veu

pouzdanost rezultata i pokuali "ojaati" poloajnu "jakost" toaka u svim smjerovima. Pri

projektiranju geodetske mree vano je shvatiti odnos mjerenih veliina i rezultirajuepoloajne nesigurnosti odreene toke. Odnos je slijedei: mjerenje duljina "jaa" poloajtoke u smjeru mjerene duljine a mjerenje pravaca, kutova i azimuta "jaa" poloaj toke usmjeru okomitom na vizurnu liniju.

3.1.1 Zahtijevana tonost - kako je izraziti i koliko ona iznosi?

Uobiajeno je govoriti o visokoj tonosti, o tome kako projektant zahtijeva i kako jeizvoa geodetskih radova ostvario visoku tonost, ali nitko zapravo ne zna koju je tovisoku tonost potrebno ostvariti i koliko ona iznosi. Osnovni problem lei u injenici da unaoj dravi ne postoje odgovarajui pravilnici ili standardi koji bi govorili koliko iznosi

visoka tonost, odnosno koju to tonost moramo ostvariti za odreenu vrstu geodetskihradova.

Standarde relativne tonosti mogue je pronai u stranoj literaturi gdje je ona tonodefinirana za svaku vrstu geodetskih radova koji se izvode. Konkretnije, FGDC - FederalGeographic Data Committee je organizacija osnovana 1990. godine sa sjeditem u SAD-ukoja se bavi geoprostornim podacima, odnosno donoenjem pravilnika za upotrebugeoprostornih podataka. 1998. godine napravili su pravilnik pod nazivom GeospatialPositioning Accuracy Standards - PART 4: Standards for Architecture, Engineering,Construction (A/E/C) and Facility Management, koji donosi standarde za arhitekturu,inenjerske radove i upravljanje prostorom. Treba naglasiti da je relativna tonost

geodetskih mrea posebnih namjena vanija od apsolutne, s obzirom da ta mrea slui zapotrebe jednog objekta, za koji su nam bitniji relativni odnosi od apsolutnih.


24/153


14

U okviru navedenog pravilnika mogue je pronai standarde relativne tonosti propisaneza geodetske osnove uspostavljene za izgradnju mostova i tunela. Prema FGDC-u tonostgeodetske osnove za posebne namjene moe se, uz preciznost i pouzdanost o kojima ekasnije biti rijei, izraziti jo i putem relativne tonosti. Poloajna tonost geodetskeosnove mora biti dva puta tonija od zahtijevane tonosti izvedbe samog objekta, uz razinu

sigurnosti od 95% (FGDC, 1998).

Omjer standardnog odstupanja duljine i duljine nazivamo relativna tonost (sd/d). Drugimrijeima, pripadajue standardno odstupanje duljine dobiveno nakon izjednaenja,

podijelimo sa duljinom i izrazimo u obliku omjera (npr. 1:50000). Standardi relativnetonosti se razlikuju ovisno o svrsi mree za koju se ona uspostavlja. Raspon relativnetonosti se kree od 1:2500 do 1:100000 za mree koje se uspostavljaju za razneinenjerske i graevinske radove.

Tablica 3.1 prikazuje minimalno zahtijevanu relativnu tonost geodetskih osnova zaposebne namjene, ovisno o vrsti inenjerskih radova za koje se osnova uspostavlja (FGDC

1988).Tablica 3.1. Minimalno zahtijevana relativna tonost duljina

ovisno o vrsti inenjerskih radova

Vrsta inenjerskih radova Duljine - sd/d

Izgradnja malih cesta, manjihgraevina, parkova

1:2500 - 1:5000

Izgradnja autocesta, raznihvodova, zgrada, malihmostova itunela

1:5000 - 1:10000

Izgradnja srednjih mostova i

tunela, brana. 1:10000 - 1:50000Izgradnja velikih mostova itunela.

1:50000 - 1:100000

3.1.2 Oblici geodetskih mrea

Oblik geodetske mree prilagoava se objektu i konfiguraciji terena. Mora se voditi raunao nizu specifinosti kojima se treba udovoljiti. Geodetska mrea se sastoji od niza toakaistog reda koje su meusobno spojene u figure.

3.1.2.1 Visinska geodetska mrea

Bez obzira na vrstu i veliinu objekta, visinske mree imaju oblik zatvorenih poligona(slika 3.3). Po potrebi, moe se izvan mree izbaciti pojedina visinska toka ali se moravezati direktno na reper.

Slika 3.3. Visinska mrea


25/153


15

3.1.2.2 Horizontalna geodetska mrea

Razlikujemo nekoliko razliitih konfiguracija geodetskih mrea:

Geodetski etverokut(slika 3.4) je najjednostavniji oblik geodetske mree, koristi se na

manjim povrinama. Dobro je prilagoen objektima kao to su mostovi, brane i drugisamostalni objekti.

Dvostruki geodetski etverokutili lanac geodetskih etverokuta(slika 3.5).

Lanac trokuta(slika 3.6) koristi se pri izgradnji duguljastih objekata - ceste, eljeznikepruge, tuneli i sl.

Mrea trokuta(slika 3.7) - koristi se na veim gradilitima ili u gradovima.

Centralni sustav (slika 3.8) je kao vrsta mrea trokuta pogodan za primjenu kod

objekata koji se prostiru na veem podruju. S obzirom na reljef, ako toke terena okosredine imaju vie kote nego na krajevima, onda se u sredini geodetskog etverokutadodaje dopunska toka i dobije se centralni sustav.

Dvostruki centralni sustavili lanac centralnih sustava(slika 3.9).

Kombinacija razliitih oblika - npr. geodetski etverokut i centralni sustav (slika 3.10).

Slika 3.4. Geodetski etverokut

Slika 3.5. Dvostruki geodetski etverokut i lanac geodetskih etverokuta

Slika 3.6. Lanac trokuta


26/153


16

Slika 3.7. Mrea trokuta Slika 3.8. Centralni sustavi

Slika 3.9. Dvostruki centralni sustav i lanac centralnih sustava

Slika 3.10. Kombinacija geodetskog etverokuta i centralnog sustava

Duljine strana kod ovakvih geodetskih mrea ovise o veliini objekta i prostora koji trebaobuhvatiti za njegovu izgradnju. Ako se te duljine kreu u rasponu od 300 do 500 m., ondasu to tzv. mikromree.

3.1.2.3 GPS geodetska mrea

Poloajna nesigurnost toaka je manje ovisna o obliku i geometriji geodetske mree; toke sepostavljaju tamo gdje su potrebne a ne na istaknutom mjestu da zadovolje meusobnodogledanje. Toke se postavljaju oko objekta. Na karti odgovarajueg mjerila je potrebnooznaiti toke poznate u dravnom koordinatnom sustavu kao i nove toke. Poznate tokeslue za potrebe odreivanja datuma nove GPS geodetske mree, odnosno za uklapanje udravni koordinatni sustav. U tu svrhu je potrebno ukljuiti najmanje tri toke sa poznatimkoordinatama u oba sustava kako bi odredili parametre za primjenu Helmertovetransformacije.

Plan mjerenja ovisi i o vrsti - obliku GPS geodetske mree. Oblik geodetske mreeuglavnom odreuju: zahtijevana tonost, broj istovremeno postavljenih prijemnika i

ekonominost. S obzirom na oblik, razlikuju se dvije vrste geodetskih mrea:


27/153


17

radijalne (zvjezdaste),

zatvorene geometrijske figure,

Geodetske mree radijalnog oblika

Kod geodetskih mrea radijalnog oblika mjerenja se izvode tako da se jedan ureaj -referentni prijamnik postavi na toku poznatu po koordinatama, te se mjere bazne linije

prema nepoznatim tokama (slika 3.11). Ako je poznata samo jedna toka, onda nemaizjednaenja. Takoer nema mogunosti za kontrolu koordinata novih toaka. Ovu vrstumjerenja koristimo tamo gdje se ne zahtjeva visoka tonost geodetske mree. Metodemjerenja kod ovakvog tipa mrea su: statika, brza statika, pseudo-kinematika, stop &go kinematika.

- Poznata toka

- Nepoznate toke

Slika 3.11. Radijalni oblik GPS geodetske mree

Zatvorene mree (grupe mjerenja)

Kod ovakvog tipa geodetskih mrea mjerenja se izvode sustavno opaanjem zatvorenihfigura (slika 3.12). Mjerenja se izvode u sesijama ovisno o raspoloivom broju ureaja. Usesijama se odreeni broj toaka preklapa. Ako se postavljaju ureaji u grupe istovremenomjere svi ureaji. Kako bi se poveala pouzdanost rezultata svaka nova toka se mora

pojaviti u najmanje dvije sesije.

12

3

212c48

1024

1

23

Slika 3.12. Zatvorene mree

Toke se opaaju u vie sesija jer se na taj nain ostvaruje veza "datuma" izmeu sesija(datumske WGS84 toke odreuju datum cijele geodetske mree), i poveava se

pouzdanost rezultata - vea mogunost kontrole kvalitete mjerenja.

3.1.2.4 Geodetska mrea za potrebe gradnje mosta

Za potrebe projekta izgradnje mosta uspostavlja se na terenu mrea toaka -geodetskamrea. Mrea stalnih geodetskih toaka koristi se tijekom pripremnih radova, za vrijeme


28/153


18

gradnje mosta te njegovog praenja u eksploataciji. Raspored stalnih geodetskih toakaunutar mree ovisit e o veliini i rasprostiranju objekta, konfiguraciji terena te o metodiopaanja kojom e se odrediti koordinate toaka geodetske mree.

Slika 3.13. Geodetski etverokut za potrebe gradnje mosta

Najee se za potrebe mosta postavlja mrea u obliku etverokuta (slika 3.13) ilietverokuta i trokuta te dva etverokuta (slika 3.14).

Slika 3.14. Oblici mrea za potrebe gradnje mosta

Raspored toaka geodetske mree treba biti takav da osigura traenu tonost iskolenjamostne konstrukcije. Zbog toga pri izradi projekta geodetske mree treba voditi rauna oslijedeem:

vizure u mrei trebaju biti obostrane,

treba izbjegavati kutove manje od 30o, kako u mrei tako i pri iskolavanju konstrukcijemosta,

poeljno je mjeriti to vie duljina,

gradnja mosta traje dulje vrijeme i u tom razdoblju obale mogu poplaviti, pa priprojektiranju geodetske mree i o tome treba voditi rauna.

S obzirom na tonost, najvei zahtjevi postavljaju se na iskolenje donjeg ustroja mosta(stupovi, upornjaci te leajevi na njima), pa je geodetsku mreu potrebno tome prilagoditi.Visoki zahtjevi tonosti geodetskih mrea za potrebe gradnje mosta zahtijevaju pouzdanustabilizaciju koja e posluiti svrsi te biti najmanje podlona deformacijama kroz vrijemeizgradnje objekta. Toke mree stabiliziraju se betonskim stupovima i s ureajem za

prisilno centriranje (vidi poglavlje 3.2.2.)


29/153


19

Uz horizontalnu mreu, na terenu je neophodno postaviti i visinsku. Ona postaje osnovasvim kasnijim visinskim mjerenjima i iskolenjima na dotinom podruju te slui zakontrolna mjerenja tijekom gradnje i eksploatacije objekta. Reperi se postavljaju na jednoji drugoj obali rijeke. Obino se postavljaju dva do tri repera na svakoj obali rijeke, namjestima koja nee biti ugroena radovima na mostu. Tokom vremena moe doi do

pomaka repera, pa je pitanje izbora mjesta za postavljanje repera vrlo sloen i osjetljivproblem. Izbor poloaja repera i njihova konstrukcija ima kasnije, kod odreivanja pomakai deformacija vrlo veliko znaenje i zahtjeva vrlo ozbiljnu analizu svih faktora koji mogudjelovati na stabilnost toaka samostalne nivelmanske mree. Vrlo esto se tokestabilizirane stupovima s ureajem za prisilno centriranje, koriste i kao visinske toke, ilise u postolje stupa stabiliziraju reperi.

Gdje e se postaviti reperi ovisi kako od geomehanikih osobina tla tako i od obima zonedeformacije tla, koja nastaje uslijed optereenja objekta i vanjskih sila koje djeluju nanjega, Na stabilnost repera utjecat e i vremenske prilike; vlanost, temperatura, dubinasmrzavanja zemljita i dr.

3.1.2.5 Geodetska mrea za potrebe gradnje tunela

Geodetska mrea za potrebe gradnje tunela mora zadovoljiti najvee zahtjeve u pogledupreciznosti i pouzdanosti, koje su odreene dozvoljenim odstupanjem proboja tunela.Glavne znaajke projekta geodetske mree su:

nadzemna geodetska mrea na ulaznom i izlaznom portalu mora imati najmanje tritoke za orijentaciju u podzemne poligonometrije, osim toaka u blizini portala

potrebno je stabilizirati jo najmanje dvije kontrolne toke radi preciznijeg definiranjaorijentacije poligonskog vlaka u tunelu, te nadzemna geodetska mrea treba biti

prikljuena na dravni koordinatni sustav;

podzemna geodetska mrea sastoji se od poligonskih vlakova ili mree toaka.

Cjelokupna geodetska mrea, mikromree ispred ulaznog i izlaznog portala, te mreatoaka koja ih povezuje projektira se na karti mjerila 1:5000, a same mikromree

projektiraju se na situacijskom planu mjerila 1:1000 ili 1:2000 na kojem je nanesen planorganizacije gradilita. U fazi projekta potrebno je uzeti u obzir sljedee parametre (Grgi2003):

projekt geodetske mree se radi na projektu tunela, gdje su ve projektirani i svi

pomoni objekti koji e se koristiti tijekom graenja,

geodetska mree u pogledu tonosti mora biti homogena za cijelo gradilite tunela iodgovarati tonosti koja je potrebna za iskolenje toaka tunelske osi pri probijanjutunela,

radi to lakeg raunanja koordinata raznih objekata koji se nastavljaju na tunelpotrebno je mreu toaka uklopiti u jedinstveni koordinatni sustav s osi tunela kao i sosi ceste.


30/153


20

3.1.3 Plan opaanja toaka geodetske mree

U projektu, osim izbora oblika geodetske mree, broja toaka, njihova smjetaja na terenu,metode izmjere i izbora instrumentarija, definira se i plan opaanja. Prilikom izrade planaopaanja potrebno je voditi rauna o: mogunosti pristupa tokama, kod rijeka o

mogunosti prijelaza na drugu stranu rijeke, raznim zabranama kretanja - minska polja,broju instrumenata i broju raspoloivih ljudi.

Da bi smo uspjeno i brzo izvrili izmjeru moramo znati postoji li mogunost pristupatokama autom ili pjeice. Naime, dostupnost autom uvelike nam ubrzava i olakavaterenski dio posla. Isto tako potrebno je znati da li postoje kakve vrste zabrana na dotinom

podruju.

Ako se radi o uspostavi geodetske mree za potrebe izgradnje mosta preko rijeke nameese problem prijelaza na drugu stranu rijeke. Koritenje vlastitog amca za prijelaz rijeke ne

bi bilo ekonomino. Najbolje rjeenje je ako postoji mogunost prijelaza putem skele. No

ako ne postoji, onda moramo potraiti slijedei most za prijelaz rijeke. To e nam uvelikeproduljiti vrijeme izmjere. Ako pak postoji skela potrebno je unaprijed znati njen vozni redzbog planiranja opaanja sesija kod GPS mjerenja - potrebno je sve ureaje pokrenuti u

priblino isto vrijeme.

Broj instrumenata i prizama nam takoer diktira trajanje izmjere. Naime, ukoliko nemamodovoljno prizama, potrebno je prebacivati prizmu sa jedne toke na drugu dok se ne zavri

pojedino stajalite, a to e znatno produljiti vrijeme izmjere.

Uz sve prethodno navedeno potrebno je imati dovoljan broj ljudi kako bi svatko biozaduen samo za jednu vrstu posla.

3.2 IZVEDBA GEODETSKE OSNOVE

Ova faza uspostave geodetske mree ukljuuje rekognosciranje terena, stabilizaciju toakai izmjeru. Ovi postupci su razliiti za horizontalnu, visinsku ili prostornu geodetsku mreu.Kod uspostave geodetskih mrea za posebne namjene postoje neke razlike. Naime, ti

postupci su jedinstveni, jer se radi o kombinaciji horizontalne i visinske, odnosno prostornegeodetske mree.

Stabilizacija toaka je ista za sve vrste geodetskih mrea tj. ona je jedinstvena - jednutoku koristimo bilo da se radi o visinskoj, horizontalnoj ili prostornoj geodetskoj mrei.

3.2.1 Rekognosciranje terena

Iako bi se lako moglo zakljuiti kako je ovo jedan od najjednostavnijih postupka u tijekuuspostave geodetskih mrea za posebne namjene, on nosi veliku odgovornost kod onog kojiga izvrava. Naime, pravilan odabir mjesta za nove toke osigurava kvalitetu i ekonominostgeodetskih radova, te svih buduih geodetskih radova vezanih za izgradnju dotinoggraevinskog objekta.

Rekognosciranje terena se sastoji od izbora najpovoljnijeg mjesta na terenu za nove toke a dapri tom budu zadovoljeni neki uvjeti. Uvjeti se razlikuju ovisno o metodi izmjere: terestrika

ili satelitska. No, s obzirom da se kod uspostave geodetskih mrea za posebne namjene koristekombinirane metode izmjere, jasno je da se i ti uvjeti isprepliu.


31/153


32/153


22

u sluajevima gdje su toke stabilizirane betonskim stupovima mogue je gornju povrinuureaja za prisilno centriranje definirati kao visinsku toku.

Prilikom uspostave geodetskih mrea opisanih u ovom radu toke su stabilizirane na nainda imaju betonski temelj ojaan eljeznim ipkama iz kojeg izlazi salonitni stup ispunjen

betonom takoer ojaan eljeznim ipkama (slika 3.15). Temelj je ukopan u zemlju dodvostruke dubine smrzavanja okolnog podruja. Konana visina stupa iznosi oko 1,4 m.Ovdje treba napomenuti da visinu stupa treba prilagoditi konfiguraciji terena i opaaimakoji e sa stupa mjeriti.

0.50m0.20mtlocrt

2x dubinasmrzavanja

nacrt

Slika 3.15. Skica stabilizacije toke

Na vrhu stupa uvrena je ploa sa vijkom za prisilno centriranje sa (slika 3.16). Vijakima zatitnu maticu kako se ne bi unitio za vrijeme dok se ne koristi. U podnoju temeljastabiliziran je reper za potrebe odreivanja visine (slika 3.17). Ploa sa vijkom za prisilnocentriranje i reper napravljeni su od mesinga, kako razliiti vremenski uvjeti ne bi na njihutjecali. Reperi se stabiliziraju tako da se mogu jednostavno koristiti tijekom gradnje.Mogu biti razliite konstrukcije, ali treba voditi rauna da su izraeni od vrstog materijalakako se ne bi slomili.

160mm

60mm

15mm5mm

9mm9mm80mm

15mm

tlocrt

nacrt

Slika 3.16. Skica ploe sa ureajem za prisilno centriranje


33/153


23

70mm

20mm

20mm

10mm

10mm

3mm

10mm

1mm

tlocrt

tlocrt

nacrt

9mm

3mm

3mm

10mm

Slika 3.17. Skica repera

Slika 3.18 prikazuje toku geodetske mree stabiliziranu na gore opisani nain. Uz svenavedeno potrebno je voditi rauna i o kvaliteti tla - toke trebaju biti stabilizirane navrstom tlu ili stijeni.


34/153


24

Slika 3.18. Fotografija toke geodetske mree na "starom" Maslenikom mostu

3.2.3 Kalibracija mjerne opreme

Kako bi izmjera zadovoljila zahtijevane standarde tonosti, potrebno je ispitati i kalibriratisvu opremu koja e se koristi. Ispitivanje i kalibracija mjerne opreme izvodi se premausvojenim normama za dotinu vrstu instrumenta. Norma je: "dokument donesenkonsenzusom i odobren od priznatog tijela, koji za opu i viekratnu uporabu daje pravila,upute ili znaajke za djelatnosti ili njihove rezultate, te koji jami najbolji stupanjureenosti u danom kontekstu" (DZNM 1999). Norme planira, razvija i izrauje ISOorganizacija. Rad ISO organizacije se odvija po tehnikim odborima ili pododborima, aunutar odbora po radnim skupinama. Sudjelovanje u radu je otvoreno i slobodno zasvakog, tako da lanovi mogu biti znanstvenici, privrednici, proizvoai, korisnici i drugi.

Kalibracija elektro optikih daljinomjera (EOD)

Izvodi se prema vaeim ISO normama 17123-3 i 17123-4. Za odreivanje preciznostihorizontalnih pravaca mjeri se pet pravaca u tri girusa, u etiri serije mjerenja (slika 3.19).Mjerenje duljina provodi se na kalibracijskoj bazi. Duljine se mjere izmeu sedam stupova,na meusobnoj udaljenosti od oko 100 m, u svim kombinacijama (slika 3.20). Rezultatiispitivanja su empirijska standardna odstupanja horizontalnih pravaca i duljina.


35/153


25

Slika 3.19. Konfiguracija testnog polja za mjerenje horizontalnih pravaca.

Slika 3.20. Konfiguracija testnog polja za mjerenje horizontalnih duljina.

Kalibracija GPS mjerne opreme

Ispitivanje se takoer provodi na kalibracijskim bazama, a sastoji se od:

a) Procjene preciznosti GPS opreme (sluajne pogreke) koja ukljuuje:

testiranje viestruko mjerenih baznih linija (engl. multiple baseline test):

usporedba koordinata pojedinih toaka dobivenih u odnosu na razliitetoke geodetske mree,

testiranje viestrukih mjernih postava(multiple occupancy test): usporedba

koordinata pojedinih toaka, dobivenih pri razliitim vremenskim periodima

opaanja.

b) Ispitivanja sustavnih pogreaka - usporedba srednje vrijednosti koordinata toaka

dobivenih iz svih mjernih postava, sa poznatom kalibracijskom vrijednou

koordinata tih toaka.

Ako ne postoji kalibracijska GPS mrea, testiranje opreme se moe provesti:

a) testom "nulte bazne linije" - ispituje se ispravnost jednog para GPS prijemnika

spajanjem na istu antenu (duljina bazne linije trebala bi biti nula). Time se osim

preciznosti mjerenja tim prijemnicima ispituje i valjanost softvera za obradu

podataka.

b) na postojeoj kalibracijskoj bazi- ispituju se prijemnici, antene i softver za obradu

podataka. Usporeuje se izmjerena duljina sa poznatom duljinom na bazi.

Nedostatak je to se testiranjem naEODbazi kontrolira samo komponenta duljine.

c)

testiranje na postojeoj GPS mrei - ovdje se usporeuju izraunate GPS

koordinate toaka dobivene mjerenjem s opremom koja se ispituje sa

odgovarajuim, poznatim GPS vrijednostima koordinata tih toaka.


36/153


26

Ispitivanje mjerne opreme bi trebalo provoditi u skladu s propisanim ISO normama: ISO17123-2za nivelire, ISO 17123-3za teodolite, ISO 17123-4za EOD i ISO 14253-2za GPSmjernu opremu (URL 3).

3.2.4 Izmjera visinske geodetske osnove

S obzirom da je tonost zahtijevana projektom uvijek vrlo visoka, trebalo bi prilikomuspostave geodetskih mrea za posebne namjene koristiti geometrijski nivelman zaizmjeru. Prema tonosti koju treba postii, standardno odstupanje mora biti manje od2,0mm/km, mjereno u oba smjera. No, nije uvijek mogue koristiti geometrijski nivelmanzbog prirodnih prepreka (prijenos visine preko rijeke), pa se koristi trigonometrijskinivelman s kojim je isto tako mogue dobiti vrlo precizne rezultate.

Geometrijskim nivelmanom odreuju se visinske razlike izmeu toaka pomou nivelira.Za potrebe visoko preciznih mjerenja na instrument se uvruje mikrometar s

planparalelnom ploom. Tim dodatkom moemo vriti oitanja letve na 0,1 mm. Letva je

invarska s dvostrukom podjelom. Niveliranje se izvodi u dva smjera, a optimalno je akoduljina vizure iznosi 27m. (Kapovi1993).

Prilikom projektiranja visinske geodetske mree potrebno je ukljuiti repere dravnenivelmanske mree najviih redova, za potrebe odreivanja apsolutnih visina. Od reperadravne nivelmanske mree trebalo bi uzimati one koji su to blie novoj geodetskoj mrei,kako bi se smanjio utjecaj sistematskih pogreaka koje bi se mogle nakupiti za vrijeme

prijenosa visine sa udaljenog repera.

Kao to je reeno na poetku, za izmjeru se moe koristiti i trigonometrijski nivelman, alita metoda je ipak manje precizna od geometrijskog nivelmana. Trigonometrijskim

nivelmanom odreuju se visinske razlike izmeu toaka mjerenjem meusobne udaljenostii vertikalnog kuta. Ta metoda je naroito pogodna na strmom terenu. Ako se mjerenjaprovode preko podruja gdje su znaajno razliiti atmosferskih uvjeti (npr. preko velikedoline ili rijeke), tada se izvode istovremena obostrana mjerenja. Opaanja se izvode zavrijeme povoljnih vremenskih uvjeta. Visina instrumenta i prizme mjeri se na mm i trebase stalno kontrolirati.

Obje navedene metode su podlone utjecaju sustavnih i sluajnih pogreaka. Sustavnepogreke ukljuuju: zakrivljenost Zemlje, atmosfersku refrakciju i dejustiranostinstrumenta. Utjecaj tih pogreaka je mogue smanjiti metodom mjerenja i kalibracijominstrumenta. Te pogreke mogue je izraunati i uvesti u raun kao korekcije mjerenja

(vidi poglavlje 3.3.3). Sluajne pogrekenastaju zbog: pogreke horizontiranja instrumentai ne vertikalnog dranja letve.

Detaljna analiza svih pogreaka, korekcija i redukcija mjerenja bit e prikazana u poglavlju3.3.

3.2.5 Izmjera horizontalne geodetske osnove terestrikim metodama

S obzirom na mjerne veliine razlikujemo triangulacijske (mjere se pravci), trilateracijske(mjere se duljine) geodetske mree ili njihova kombinacija. Mjerenjem pravaca i kutovadobivaju se elementi za izraunavanje koordinata toaka u ravnini ili referentnoj plohi.

Za mjerenje pravaca, kutova i duljina koriste se mjerne stanice. Kako bi dobili visokokvalitetne rezultate (precizne i pouzdane) potrebno je izvriti dobro centriranje instrumenta


37/153


27

i signala (prizme). Pogreka centriranja se reducira uz pomokoritenja ureaja za prisilnocentriranje. Stabilizacija toaka (vidi poglavlje 3.2.2) se radi tako da svaka toka imausaenu plou sa vijkom na koji se montira ureaj za prisilno centriranje. Na taj nain se

postie tonost centriranja od 0,1mm.

Mjerenje horizontalnih i vertikalnih kutova se izvodi u vie ponavljanja u oba poloajadurbina. Izmeu svakog ponavljanja je potrebno ponovno izvriti centriranje ihorizontiranje instrumenta. Prilikom mjerenja potrebno je izbjegavati povrine ija setemperatura znaajno razlikuje od temperature okolnog zraka (zgrade). Idealni uvjeti bi bilikada je nebo malo oblano, i kada pue lagani povjetarac (ISO 7077, ISO 7078). Ako semjerenja izvode za toplog sunanog dana potrebno je na adekvatan nain zatiti instrument- suncobranom.

Mjerenje duljina se izvodi u nekoliko mjernih nizova sa odreenim brojem ponavljanja usvakom nizu. Potrebno je mjeriti i meteoroloke podatke: tlak, temperaturu i vlanostzraka. Duljine se mjere obostrano i potrebno je koristiti istu kombinaciju instrumenta i

prizme. Nakon korekcije duljine za atmosfersku refrakciju i redukcije duljine na horizont,obostrano mjerene duljine se ne bi smjele razlikovati za vie od 0,002m.

3.2.6 GPS izmjera

GPS (Global Positioning System - Globalni pozicijski sustav) je razvijen sa svrhom daodgovori na pitanje koje je vrijeme, koji poloaji koja brzina gibanja i to brzo, tono i

jeftino, bilo gdje, na ili u blizini Zemlje i u bilo kojem trenutku (Remondi 1991).

U satelitskoj geodeziji informacije koje sadre mjerene vrijednosti prenose seelektromagnetskim valovima. Postoje tri GPS mjerne veliine: kodne pseudo-udaljenosti,

fazne pseudo-udaljenosti i Doppler mjerenja.Kodna pseudo-udaljenost se odreuje na osnovu mjerenja vremena puta signala od satelitado prijamnika. Rauna se korelacijom primljenog PRN koda (C/A) s replikom kodageneriranog od strane prijamnika. To vrijeme se mnoi s brzinom svjetlosti da bi seutvrdila udaljenost koju je prevalio signal. Ta udaljenost je optereena pogrekama sata u

prijamniku i satelitu. Zbog toga je nazivamo pseudo-udaljenost (Wells i dr. 1987).Prostorna udaljenost izmeu satelita i prijamnika () (slika 3.21) definirana je razlikom

prostornih vektora geocentar - satelit (S) i geocentar - prijamnik (R) (Bai, Bai1998).

prijamnik

satelit

Zemlja

putanja satelita

s

R

geocentar

Slika 3.21. Princip GPS pozicioniranja


38/153


28

Osnovna jednadba satelitske geodezije moe se izraziti, pod pretpostavkom da je satelitzaustavljen na trenutak u orbiti, pri emu se njegove prostorne koordinate izraunavaju izemitiranih efemerida tj. da je koordinata pozicije satelita uvijek na raspolaganju, te da susatovi satelita i prijamnika tono podeeni na GPS vrijeme, na sljedei nain:

.Rs

= (3.1)

Fazne pseudo-udaljenosti predstavljaju broj cijelih valnih duljina signala na putu odsatelita do prijamnika, i onaj ostatak koji ostaje nakon zadnje cijele valne duljine (slika3.22). GPS prijamnik ne razlikuje jednu cijelu valnu duljinu od druge, pa on mjeri samoonaj ostatak na kraju. Iz tog razloga broj cijelih valnih duljina je neodreen (Langley1998).

S(t0)

S(t1)

S(t2)

NN N

P

Zemlja

Putanja satelita

1

2

N broj valnih duljinat0 inicijalni trenutakt1,t2 vrijeme satelita u putanji

1,2 mjerljiv dio faze utrenutku t1,2povean zacjeli broj valnih duljinaod poetne epohe t0

Slika 3.22. Geometrijska interpretacija faznih mjerenja udaljenosti

Za odreivanje 3D poloaja toke potrebno je mjeriti udaljenosti do etiri satelita da bi se,kao etvrta nepoznanica, odredilo odstupanje satova t(sat prijemnika nije sinkroniziransa satom satelita). Radi tog odstupanja izmjerena je tzv. pseudo-udaljenost koja je jednaka

pravoj udaljenosti plus mala pozitivna ili negativna korekcija udaljenosti koja je nastalauslijed pogreke sata u prijamniku. Dakle, odreivanje 3D poloaja toke sastoji se odrjeavanja etiri jednadbe (opaanja pseudo-udaljenosti) sa etiri nepoznanice - X, Y, Zit.

Kodne pseudo-udaljenostise mogu dobiti iz slijedeeg izraza (Wells i dr., 1987):

( ) ,ptropion dddTdtcdp +++++= (3.2)

gdje je:

p - mjerena pseudo-udaljenost (m),

- prostorna udaljenost (m),

d - pogreka orbite (m),

c - brzina svijetlosti (m/s),


39/153


29

dt - pogreka sata u satelitu (s),

dT - pogreka sata u prijamniku (s),

dion - ionosferska pogreka (m),

dtrop - troposferska pogreka (m),

p - um prijemnika plus multipath (m).

Jednadba faznog mjerenja je(Wells i dr., 1987):

( ) ,ptropion ddNdTdtcd +++++= (3.3)

gdje je:

- opaane valne duljine (m),

- valna duljina (m),

N - nepoznati broj cijelih valnih duljina,

p - um prijemnika plus multipath (m).

DOP- predstavlja vrijednost koja izraava tonost odreivanja poloaja koristei trenutnugeometriju satelita. to je manja vrijednost DOP-a to je vea pouzdanost rezultata. DOP semoe izraziti pomou GDOP-a (Geometric dilution of precision) koji je mjera za

geometriju satelita. Ukoliko je GDOP manji od est to nam je pokazatelj da je geometrijapovoljna. Visoke vrijednosti GDOP-a ukazuju nam na smanjeni broj vidljivih satelita. Tipodaci su sadrani u vaeem almanahu za planiranje. Dobivaju se i u satelitskoj poruci, amijenjaju se najkasnije svakih est dana. Mogu se dobiti putem raznih informacijskihservisa, a meunarodno je najpoznatiji informacijski sustav Centralnog biroameunarodnog GPS servisa za geodinamiku - IGS.

3.2.6.1 Planiranje i organizacija mjerenja

Prilikom mjerenja GPS metodom najbitnije je dobro isplanirati izvoenje mjerenja iobradu podataka. S obzirom da se GPS metoda izmjere razlikuje od klasinih metoda

potrebno je planirati i izvoditi mjerenja na drugaiji nain. Kod GPS mjerenja ne trebavoditi rauna o dogledanju izmeu toaka, vremenskim prilikama, geometrijskoj vrstoimree.

Prilikom projektiranja geodetskih mrea za posebne namjene uvaavaju se zahtjevi dageodetska mrea bude odgovarajua kako za GPS mjerenja tako i za klasina terestrikamjerenja. To znai da dogledanje izmeu toaka ipak treba ostvariti, jer e se sa tih toakauz GPS mjerenja izvoditi i terestrika mjerenja. Vrlo je vano da iznad 15 od horizontatoke koja se opaa nema prepreka signalu, kako bi se eliminirali atmosferski utjecaji izrezultata opaanja. Tome uvjetu nije uvijek mogue udovoljiti, ali treba mu teiti.

Prilikom planiranja opaanja potrebno je definirati namjenu geodetske mree, traenutonost, metodu opaanja, potrebnu opremu, prozore opaanja, sesije i njihove trajanje,


40/153


30

broj prijamnika i razne organizacijske probleme - prijevoz, dostupnost tokama,komunikaciju i sl. Za optimalno planiranje GPS opaanja nekoliko je parametara koje trebauzeti u obzir. To su konfiguracija satelita, broj i tip prijamnika koji nam stoje naraspolaganju, te svakako i ekonomski aspekt.

Prilikom planiranja opaanja potrebno je:a) definirati veliinu i oblik - konfiguraciju geodetske mree (vidi poglavlje 3.1.2.3),

b) odrediti metodu opaanja i odabrati vrstu prijemnika,

c) prikupiti razne podatke potrebne za uspjeno izvoenje mjerenja,

d) definirati prozore opaanja i trajanje sesija,

e) odabrati referentne toke,

f) formirati terenske ekipe i educirati ih ako je potrebno,

g) odrediti GPS hardver i softver,

h) odrediti nain prijenosa podataka.

Izbor metode opaanja i vrste prijemnika

Potrebno je odrediti metodu opaanja u zavisnosti od traene tonosti koja je zadanaprojektom. Postoji vie metoda opaanja, a sve se razlikuju temeljem etiri parametra:

nain pozicioniranja (apsolutno ili relativno),

koritenje prijamnika (statika, kinematika),

opaane veliine (kodna mjerenja i fazna mjerenja),

nain obrade podataka (obrada u realnom vremenu, naknadna obrada).

Pod apsolutnim pozicioniranjem podrazumijevamo neovisno odreivanje koordinatapojedinanih toaka, pri emu se koordinate dobivaju u jedinstvenom globalnom sustavuWGS84 (Bilajbegovi i dr. 1991), na temelju trenutano izraunanih pseudo-udaljenosti.

Pri ovoj metodi koristi se jedan prijamnik (slika 3.23).Relativna metoda pozicioniranja podrazumijeva simultana mjerenja pseudo-udaljenostidvije ili vie toaka. Pri ovoj metodi mjerenja koriste se najmanje dva prijamnika kojiistovremeno primaju iste satelitske signale (slika 3.23). Jedan prijemnik se uzima kaoreferentni i postavlja se na toku ije su koordinate poznate (referentna ili bazna stanica).Koordinate toke na kojoj se nalazi drugi prijemnik se odreuju relativno u odnosu nareferentni prijemnik, odnosno odreuju se koordinatne razlike (X, Y, Z) izmeureferentne i nepoznate toke. Dakle, GPS - om se mjeri trodimenzionalni vektor odreferentnog stajalita do toke ije se koordinate odreuju. Da bi se odredio poloaj(koordinate) nepoznate toke, izmjereni trodimenzionalni vektor se dodaje poznatim

trodimenzionalnim koordinatama referentne toke.


41/153


31

S1

S2

S3

S4

S1

S2

S3

S4

T T1

T2

y

z x

S pozicija satelitaTi pozicija prijamnikaT1T2 bazna linija

Slika 3.23. Princip apsolutnog (lijevo) i relativnog (desno) pozicioniranja

Kod statikemetode prijamnici su za vrijeme opaanja nepokretni. Za rjeenje ambiguiteta- broj cijelih valnih duljina, neophodno je dulje vrijeme opaanja, to ovisi izmeu ostalog

o duljini baznih linija, broju opaanih satelita, konfiguraciji satelita te iznosi za baze od 1-15 km 1.5 - 2 sata. Znaajnije reduciranje duljine opaanja satelita (do 20 minuta) postiese brzom statikom metodom, pri emu se primjenjuje modificirani postupak za rjeavanjeambiguiteta. Ta metoda se moe primjenjivati samo u sluaju baznih linija kraih od 10km, pri vrlo dobroj konfiguraciji satelita, gdje se opaanja izvode s dvofrekventnim

prijamnicima. Preciznost takvog naina odreivanja poloaja toaka iznosi 5mm +1ppm.

Kinematikom metodom se omoguuje odreivanje poloaja toaka u kratkomvremenskom razmaku. Jedan prijamnik ostaje statian na referentnoj toci, dok se drugi

pokree od jedne do druge nove toke. Za vrijeme kretanja mora se zadrati prijam signala

s najmanje etiri satelita. Mjerni postupak po toki traje od jedne sekunde do nekolikominuta. to je vrijeme opaanja dulje time su i rezultati

Documents

Uspostava geodetske osnove za posebne namjene