Konspekt-2.doc

II. Geodezja satelitarna.

              II.1. Obserwacje satelitarne.

              Zdjęcia satelitarne wykonywane są w różnych spektrach światła widzialnego i niewidzialnego (zwłaszcza podczerwonego), na różnego typu materiałach: fotograficznych (czarno-białych i barwnych), panchromatycznych, multispektralnych (na jednym zdjęciu jest kilka warstw światłoczułych, z których każda wyższa działa jak filtr w stosunku do niższej), czułych na promienie podczerwone (kamery termalne). Wykorzystuje się również szereg innych technik zdalnego zbierania informacji (teledetekcja). Rozdzielczość zdjęć: około 0.5 m.

              Zastosowania: meteorologia, ochrona środowiska, poszukiwanie złóż (obserwacja lineamentów), gleboznawstwo, obserwacje roślinności (prognoza plonów), sporządzanie map ogólnogeograficznych i specjalnych, obserwacje przemysłu, ruchów ludności i sprzętu, zastosowania militarne.

              II.2. Globalny System Pozycyjny (GPS) i jego zastosowanie w geodezji.

              Elementy GPS (Global Positioning System):

Segmenty systemu GPS

a)   Segment kosmiczny: 24 satelity na sześciu orbitach (wysokość: około 20 200 km) o nachyleniu 55o względem równika: od 1994 r. w każdym momencie nad każdym punktem Ziemi widoczne są co najmniej 4 satelity. Satelity emitują wysoko stabilne częstotliwości pomiarowe, transmitują sygnały czasu własnego zegara (bardzo dokładnego), retransmitują informacje odnośnie własnego położenia wraz z identyfikacją własną i systemu.

Podstawowa cecha systemu: bardzo precyzyjny pomiar czasu; zegary atomowe na satelitach wytwarzają wysoko stabilną częstotliwość podstawową, która pomnożona odpowiednio przez 154 i 120 daje pierwszą i drugą częstotliwość nośną. Częstotliwość podstawowa podzielona przez 10 formuje kod ogólnodostępny; kod o częstotliwości podstawowej nie jest dostępny powszechnie. Kody są generowane w formie pseudo-przypadkowego szumu; ma to zmniejszyć (do 10 razy) dokładność wyznaczenia współrzędnych (system jest własnością Pentagonu).

b)   Segment kontroli: śledzenie satelitów, prowadzenie kontroli czasu, obliczanie poprawek i wprowadzanie ich do pamięci satelitów; ogółem 5 stacji kontrolnych na powierzchni Ziemi.

Segment kontroli

c)   Segment użytkowników: przez odbiór sygnałów satelitarnych przy pomocy specjalnych anten można wyznaczyć położenie na powierzchni Ziemi.

Rodzaje anten: Trimble, Leica (WM-Leica), Ashtech, Rogue, Sercel, TI (Texas Instruments).

Segment użytkowników

              Pomiar w systemie GPS: odbiór sygnałów przez odbiornik przy bardzo precyzyjnej synchronizacji zegarów na satelicie i w odbiorniku umożliwia określenie odległości do satelity; przy znanej pozycji kilku satelitów jednocześnie można wyznaczyć za pomocą określonych odległości położenie odbiornika na powierzchni Ziemi (wskutek stosowania

kodu zakłócającego dokładność takiego wyznaczenia wynosi kilkadziesiąt m).

Zasada wyznaczania pozycji w systemie GPS

Metody pomiaru:

1. Metoda różnicowa: polega na zastosowaniu co najmniej dwóch odbiorników (zwykle kilku) i równoczesnym odbiorze przy ich pomocy sygnałów GPS. Przy tym sposobie pomiaru, dla odległości do 30 km, eliminuje się wpływ: błędów zegara satelitarnego, błędów oscylatora odbiornika, nieoznaczoności całkowitej liczby cykli (jest ona taka sama, jeśli nie nastąpiła utrata cykli), poprawek jonosferycznej i toposferycznej. Jeśli znamy współrzędne punktu (punktów) początkowego, można wyznaczyć współrzędne X,Y,Z kolejnych punktów z błędem średnim £ 1 cm (w stosunku do punktu znanego).
2. Metoda statyczna: wszystkie odbiorniki znajdują się w tych samych punktach podczas sesji pomiarowej (30 ÷ 90 min).
3. Metoda kinematyczna (dynamiczna): jeden lub kilka odbiorników porusza się podczas sesji pomiarowej, wyznaczając różnicę współrzędnych w stosunku do odbiorników nieruchomych.

              Ograniczenie pomiaru GPS: konieczność otwartego horyzontu w celu obserwacji sygnałów satelitarnych (powyżej 15o nad horyzontem nie powinno być przeszkód terenowych).

                                                                                                               Antena GPS

III. Mapa.

              III.1. Definicja i rodzaje mapy.

              Mapa: przedstawienie obrazu dowolnej części lub całości obszaru Ziemi i istniejących na niej zjawisk.

              Rodzaje map:

Według klasyfikacji (1978 r.) mapy geograficzne (skale: 1:250 ÷ 1:500 000) dzielą się na:

-     mapy ogólnogeograficzne (1:5 000 ÷ 1:500 000):

·      topograficzne wielkoskalowe (do 1:10 000)

·      topograficzne średnioskalowe (1:10 000 ÷ 1:50 000)

·      topograficzne małoskalowe (1:50 000 ÷ 1:500 000)

-     mapy tematyczne (1:250 ÷ 1:500 000):

·      społeczno-gospodarcze: mapa zasadnicza, podstawowego zagospodarowania terenu, uzbrojenia terenu, komunikacji, gospodarki mieszkaniowej, przemysłu, rolnictwa, usług, swobody dyspozycyjności terenu, demograficzne, wybranych elementów socjalno-bytowych, patologii społecznej;

·      przyrodnicze: geologiczne, rzeźby terenu, hydrograficzne, klimatu, glebowe, szaty roślinnej, świata zwierzęcego, zagrożenia środowiska, ochrony środowiska

              Rozróżniamy też:              - mapy sytuacyjne

                                                                                                  - mapy wysokościowe

                                                                                                  - mapy sytuacyjno-wysokościowe (najczęstsze)

              Mapy katastralne: tylko sytuacyjne, sporządzane dla celów własnościowych.

              Mapa zasadnicza: mapa gospodarcza sytuacyjno-wysokościowa, sporządzana bezpośrednio na podstawie pomiarów, w skalach: - dla miast: 1:1000 (czasem 1:500 a nawet 1:250); - dla miasteczek i wsi: 1:2000 (rzadziej 1:1000); dla obszarów rolnych i leśnych: 1:5000 (czasem 1:2000).

              Mapa numeryczna (komputerowa): wielowarstwowa, tematyczna baza danych o charakterze geometrycznym oraz opisowym, zapisanych w postaci numerycznej, zawierająca możliwie pełną tekstowo-graficzną informację o wszelkich obiektach, występujących na powierzchni (dla map górniczych: o obiektach pod ziemią oraz o istotnych zjawiskach związanych z prowadzoną eksploatacją złoża). Powinna zawierać: wizualizację wybranego fragmentu, programy wspomagające pracę geodety, programy aktualizacji i edycji bazy danych oraz zabezpieczenie przed przypadkową lub celową ingerencją w jej zawartość. Sporządza się je przede wszystkim w środowiskach AutoCAD, MICROSTATION. Dane wprowadza się przez digitalizację, skanowanie, programy umożliwiające wykorzystanie danych pomiarowych (pliki z rejestratorów polowych).

              III.2.              Cechy mapy:

1. Matematycznie wyrażony sposób odwzorowania na płaszczyznę przedmiotów sytuacyjnych i rzeźby terenu.
2. Określony matematycznie układ współrzędnych.
3. Przyjęta skala mapy.
4. Sposób przedstawienia treści mapy za pomocą znaków umownych i opisów informacyjnych.
5. Stopień generalizacji szczegółów terenowych.

              III.2. Etapy wykonywania mapy.

1. Wywiad terenowy.
2. Odszukanie względnie założenie osnowy geodezyjnej.
3. Pomiar osnowy.
4. Pomiar szczegółów sytuacyjnych.
5. Kartowanie mapy.

9