MAGASSÁGMÉRÉS. Magasságmérés módszerei: trigonometriai magasságmérés, szintezés, közlekedőcsöves szintező, GNSS technológia. Budapest 2016.

Átírás

1 MAGASSÁGMÉRÉS Magasságmérés módszerei: trigonometriai magasságmérés, szintezés, közlekedőcsöves szintező, GNSS technológia Budapest június MIÉRT? MIÉRT van szüksége egy környezetvédelemvízgazdálkodás szakon tanuló diáknak a magasság meghatározás módszereire? Földmérés 2 1

2 HAJÓZÁSI TÉRKÉPEK VITUKI Nonprofit Közhasznú Kft. (Budapest) Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Intézet Duna: Szap-Déli országhatár ( fkm) szakaszának adatai között végzett felmérési eredményei A munkához végzett felmérések és szerkesztések: Európai Uniós forrásból, az INTERREG IIIB CADSES program DANewBE Data projektjének keretén belül részben VITUKI saját finanszírozásából 3 HAJÓZÁSI TÉRKÉPEK ECDIS-szabványnak megfelelő elektronikus alaptérképek síkrajzi tartalom aktualizálása hajóúthoz közvetlenül kapcsolódó adatok (meder, műtárgyak, hajózási jelek, stb.) folyamatos frissítése szükséges időközben lezajlott árvízi események, vízépítési munkálatok, kotrások miatt a térképek hibákat tartalmazhatnak, hiányosak lehetnek a szerzői jog hatálya alatt álló térképeket a potenciális felhasználók számára (a rendszeres, navigációhoz garantált tartalmú szolgáltatás bevezetése előtt) tesztelés céljára tették közzé 4 2

3 5 6 3

4 BUDAPEST 7 ÁRPÁD-HÍD 8 4

5 9 ESZTERGOM - PÁRKÁNY 10 5

6 Mária Valéria híd november ECDIS Elektronikus hajózási térkép ECDIS (Electronic Chart Display and Information System) - Elektronikus Hajózási Térkép hatékony döntéshozást elősegítő informatikai és helymeghatározó rendszer Hardver, szoftver, adatbázis - az adatokat egy objektum orientált adatbázisban tárolja a hajó útvonalát a giroszkópos kompasz adatai alapján, a fordulás mértékét a fordulásmérőből, és a hajó sebességét Hajó helyzetét GNSS technológiával A térkép adatbázisa cellákból épül fel, melyek lefedik a Föld teljes felületét, átfedés nélkül beszkennelt papír térképek persze nem szolgálhatnak az ECDIS adatok alternatívájaként Térképi megjelenítés IHO szabvány merkátor vagy a gnomonikus vetületet 12 6

7 az EDCIS-nek a következő jellemzőket kell biztosítania Az ENC (S57) adatok olvasása és SENC adatokká konvertálása Objektumok és jellemzőik megjelenítése a megjelenítési könyvtár szerint. Megfeneklésgátló funkció Hajózási akadályok jelzése Frissítés Különböző térkép kezelési műveletek elvégzése: Rögzített pozíciók bevitele Útvonaltervezés Észrevételek és jegyzetek bevitele Mélységmérés 13 ECDIS Elektronikus hajózási térkép Mint elektronikus térképet elsősorban hivatásos navigátorok használják a hajózási szektorban, valamint különösen veszélyes vizeken. Hajógyárak, amelyek folyó mellett vannak mélyen bent a szárazföldön, és nagy óceánjárókat építenek. Tengerparti nemzetek egyre több hajó közlekedési szervízt állítanak fel a partok mellett az EDCIS segítségével. Nemzeti part és környezetvédelemben is használják, valamint olajszennyeződések megszüntetéskor vagy balesetek utáni mentéskor. Szimulátorokban képzik ki a navigátorokat az EDCIS használatára. Luxus jachtok tulajdonosai, akik a legmodernebb felszereléseket akarják a hajójukban tudni, használják még EDCIS-t. 14 7

8 15 MAGASSÁG MEGHATÁROZÁS MÓDSZEREI trigonometriai magasságmérés szintezés Tahimetria gyors mérés, optikai elven működik: szög és távolságmérésre alkalmas eljárás globális helymeghatározó rendszerrel végzett magasságmérés barometrikus magasságmérés - pontatlan sztereofotogrammetriai eljárással történő magasságmeghatározás 16 8

9 TRIGONOMETRIAI MAGASSÁGMÉRES Magassági meghatározás a pont vízszintes koordinátájának meghatározásával egyidejűleg Mérőműszerei Teodolit + távolságmérés Mérőállomás Magassági szögmérés, fizikai távmérés 17 TEODOLIT Szögmérő műszer jelent meg az első 18 9

10 MÉRŐÁLLOMÁS Teodolit + távmérő + adatrögzítő berendezés Beépített számítógép Robot mérőállomások: programozott szög- és iránymérés, távmérés és adatrögzítés végrehajtására képes elektronikus műszerek Szervomotor távvezérlő 20 10

11 TRIGONOMETRIAI MAGASSÁGMÉRÉS M B = M A + h + m 1 H + Δ 21 ELŐFELTÉTELEK - HÁTRÁNYOK A két pont vízszintes távolsága ismert legyen A két pont egymásból látható és irányozható legyen A trigonometriai magasságmérés hátrányai a szintezéssel szemben: kisebb pontosság vízszintes távolság ismeretének a szükségessége 22 11

12 ELŐNYÖK A trigonometriai magasságmérés előnyei a szintezéssel szemben: Alkalmas rövidebb távon nagy magasságkülönbségek meghatározására A mérési munka kevés, hiszen a magasságkülönbségek meghatározását nagy távolság esetén is csak egy műszerállásból végezzük Alkalmas megközelíthetetlen pontok magasságának meghatározására 23 HÍD, ÉPÜLET MAGASSÁGA Mérjük: magassági szöget (a), távolságot (t) Az épület homlokzatának magassága: M = h + t * tg α 24 12

13 Trigonometriai előmetszés több ismert magasságú ponton felállva "oda" mérésekkel határozzuk meg az új pont magasságát Az új pont nem megközelíthető pl. egy templomtorony hegycsúcs 25 Mount Everest George Everest földmérő Kínaiul Csomolungma, tibeti nyelven Sagarmatha 8848 m magas hegycsúcs, Kína, Tibet és Nepál határán 26 13

14 MAGASPONT IRÁNYZÁSA 27 A magassági irányzás hatása (ha nem a központot irányoztuk) 28 14

15 MAGASSÁGI SZÖGMÉRÉS szabályos HIBAFORRÁSAI I. Műszermagasság hibája Szalaggal mérjük Mérnökgeodéziában zavaró a műszermagasságot néhány tizedmilliméter pontossággal kell ismerni Állótengely ferdeségének hibája mérési módszerrel nem küszöbölhető ki Hatása csökkenthető az állótengely gondos függőlegessé tételével számítással figyelembe vehető miután a kompenzátor meghatározta» dőlés nagyságát és irányát. 29 MAGASSÁGI SZÖGMÉRÉS szabályos HIBAFORRÁSAI II. Magassági kör hibája indexhiba két távcső állásban való méréssel kiküszöbölhető A magassági kör szerkezete eltér a vízszintes körétől. A magassági- vagy a zenitszög mérésekor a mért szög egyik szárát a helyi vízszintes vagy függőleges jelöli ki: magassági kör indexének vízszintes vagy függőleges helyzete a magassági kör nem lehet rögzített helyzetű, az a távcsővel együtt forog. magassági körök anyaga üveg Δ k A magassági kör az osztásokat zenitszög szerinti folytatólagos számozásként hordozza Indexvonást a magassági kör középpontjával összekötő egyenes mindig függőleges legyen - kompenzátor Index képe Δ é

16 REFRAKCIÓ A Földet szintfelületekkel határolt, különböző sűrűségű levegőrétegek veszik körül. A különböző sűrűségű rétegek törésmutatói különbözőek, vagyis a levegő törésmutatója inhomogén volta miatt nem állandó, hanem értékét állandó jelleggel változtatja - a fény útja a levegőben nem egyenes, hanem görbe A fénytörés miatt a tárgyakat magasabban látjuk, mint ahol azok a valóságban vannak a látszólagos zenitszög, és a látszólagos magassági szög nem egyezik meg a tényleges zenitszöggel és magassági szöggel - azoktól kis mértékben eltér. A refrakció a magassági szöget nagyobbítja, a zenitszöget pedig kisebbíti. 31 REFRAKCIÓ HATÁSÁNAK MEGHATÁROZÁSA óra között végzett mérések a legalkalmasabbak magassági szögmérésre, ugyanis a refrakció időbeli változása ekkor a legkisebb Ω ρ = k 2 α z látszólagos látszólagos = α = z valóságos valóságos + ρ + ρ k refrakcióegyüttható, refrakciókoefficiens k átlagos értéke - Gauss szerint tehát a refrakciógörbe valóban egy erősen lapult görbe 32 16

17 33 : szintfelület görbültség és refrakció együttes hatása k=+0.13 átlagos értékkel számítva d (m) d 2 r ( m ) ( 1 k ) 34 17

18 TEREPI MÉRÉS baleset megelőzési és munkavédelmi szabályok természeti és épített környezetet megóvása - tulajdoni viszonyok figyelembe vétele - földmérő igazolvány mérési számítási vázlatban (meghatározási tervben) tervezett összes mérés mérési elem gondos megmérése terepi önellenőrzés, mérési adatok egyértelmű rögzítése mérőállomás - digitálisan 35 MAGASSÁGI MEGH. TERVE 36 18

19 TEREPI MÉRÉS műszermagasság - földmérési kő, szeg felső lapjától a szögmérő műszer fekvőtengelyéig cm pontosan meg kell mérni jelmagasság - földmérési kő, szeg felső lapjától a jel irányzott pontjáig, a prizma közepéig, cm pontosan kell megmérni a magassági megirányzást a magassági paránycsavar használatával kell befejezni magassági szögmérést a refrakció hatásának csökkentése érdekében nyáron erős napsütés esetén a déli órákban nem szabad elvégezni A trigonometriai mérési oldalakat, amennyiben lehetséges odavissza kell megmérni 37 PONTRAÁLLÁS I. Cél: a műszer (teodolit) állótengelye illetve annak képzeletbeli meghosszabbítása menjen át az ismert (koordinátákkal rendelkező) pont terepen létesített jelölésén 1.A műszerállványt, közel vízszintes fejezettel, közelítőleg az álláspont fölé állítjuk 2.A teodolit felhelyezzük a műszerállványra, rögzítjük a kötőcsavarral. 3.Belenézünk az optikai vetítőbe, és a talpcsavarokkal beirányozzuk az álláspont megjelölésének képét 4.A műszerlábak hosszának állításával a szelencés libella buborékját közelítőleg középre hozzuk, ha szükséges a talpcsavarokkal pontosítjuk 5.5. Az állótengelyt az alhidádélibellával és a talpcsavarokkal szabatosan függőlegessé tesszük 38 19

20 PONTRAÁLLÁS II. 6. Ismét belenézünk az optikai vetítőbe és a kötőcsavart meglazítva, a teodolitot önmagával párhuzamosan eltolva (nem szabad elfordítani!) ismét beirányozzuk az álláspont megjelölésének képét 7. A kötőcsavar rögzítése után ellenőrzésül a műszert óvatosan körbeforgatjuk: az optikai vetítő irányvonalának mindenhol az álláspont megjelölésének képére kell mutatnia. Amennyiben lemozdul a pontról (egy kör mentén fordul el), úgy toljuk el a teodolitot, hogy a kör középpontja legyen az álláspont megjelölésének képe 8. ellenőrzésül a műszer állótengelyének függőlegességét ellenőrizzük alhidádélibellával 39 SZÖGMÉRÉS LÉPÉSEI - irányzás 1. A mérést először 1. távcsőállásban végezzük el - kezelőfelületek jobb oldalon találhatóak, illetve a zenitszög leolvasása 0 és 180 közé esik. 2. Vízszintes szög (limbuszkör 0 osztása és az adott irány által bezárt szög vízszintes vetülete a limbuszkörön - irányérték); zenitszög - A magassági kör nulla osztása a helyi függőlegest jelenti, a zenitszög pedig a helyi függőleges és a megirányzott pont magassági körön lévő vízszintes vetülete 3. A durva irányzék segítségével nagyjából megirányozzuk a pontot 4. Megkötjük a magassági és vízszintes kötőcsavarokat 5. Belenézünk a műszerbe majd a szálkeresztet és a képet élessé tesszük és a paránycsavarok segítségével pontosan megirányozzuk a pontot 40 20

21 SZÖGMÉRÉS LÉPÉSEI - leolvasás Majd belenézünk a leolvasóberendezésbe: 41 SZÖGMÉRÉS LÉPÉSEI leolvasás II. koincidencia csavar segítségével az alsó vonalakat addig mozgatjuk, ameddig azok egy egyenesbe nem esnek

22 Közelítő, gyors magasságmeghatározás 44 22

23 ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK Trigonometriai magasságmérés elve? (+Rajz) Trigonometriai magasságmérés előnye, hátránya a szintezéssel szemben? Mi a magassági szög, zenit szög? Mi a különbség a teodolit és a mérőállomás között? 45 ELLENŐRZŐ KÉRDÉS Trigonometriai magasságmérés elve? + Rajz két ismert vízszintes távolságú pont magasságkülönbségét határozza meg magassági-, vagy zenitszög mérésével

24 ELLENŐRZŐ KÉRDÉS Trigonometriai magasságmérés előnye, hátránya a szintezéssel szemben? Előnye: Alkalmas rövidebb távon nagy magasságkülönbségek meghatározására A mérési munka kevés, hiszen a magasságkülönbségek meghatározását nagy távolság esetén is csak egy műszerállásból végezzük Alkalmas megközelíthetetlen pontok magasságának meghatározására. Hátránya: kisebb pontosság, vízszintes távolság ismeretének a szükségessége. 47 ELLENŐRZŐ KÉRDÉS Mi a magassági szög, zenit szög? 48 24

25 ELLENÖRZŐ KÉRDÉS Mi a különbség a teodolit és a mérőállomás között? Mérőállomás= Teodolit + távmérő + adatrögzítő berendezés 49 FORRÁS pdf Koós Tamás: trigonometria_ Katonai geodézia II-2 r V5- szintezés 02.html Horváth Gábor Dr. Oláh Ferenc Dr. Hartványi Tamás: ECDIS Térkép Megjelenítő és Információs Rendszer %2C21634%2C428 Gyenes Róbert, Tarsoly Péter: TRIGONOMETRIAI MAGASSÁGMÉRÉS Vörös Dániel (Konzulens: Dr. Rózsa Szabolcs): Geodéziai számítási segédlet 50 25