AST SL OGEODETS NIJI profdr. Krešimir Čolic Zavod za višu geodeziju, Geodetski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb (za objavo priredil Dušan Miškovic, Geodetski zavod Slovenije, Ljubljana) Prispelo za objavo: 27.3.1992 Izvleček Republiška geodetska uprava Slovenije (RGU) izvaja s pomočjo prof.dr. Krešimirja Čolica in njegove ekipe določevanje geoida za trigonometrične točke I. reda. Projekt je razdeljen v tri faze. Cilj naloge je določitev polja sile teže, predvsem odklona navpičnice in najbolj pomembne ploskve težnostnega polja - ploskve geoida na območju Slovenije. Ključne besede: astrogeodetska mreža, geoid, odklon navpičnice, Slovenija Abstract Republican Surveying and Mapping Administration of Slovenia with the aid of prof.dr. Čolic and his team works on the execution of geoid definition for trigonometric points of 1st order. The project is divided into 3 phases. The aim of the task is to define field weight, above all deflection of the vertical and the most important gravity field surfaces - surfaces of the geoid in Slovenia. Keywords: astrogeodetic net, geoid, Slovenia, deflection of the vertic al IZHODIŠČA UDK (UDC) 528.331 (497.12):528.28 528.21 (497.12) ELAV Samo Republika Slovenija ima od vseh republik nekdanje Jugoslavije vse pogoje, da obstoječe osnovne geodetske mreže povzdigne na sodobno evropsko raven ter postavi geodetsko dejavnost na trdne temelje. Po končanem delu v Sloveniji bo lahko uresničila ta cilj tudi Republika Hrvatska, ki je prostorsko navezana na Slovenijo. v prispevku je obravnavano naslednje: o osnovna položajna mreža, ki jo imenujemo triangulacija I. reda ali pa v novejšem času astro(nomsko)geodetska mreža • osnovna višinska mreža, ki jo imenujemo nivelman visoke natančnosti - NVN (v Evropi uporabljajo termin precizni nivelman) o gravimetrična mreža I. reda skupaj s tako imenovano osnovno gravimetrično mrežo. o današnjega dne nismo uspeli povezati omenjenih treh osnovnih geodetskih mrež nekdanje Jugoslavije s sodobnimi evropskimi mrežami. Povezave nismo Geodetski vestnik 36 (1992) 1 izvedli v času, ko bi to morali storiti -v obdobju nastanka teh mrež v Vzhodni in Zahodni Evropi, zaradi preživetih vojaških razlogov. Zvezni sekretariat za ljudsko obrambo geodetom praktično ni dovoljeval mednarodnega sodelovanja na področju osnovnih geodetskih del. Prepoved se je nanašala celo na izmenjavo podatkov. Posledice takega ravnanja so prazna polja (bele lise) na grafičnih predstavah omenjenih evropskih mrež (prikazi RETRIG, REUN in datoteke sile teže -v obliki tako imenovanih gravitacijskih anomalij prostega zraka). epublika Slovenija meji z Italijo, Avstrijo in z manjšim delom tudi z Madžarsko, ki so se pravočasno vključile v evropske geodetske mreže. To dejstvo odpira možnost tudi Republiki Hrvatski, da se prek urejenih geodetskih mrež v Sloveniji vključi v geodetske mreže Evrope. Posodabljanje gravimetričnih mrež poteka na osnovi zgostitve mreže točk, na katerih so izvedene relativne meritve pospeška sile teže z gravimetri in absolutna merjenja pospeška sile teže in njihovega povezovanja z istovrstnimi meritvami na območju sosednjih držav v Evropi in svetu. Tu dela čakajo pri nas boljše čase zaradi pomanjkanja finančnih sredstev in inštrumentarija. Vseeno smo uspeli urediti in obdelati osnovno višinsko mrežo, tako imenovano NVN-2 za celotno območje Hrvatske in Slovenije. Pričakujemo, da bomo nivelman v vsakdanji praksi lahko sčasoma popolnoma opustili zaradi določevanja nadmorskih (ortometričnih) višin točk na terenu na osnovi modemih satelitskih GPS meritev in preciznega, tako imenovanega „cm-model" - geoida. To zahteva še ogromno dela. Ob taki analizi stanja lahko ugotovimo, da so samo v Sloveniji od celotnega območja nekdanje Jugoslavije ustrezno ukrepali za konsolidacijo in zagotovitev zadovoljivega stanja osnovne položajne-astro geodetske mreže. Nedvomno je to zasluga direktorja RGU-ja, Boža Demšarja. OSNOVNA POLOŽAJNA MREŽA SLOVENUE, ODKLONI NAVPIČNICE IN PLOSKEV GEOIDA Pri osnovni položajni mreži - osnovni trigonometrični mreži so izvedena poleg prejšnjih kotnih opazovanj (natančneje: opazovanj smeri) tudi opazovanja dolžin stranic (oddaljenosti) z elektrooptičnimi razdaljemeri. Opazovanja dolžin so natančnejša, izvedena pa so med večjim številom trigonometričnih točk I. reda. Poleg tega so izvedene poskusne numerične obdelave vseh teh meritev na računalniku. Izvedena je bila kontrolna izravnava slovenskega dela osnovne položajne mreže na ploskvi sprejetega Besselovega referenčnega elip~oida (rotacijskega), ki je zaenkrat zelo netočno prostorsko orientiran. Na ta način je dokazano (Jenko), da so vsa opazovanja (kotov in dolžin) na območju Slovenije izvedena z zadovoljivo natančnostjo. Dokazano je tudi, da je možno na osnovi teh opazovanj, seveda s predhodno izračunanimi redukcijami (korekcijami) opazovanj izračunati geodetske koordinate B, L za vse trigonometrične točke, vključene v položajno mrežo najvišjega I. reda z znanimi numeričnimi metodami. To je dejstvo, za kar se moramo zahvaliti prizadevanjem RGU-ja. Vsi omenjeni cilji bodo uresničeni samo, če bodo določeni za točke I. reda položajne mreže dodatni parametri, ki so neizogibni predvsem na hribovitem območju, kot je Slovenija. Gre za parametre, ki morajo povezati geometrični model Zemlje, v katerem geodeti računamo koordinate točk državne mreže - privzeti Geodetski vestnik 35 (1991) 4 elipsoid - s fizikalno realnostjo, oziroma stvarnim stanjem na površini Zemlje, na kateri dejansko izvajamo meritve. A - lilpi@ce@V@ t©©I:@ 'I) - .tore geoldne točke II Hrwbl:@j l:ll - 11- ~!!11111 ~ 11 Hrvatakoj e - - ~idrn@ ~" II SlwM!lji Geodetski fakultet Sveučilišta u Zagrebu Slika 1: Skica stanja mreže Povezujoče količine, o katerih govorimo, lahko imenujemo osnovni fizikalni parametri v geodeziji. To so: • Odklon navpičnice - kot (prostorski) med fizikalno podano smerjo svinčnice oziroma naravne smeri vektorja sile teže ali vertikale in izključno geometrično pogojene smeri normale na referenčni elipsoid, ki je odvisen samo od . dimenzij in nameščanja, lociranja tega elipsoida v telesu Zemlje. o Undulacije (višine) geoida, ki ponazarjajo dviganje in spuščanje nepravilne ploskve geoida glede na veliko bolj umirjeno ploskev elipsoida. o sta dve najbolj pomembni karakteristični količini polja sile teže Zemlje, tretjo pa predstavljajo anomalije polja sile teže. Geoid, kot najpomembnejša nivo-ploskev v polju sile teže Zemlje (gravitacije), ki se nahaja približno na višini Geodetski vestnik 36 (1992) 1 srednjega nivoja morja, ima to lastnost, da je v vsaki točki pravokoten(a) na smer navpičnice, ki se spreminja od točke do točke. Zaradi te lastnosti in dejstva, da nosi ploskev geoida veliko število informacij o razporeditvi in zgradbi mase zemeljske skorje, je jasno, da imajo navedeni osnovni fizikalni parametri v geodeziji velik pomen tudi za druge geo-dejavnosti. Posebno to velja za dejavnosti, ki se ukvarjajo z izkoriščanjem rudnih bogastev ter dejavnostmi, ki se ukvarjajo z geološko- geofizikalnimi raziskavami rudnih ležišč, posebej ogljikovimi hidrati in zemeljskim plinom. V Sloveniji in Hrvatski so odkrili veliko število rudnih nahajališč na osnovi obdelave gravimetričnih opazovanj in računanja anomalij sile teže. Pri določanju lokacije rudnih najdišč so praviloma uporabili samo eno komponento vektorja sile teže - njegovo velikost (intenziteto). Sigurno bi lahko dosegli več, če bi uporabili tudi spremembe smeri vektorja naravnega polja sile teže v stojiščih na enem območju, ki jih ponazarjajo komponente t 'YJ odklona navpičnice. Komponente odklona navpičnice se najbolj nat~nčno določijo na osnovi astronomskih in geodetskih opazovanj. Zaradi definicije geodezije, ki pravi, da je osnovna naloga geodezije določitev oblike Zemlje in velikosti njenega težnostnega polja in širokega razpona delovanja geodetov, lahko rečemo, da so geodetski strokovnjaki povezovalni člen med inženirsko-tehničnimi, geoznanstvenimi in informacijskimi dejavnostmi (geoinformatika in podobno). N : --~=----. . . !b . . . . . . : a -------------------+-------------------- geoid Slika 2: Ponazoritev odnosa geoida in elipsoida Slika 3: Oblika_geoida _s poudarjenimi neprav1lnostm1 Odklone navpičnice običajno razložimo kot vektorske količine na dve med seboj pravokotni komponenti (nasprotno od anomalij sile teže, ki so skalarji). Omenjeni komponenti sta: ~ - komponenta (projekcija) v ravnini meridiana (sever-jug, N-S) rJ - komponenta (projekcija) v ravnini prvega vertikala (E-W). NUJNOST DOLOČANJA GEOIDNIH TOČK Od vseh možnih postopkov določanja odklona navpičnice in geoidnih undulacij (oziroma anomalij višin pri uporabi kvazigeoida) ima izrazito prednost astrogeodetska metoda. Tu metoda ne zahteva merskih podatkov sosednjih držav, zahteva pa terenska astronomska opazovanja na velikem številu točk. To so občutljiva in težavna nočna opazovanja, ki zahtevajo relativno veliko časa. Druga ugotovitev je, Geodetski vestnik 35 (1991) 4 da so po uspešni uporabi te metode v ZR Nemčiji in Švici metodo zelo uspešno uporabili tudi v Avstriji. Tumkajšni kolegi so izvedli nova astronomska opazovanja v nekaj letih (zaključno do leta 1986) na skoraj šeststo stalnih geodetskih točkah. Opazovanja so izvedli z originalnim tovarniškim kompletom Zeiss Ni-2 astrolaba brez kakršnihkoli razširitev in izboljšav, ob izredno težkih nočnih pogojih in pretežno v goratem svetu. S tem delom so sedaj na svetu prvi v določevanju karakterističnih parametrov polja sile teže, predvsem pa pri določevanju odklona navpičnice in ploskve geoida. Pri delu so uporabili klasični astrogeodetski nivelman in sodobno metodo kolokacije po metodi najmanjših kvadratov. Geodeti v Avstriji so imeli veliko prednost pred nami, saj so imeli astronomske koordinate (A,