G H o Y GEODETSKI VESTNIK | letn. / Vol. 621 št / No. 41 162/4 določitev položajev position determination cerkvenih zvonikov v of church belfries in koordinatnem sistemu the d96/tm coordinate d96/tm system Aleš Marjetic, Polona Pavlovčič Prešeren UDK: 528.236:726 Klasifikacija prispevka po COBISS.SI: 1.01 Prispelo: 27. 8. 2018 Sprejeto: 20. 11. 2018 DOI: https://doi.org/10.15292/geodetski-vestnik.2018.04.587-603 SCIENTIFIC ARTICLE Received: 27. 8. 2018 Accepted: 20. 11. 2018 _ IZVLEČEK Cerkveni zvoniki so v starem koordinatnem sistemu v veliko primerih služili za izhodišče izmere, zato so njihove koordinate redno vzdrževali v geodetskih bazah. V novem koordinatnem sistemu ob uporabi satelitskih metod izmere ter transformacij med koordinatnimi sistemi so izgubili na uporabni vrednosti. Ker se danes število talnih točk starih trigonometričnih mrež zaradi rekonstrukcijskih del zmanjšuje, zopet pridobivajo na pomenu. V večini primerov so ohranjeni v prvotnem stanju, zato predstavljajo možnost zveznega prehoda med starim in novim koordinatnim sistemom. Uporabimo jih lahko za določitev transformacijskih parametrov ali za oceno kakovosti vsedržavnega modela transformacije, vendar jim moramo pred tem koordinate določiti v novem koordinatnem sistemu. V prispevku opisujemo določitev položajev zvonikov petih cerkva na območju jugo-zahodne Ljubljane v koordinatnem sistemu D96/TM. Postopek združuje določitev datuma geodetske mreže z mertvami GNSS, terestrično izmero in izravnavo proste mreže ter uporabo S-transformacije za vklop izravnane terestrične mreže v koordinatni sistem D96/ TM. Koordinate smo primerjali s transformiranimi (trikotniška transformacija) in ugotovili razlike reda velikosti nekaj cm. Za obravnavani vzorec točk lahko rečemo, da model vsedržavne trikotniške transformacije učinkovito opisuje prehod iz starega v novi koordinatni sistem. ABSTRACT _ In the old coordinate system, church belfries often served as reference points in detail surveying, so their coordinates were regularly maintained in the geodetic databases. Their usability was reduced by the new coordinate system establishment along with the use of satellite based positioning methods. Today they have gained at their practical value since the trigonometric geodetic points decrease due to reconstructions. They were mostly preserved in the original condition, so they present the possibility of transition from the old to the new coordinate system. They serve for the transformation parameters' determination as well as for the quality evaluation of the state transformation model. For this, their coordinates should be determined in the new coordinate system. The article describes the determination offive church belfries from south-western part of Ljubljana in the new coordinate system D96/TM. The procedure combines geodetic network datum determination, inclusion of the terrestrial measurements and free-network adjustment and further use of the S-transformation. Further comparison of coordinates shows some centimetre differences for the given sample of church belfries. For the sample under consideration, we can conclude that the Slovenian triangle-based transformation model effectively describes transformation between the old and the new coordinate system. KLJUČNE BESEDE KEY WORDS cerkveni zvonik, geodetska mreža, izmera GNSS, terestrična izmera, datum izmeritvene mreže, S-transformacija church belfry, geodetic network, GNSS methods, terrestrial measurements, adjustment, S-transformation Aleš Marjetic, Polona Pavlovčič Prešeren | DOLOČITEV DINATE SYSTEM | 587-603 | V CERKVENIH ZVONIKOV V K 16/TM | POSITION NATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ I 587 | | 62/4 | GEODETSKI VESTNIK ^ 1 UVOD sg V Sloveniji smo novi koordinatni sistem D96/TM najprej pričeli uvajati v zemljiški kataster (Pravilnik S o urejanju mej ter spreminjanju ..., Uradni list RS, št. 8/2007). S postopnim uvajanjem koordinatnega i sistema v državne prostorske podatkovne zbirke, ki je opredeljen z datumom 1. 1. 2008 (139. člen =■ ZEN, Uradni list RS, št. 47/2006), so se uveljavile nove metode določitve koordinat, ki so temeljile na •Ei uporabi tehnologije GNSS oziroma kombinaciji terestričnih in GNSS-metod izmere oziroma na dolo-H čitvi položajev točk s transformacijo. Do predstavitve modela trikotniške transformacije smo za prehod ^ med koordinatnima sistemoma imeli na voljo le podobnostno transformacijo (Stopar in Kuhar, 2001). Geodetska uprava Republike Slovenije (v nadaljevanju: GURS) je uporabnikom dala na voljo transformacijske parametre, vendar z opozorilom, da ne ustrezajo zahtevani kakovosti določitve detajlnih točk. Da bi tudi s transformacijo zadovoljili opredeljene zahteve glede kakovosti določitve koordinat detajlnih točk, je bilo na izbranem območju treba določiti transformacijske parametre na podlagi nabora točk s koordinatami v obeh koordinatnih sistemih. S postopkom se še vedno uspešno rešuje problematika prehoda med koordinatnima sistemoma na detajlu, medtem ko je za transformacijo večjih (vsedržavnih) podatkovnih zbirk preveč kompleksen. Natančnost enostavnega in kompleksnih modelov transformacije med starim in novim koordinatnim sistemom sta v letu 2007 opredelila Berk in Duhovnik (2007). Ob tem je bila prvič omenjena možnost =- neposrednega prehoda med starim in novim koordinatnim sistemom za vso državo s trikotniško zasnovano odsekoma afino transformacijo v ravnini projekcije (v nadaljevanju: trikotniška transformacija). Izboljšano zasnovo državnega transformacijskega modela z virtualnimi veznimi točkami so predstavili v letih 2010 in 2013 (Berk in Komadina, 2013) ter tako opredelili enotni prehod vseh prostorskih podatkovnih zbirk v novi državni koordinatni sistem. Geodetska uprava Republike Slovenije je v letu 2014 trikotniško transformacijo zakonsko opredelila kot vsedržavni model prehoda v novi koordinatni sistem (28. člen ZDGRS, Uradni list RS, št. 25/2014) s končnim datumom 23. 11. 2017. Z verifikacijo modela trikotniške transformacije različice 4.0 (Berk in sod., 2015) so ugotovili, da aktualni model trikotniške transformacije na nekaterih območjih precej dobro opisuje dejansko stanje zemljiškega katastra v državi. Kljub temu še vedno obstajajo območja z večjimi razlikami med dejanskim in modeliranim stanjem, ki so opredeljena kot nepreverjena oziroma niso bila vključena v oceno kakovosti transformacije (Berk in sod., 2017). Čeprav so na večini izbranih testnih območij ugotovili, da je pogojno sprejemljiva kakovost trikotniškega transformacijskega modela nekje do 10 centimetrov, je modelirano stanje dobro oceniti s primerjavo terensko določenih položajev točk s transformiranimi koordinatami. Če pri detajlni izmeri uporabimo za koordinatno izhodišče transformirane koordinate danih točk, lahko opredeljena natančnost danih koordinat 10 centimetrov pri 100 metrov dolgi orientacijski vizuri vodi v pogrešek smeri do velikosti približno 200" (~ 3'), kar vpliva na natančnost določitve koordinat detajlnih točk najmanj enakega (10 cm) velikostnega reda. To je precej več od dopustne natančnosti določitve koordinat detajlnih ali zemljiškokatastrskih točk (večja polos standardne elipse pogreškov (verjetnost je 39,4 %) ne sme presegati 4 centimetrov). Postopek verifikacije modela trikotniške transformacije je temeljil na točkah poligonske mreže in nadaljnji zgostitveni mreži veznih točk. Zal se dogaja, da so fizično stabilizirane talne geodetske točke starega koordinatnega sistema zaradi rekonstrukcijskih del pogosto podvržene uničenju. Točk ne obnavljajo več, Aleš Marjetic, Polona Pavlovčič Prešeren | DOLOČITEV POLOŽAJEV CERKVENIH ZVONIKOV V KOORDINATNEM SISTEMU D96/TM | POSITION DETERMINATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ 588 | TM COORDINATE SYSTEM | 587-603 | GEODETSKI VESTNIK | 62/4 | čeprav imajo pri rekonstrukciji starega stanja v naravi neprecenljivo vrednost, ponujajo namreč možnost zveznega prehoda med starim in novim koordinatnim sistemom na območju detajla. Zato je smiselno, ¡= ' da posameznim geodetskim točkam starih trigonometričnih mrež, ki jih ni zlahka uničiti, določimo ^ položaj tudi v novem koordinatnem sistemu. Ekscentrični signali starih trigonometričnih mrež, kot so == cerkveni zvoniki, telekomunikacijske antene in drugi objekti, katerih koordinate so bile do leta 2008 določene s klasično terestrično geodetsko izmero v koordinatnem sistemu D48/GK, ponujajo možnost S za ohranitev starega koordinatnega sistema in rekonstrukcijo stanja iz preteklosti za daljše časovno ob- ¡1 dobje. Na nekaterih območjih so že danes edina možnost za zagotovitev zveznosti prehoda med starim s in novim koordinatnim sistemom. Cerkveni zvoniki so se v trigonometričnih mrežah drugega ali nižjih redov uporabljali za posredno določitev koordinat detajlnih točk. Pri polarni izmeri smo jih uporabljali za orientacijo ter nadaljnjo izmero detajla, v postopku notranjega ureza pa kot dane točke za določitev koordinat stojišča. Njihove položaje v koordinatnem sistemu D48/GK je bilo mogoče pridobiti iz Gursovih evidenc. Čeprav evidenc o točkah starih geodetskih mrež ne obnavljajo več, so podatki še vedno na voljo. V nasprotju s poligonskimi ali trigonometričnimi točkami, ki so bile na tleh in so jih z gradbenimi deli preprosto fizično odstranili, so cerkveni zvoniki točke, ki večinoma niso bile podvržene uničenju. Ker so v naravi ohranjeni, jih lahko uporabimo kot točke s položaji v starem koordinatnem sistemu, ki jim je s terensko izmero mogoče določiti koordinate tudi v novem koordinatnem sistemu. Dodatno jim lahko položaj določimo posredno, s transformacijo. V prispevku predstavljamo postopek določitve koordinat cerkvenih zvonikov v novem koordinatnem sistemu s kombinacijo GNSS in terestričnih geodetskih merskih tehnik ob upoštevanju zahtev glede primerne kakovosti določitve koordinat točk. Izmera GNSS je podlaga za določitev koordinat nekaterih točk geodetske mikromreže, ki jo vzpostavimo v okolici posameznega cerkvenega zvonika. Izmera celotne mreže je izvedena tudi klasično, s terestričnimi metodami triangulacije in trilateracije, ter izravnana po metodi najmanjših kvadratov (v nadaljevanju MNK) z definiranim geodetskim datumom, ki ga določajo točke GNSS. Postopek smo uporabili pri določitvi koordinat šestih cerkvenih zvonikov na območju jugozahodne Ljubljane. Mreže v okolici cerkva so se zaradi konfiguracije terena po geometriji razlikovale, zato smo pri vsakem primeru k problemu pristopili nekoliko drugače. Glavni cilj je bil pridobiti nabor položajev (koordinat v horizontalni ravnini in višin) cerkvenih zvonikov v novem in starem koordinatnem sistemu za fizično rekonstrukcijo detajla iz podatkov starega koordinatnega sistema in njegovo določitev v novem koordinatnem sistemu. Obenem so se z naborom koordinat točk v obeh koordinatnih sistemih pojavile druge možnosti za uporabo podatkov, in sicer za oceno kakovosti vsedržavnega modela ravninske trikotniške transformacije ter izračun transformacijskih parametrov prostorske transformacije za obravnavano območje. 2 METODA IZMERE 2.1 Vzpostavitev izmeritvene mreže V okviru naloge, s katero smo želeli določiti koordinate cerkvenih zvonikov, smo si na jugozahodnem delu Ljubljane izbrali pet cerkva, katerih zvoniki so koordinatno določeni v starem sistemu D48/GK in Aleš Marjetic, Polona Pavlovčlč Prešeren | DOLOČITEV POLOŽAJEV CERKVENIH ZVONIKOV V KOORDINATNEM SISTEMU D96/TM | POSITION DETERMINATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ TM COORDINATE SYSTEM | 587-603 | | 589 | 62/4 | GEODETSKI VESTNIK za katere smo predpostavili, da v zadnjih dvajsetih letih niso bile obnovljene. To so cerkve v Trnovem, ¡= na Viču, Rožniku, v Podsmreki in na Dobrovi pri Polhovem Gradcu. Iz Gursovih evidenc smo pridobili topografije točk s koordinatami v D48/GK, iz katerih je razvidno, da so bile koordinate določene s s triangulacijo ter višine z metodo trigonometričnega višinomerstva. = Preglednica 1: Opis in seznam koordinat obravnavanih točk v D48/GK (vir: GURS). Točka (cerkveni zvonik) Oznaka točke Opis y [m] x [m] H [m] Trnovo — zahod 240-C2 Trigonom. in poligonom. točka IV. reda 461.832,46 99.989,50 / Trnovo — vzhod 240-C1 461.849,93 99.989,22 / Vič 124-C0 459.984,02 99.868,19 340,52 Rožnik 204-C0 Trigonom. in poligonom. točka III. reda 459.937,19 101.340,75 425,80 Podsmreka 893-C0 456.202,40 99.557,54 347,13 Dobrova 292-C0 454.777,14 100.905,65 356,02 Za določitev koordinat obravnavanih točk (preglednica 1) v koordinatnem sistemu D96/TM smo uporabili kombinacijo GNSS in klasične terestrične izmere. Slednja je vključevala izvedbo tahimetričnih meritev in geometričnega nivelmana. Pred izmero smo postavili zahtevo glede določitve koordinat točk z nadštevilnimi meritvami, zato smo v okolici posamezne cerkve vzpostaviti geodetsko mikromrežo. Vsakič smo izhajali iz istih zahtev, in sicer: — lokacijo vsaj treh točk moramo izbrati tako, da bo mogoče izvesti kakovostno izmero GNSS, — zagotoviti moramo vidnost med točkami, — točka na strehi zvonika mora biti vidna z vsaj treh točk mreže, — oddaljenost točk od cerkvenega zvonika mora biti vsaj 50 metrov, da se izognemo prestrmim vi-zuram, in — geometrija geodetske mreže naj bo primerna, kar pomeni, da moramo zagotoviti čim enakomernejše oddaljenosti in čim več merskih povezav med točkami. Slika 1: Geodetska mreža za izmero cerkvenega zvonika - levo: Rožnik, desno: Dobrova. Aleš Marjetic, Polona Pavlovčič Prešeren | DOLOČITEV POLOŽAJEV CERKVENIH ZVONIKOV V KOORDINATNEM SISTEMU D96/TM | POSITION DETERMINATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ 590 | TM COORDINATE SYSTEM | 587-603 | GEODETSKI VESTNIK | 62/4 | Slika 2: Geodetska mreža za izmero cerkvenega zvonika - levo: Podsmreka, desno: Vič. Slika 3: Geodetska mreža za izmero cerkvenega zvonika v Trnovem. Glede na konfiguracijo terena in ovire smo skušali v okolici vsake cerkve vzpostaviti za klasično izmero optimalno geometrijo geodetske mreže (slike od 1 do 3). Geodetska mreža na Rožniku je zaradi velike razgibanosti terena in zaraščenosti precej slabe oblike. Odločili smo se, da je tu zaradi zaraščenosti z gozdom nujno vzpostaviti štiri točke za izvedbo meritev GNSS (v nadaljevanju: točke GNSS), od katerih je bila le točka E locirana na jasi z dobrimi pogoji za sprejem signala. Na žalost lokacija točke E ni omogočala izvedbe nadštevilnih klasičnih merskih povezav (dolžine, smeri) do preostalih točk, razen do točke D. Na podobno težavo smo naleteli pri mreži na Viču (slika 2), le da so tam sprejem signala ali vzpostavitev vizur ovirale gosto pozidane stavbe. Točke v obravnavanih mikromrežah smo trajno stabilizirali s kovinskimi čepi, kar omogoča ponovljivost izmere z isto geometrijo mreže. Trajna stabilizacija nam je poleg tega omogočila signalizacijo točk s prisilnim centriranjem z uporabo stativov in preciznih reflektorjev. Aleš Marjetic, Polona Pavlovčlč Prešeren | DOLOČITEV POLOŽAJEV CERKVENIH ZVONIKOV V KOORDINATNEM SISTEMU D96/TM | POSITION DETERMINATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ TM COORDINATE SYSTEM | 587-603 | | 591 | 62/4 | GEODETSKI VESTNIK ^ 2.2 Izmera GNSS sg V posamezni mikromreži v okolici cerkva smo na izbranih točkah izvedli statično izmero GNSS v trajanju S od 120 do 180 minut. Pri tem smo uporabili: s - tri instrumente Leica Viva GS15 (natančnost pri statični izmeri: Hz: 3 mm, 1 ppm; V: 3,5 mm, 0,4 1 ppm (Leica Viva GS15 Datasheet, 2018; levo na sliki 4); s - instrument Javad Triumph LS10 z zunanjo anteno s kovinskimi obroči Antena RingAnt-G3T g (angl. choke ring; natančnost pri statični izmeri: Hz: 3 mm, 1 ppm; V: 3,5 mm, 0,4 ppm (Javad Triumph-LS Datasheet, 2018); desno na sliki 4); — ter drugo mersko opremo (žepni merski trak, optično grezilo Leica GZR 103). Slika 4: Statična metoda izmere GNSS na delovišču Dobrova z instrumentoma Leica Viva GS15 (levo) in Javad Triumph LS10 z zunanjo anteno (desno). Med meritvijo smo nastavili interval registracije 5 s in minimalni višinski kot 10 Izvedli smo eno serijo opazovanj ter jo v nadaljnji obdelavi razdelili na dve oziroma tri enako dolge serije, pri čemer smo v vsaki obdelali linearno neodvisne povezave med točkami. Ker smo se v nadaljnji obdelavi navezovali na izhodiščne točke omrežja SIGNAL (SIGNAL, 2018), smo med meritvijo sprejemali le signale navigacijskih sistemov GPS in GLONASS. 2.3 Klasična terestrična izmera Pri klasični terestrični izmeri so bile stojišča instrumenta točke geodetske mikromreže, brez cerkvenega zvonika. Zaradi majhnih dimenzij mreže smo sledili priporočilom glede realizacije vseh mogočih merskih povezav do preostalih točk v mreži. Izmero horizontalnih smeri smo po girusni metodi izvedli v petih girusih, hkrati z merjenjem zenitnih razdalj in poševnih dolžin. Pri izmeri smo uporabili preizkušen elektronski tahimeter Leica MS50 (&ISO-THEO = 1", = 1 mm + 1,5 ppm), ki omogoča samodejno viziranje, ter dodaten merski pribor: digitalni barometer Paroscientific, precizni aspiracijski psihrometer in žepni merski trak. Aleš Marjetic, Polona Pavlovčič Prešeren | DOLOČITEV POLOŽAJEV CERKVENIH ZVONIKOV V KOORDINATNEM SISTEMU D96/TM | POSITION DETERMINATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ 592 | TM COORDINATE SYSTEM | 587-603 | GEODETSKI VESTNIK | 62/4 | Glede na to, da je bil namen določiti koordinate cerkvenega zvonika, smo posebno pozornost namenili viziranju na točko na vrhu zvonika. Zaradi zagotovitve nadštevilnosti smo sledili zahtevi, da mora biti točka zvonika določena z zunanjimi meritvami kotov in dolžin z vsaj treh stojišč. Polarna metoda izmere z enega stojišča v konceptu določevanja s čim večjo natančnostjo tokrat ni bila primerna, saj so bile dolžine stojišč od zvonika relativno kratke in je bilo ocenjevanje sredinske točke na vrhu nosilca pod jabolkom relativno težka naloga. Najboljša metoda viziranja je bila izmera levega in desnega vidnega roba nosilca pod jabolkom, pri čemer smo merili samo horizontalne smeri, in izmera ocenjene sredinske točke z vsemi tremi merskimi količinami (horizontalna smer, zenitna razdalja in poševna dolžina, slika 5). Slednja je bila točka, do katere smo računali višinsko razliko, ker smo imeli na voljo merjeno zenitno razdaljo in poševno dolžino. Poševno dolžino smo merili v načinu brez reflektorja. Slika 5: Viziranje na točko na zvoniku (pogled od spodaj). Rezultat girusne metode so izračunane sredine reduciranih smeri na vizirane točke na posameznem stojišču ter vrednosti sredin za merjene zenitne razdalje in poševne dolžine. Na vsakem stojišču smo izmerili tudi meteorološke parametre (p — zračni tlak, i — suha in tm — mokra temperatura), ki smo jih kasneje uporabili za redukcijo poševno merjenih dolžin. Prehod iz poševno merjenih v horizontalne dolžine med točkami mikromreže smo izvedli na podlagi zenitnih razdalj; dolžine smo reducirali za meteorološke, geometrične in projekcijske popravke na ničelni nivo v prečni Mercatorjevi projekcijski ravnini z upoštevanjem ustrezne modulacije (Kogoj, 2002). Pri določitvi višinskega datuma smo ravnali drugače kot pri horizontalni situaciji. Z GNSS lahko z ustrezno kakovostjo določimo le elipsoidne višine, ki imajo geometričen pomen, medtem ko je bil cilj določiti višine cerkvenih zvonikov v uradnem državnem višinskem koordinatnem sistemu (tj. normalne višine). To pomeni, da posredno določene normalne višine ob uporabi aktualnega državnega modela geoida AMG2000 (Pribičevic, 2000) za dano nalogo niso bile dovolj. Odločili smo se, da bomo pri določitvi višinskega datuma izhajali iz reperjev državne višinske geodetske mreže v neposredni bližini (preglednica 2). Aleš Marjetič, Polona Pavlovčič Prešeren | DOLOČITEV DINATE SYSTEM | 587-603 | V CERKVENIH ZVONIKOV V K 16/TM | POSITION NATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ | 593 | | 62/4 | GEODETSKI VESTNIK Preglednica 2: Izhodiščni reperji za višinsko navezavo mrež (vir: GURS) Reper Red H [m] 17/7 (Vič) 294,5148 18/5 (Trnovo) 294,5729 11/26 (Rožnik) mestni nivelman 394,4744 R2 (Dobrova) 312,9150 13/2 (Podsmreka) 322,0067 Prenos višine z reperja na vsaj eno točko geodetske mikomreže smo izvedli z metodo preciznega geometričnega nivelmana z niveliranjem v nivelmanskem vlaku v obe smeri (tja in nazaj). Pri tem smo uporabili precizni nivelir Leica DNA03 (&ISO_LEV = 0,3 mm / km dvojnega nivelmana) in precizne invar nivelmanske late Leica GPCL2. 3 izračun definitivnih koordinat točk Izračun koordinat točk je za vsako mrežo potekal v dveh osnovnih korakih, ločeno za GNSS in klasično terestrično izmero. Najprej smo z obdelavo opazovanj GNSS določili položaje točk v globalnem koordinatnem sistemu in nadalje izravnali ravninsko triangulacijsko-trilateracijsko mrežo. 3.1 obdelava podatkov izmere GNSS Opazovanja posamezne terenske izmere smo obdelali ločeno z navezavo različne postaje omrežja SIGNAL (v Ljubljani (GSR1), Idriji (IDRI) in Radovljici (RADO)) ter z uporabo virtualnega referenčnega stojišča VRS v neposredni bližini mikromreže. V obdelavo smo vključili končne precizne efemeride IGV (za GPS in GLONASS) službe IGS (angl. International GNSS service) (IGS, 2018) ter kalibracijske protokole anten službe NGS (angl. National Geodetic Survey) (NGS, 2018). Z različnimi načini upoštevanja vpliva troposfere na opazovanja (modeli Hopfield, VMF z GPT2 ali ocena vpliva troposfere tekom obdelave) smo se po ugotavljanju kakovosti zapiranja figur v mreži GNSS odločili za model, s katerim smo dobili najboljše rezultate. Vsako izmero smo obdelali na več načinov, in sicer ko: — so se vsi vektorji navezovali na isto referenčno točko omrežja SIGNAL, in sicer GSR1 oziroma VRS (govorimo o tako imenovani radialni izmeri), — smo opazovanja celotne serije razdelili v dve ali tri serije enakega trajanja in v vsaki obdelali poligon z linearno neodvisnimi vektorji ter — smo v obdelavi uporabili različne modele troposferske refrakcije. Prvi način se je navezoval na konfiguracijo mreže brez nadštevilnih baznih vektorjev, zato tu ni bilo mogoče narediti nekaterih računskih kontrol (zapiranje figur v posameznih zaključenih poligonih) niti izravnave. V načinu, ko smo obdelovali linearno neodvisne vektorje v posamezni seriji, smo določili nadštevilne povezave med točkami, to je mrežo baznih vektorjev GNSS. Pred izravnavo smo ugotavljali pogreške pri zapiranju figur v mreži. Med rezultati obdelav, ko so bile nastavitve povsem enake, le uporabljeni model troposferske refrakcije je bil drugačen, smo dobili različne rezultate zapiranja figur v mreži. Na podlagi najmanjših razlik v zapiranju različnih figur v mreži smo se odločili, kateri model troposferske refrakcije bomo uporabili v končni določitvi koordinat točk posamezne mreže. V vseh obdelavah opa- Aleš Marjetic, Polona Pavlovčič Prešeren | DOLOČITEV POLOŽAJEV CERKVENIH ZVONIKOV V KOORDINATNEM SISTEMU D96/TM | POSITION DETERMINATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ 594 | TM COORDINATE SYSTEM | 587-603 | GEODETSKI VESTNIK | 62/4 | zovanj so bili vektorji uspešno obdelani in fazne neznanke določene kot cela števila (angl. phase fixed); pri daljši povezavah je bilo najbolje vpliv troposferske refrakcije ocenjevati, pri krajših je bil večinoma najučinkovitejši model VMF z GPT2 (angl. Vienna Mapping Function z Global Pressure Temperature model 2). Mrežo vektorjev smo naprej izravnali po metodi najmanjših kvadratov; v postopku izravnave smo s testom Tau (Popova metoda) ugotavljali grobo pogrešene vektorje v mreži (če smo vektor iz mreže izločili, smo obdelali drugo povezavo). V preglednici 3 podajamo koordinate GNSS-točk v slovenski realizaciji koordinatnega sistema ETRS89, pri čemer smo v nadaljnjem postopku določitve koordinat cerkvenih zvonikov uporabili le horizontalne koordinate. Z GNSS-višinomerstvom določeno višino podajamo zato, da lahko potrdimo odločitev, zakaj je višinski datum treba določiti drugače (podrobnejši opis v razdelku 3.3). Preglednica 3: Koordinate GNSS-točk v koordinatnem sistem D96/TM, pri čemer je višina H določena z GNSS-višinomerstvom ob uporabi modela geoida AMG2000. Točka e [m] a [mm] n [m] a [mm] h [m] a, [mm] H [m] Rožnik A 459.528,3370 0,9 101.880,9340 1,1 434,847 2,7 388,417 B 459.577,2040 1,3 101.830,5580 1,4 440,133 4,1 393,698 C 459.565,8580 0,6 101.751,8590 0,8 425,506 1,8 379,072 E 459.485,6420 0,5 101.662,9880 0,6 425,962 1,5 379,527 Trnovo A 461.331,3200 0,5 100.486,2600 0,8 293,178 1,8 339,588 B 461.367,3800 0,5 100.581,8520 0,8 293,625 1,8 340,035 C 461.462,2390 0,8 100.552,5740 1,2 292,493 2,4 338,903 Vič A 459.788,5160 1,3 100.326,9520 1,8 340,961 3,9 294,542 B 459.574,5180 1,5 100.205,8020 2,0 340,957 4,3 294,539 C 459.509,5120 1,2 100.370,7850 1,6 340,668 3,8 294,247 Dobrova A 454.369,5065 0,3 101.345,4354 0,3 369,329 0,7 322,825 B 454.359,4120 1,2 101.498,3217 0,3 380,866 0,4 334,361 C 454.415,4015 0,5 101.321,7116 0,6 360,825 1,4 314,322 D 454.459,0689 0,4 101.376,6478 0,5 359,985 0,0012 313,483 Podsmreka A 455.829,4711 2,0 100.133,4245 2,6 366,212 6,3 319,746 C 455.791,0793 2,4 100.058,5582 3,0 370,288 6,0 323,823 D 455.859,9611 2,5 99.998,3927 3,3 366,214 7,4 319,750 3.2 izravnava ravninske triangulacijsko-trilateracijske mikromreže Sredine girusov reduciranih smeri in reducirane horizontalne dolžine med točkami mikromreže ter sredine horizontalnih smeri levega in desnega roba vrha nosilca pod jabolkom točke cerkvenega zvonika so bile vhodni podatek za izravnavo po MNK za določitev horizontalnih koordinat. Sredine girusov Aleš Marjetic, Polona Pavlovčlč Prešeren | DOLOČITEV POLOŽAJEV CERKVENIH ZVONIKOV V KOORDINATNEM SISTEMU D96/TM | POSITION DETERMINATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ TM COORDINATE SYSTEM | 587-603 | | 595 | 62/4 | GEODETSKI VESTNIK merjenih zenitnih razdalj in poševnih dolžin pa so bile vhodni podatek za izračun višinskih razlik med točkami mreže, ki smo jih uporabili v izravnavi višinske mreže. Pri izravnavi horizontalne mreže ji dolžine do točke zvonika nismo uporabili, saj se meritev dolžine nanaša na obod nosilca in ni merjena ^ neposredno do točke. 1 Glede na uporabljen precizen merski instrumentarij in dodaten merski pribor ter glede na korektno izve-s deno terensko izmero v optimalnih vremenskih razmerah je pričakovati kakovostne rezultate. To najlažje s preverimo, če celotno mrežo izravnamo kot prosto mrežo (Kuang, 1996; Marjetič in Stopar, 2007), to je brez danih točk mreže. Popravki meritev ter ocena natančnosti meritev in koordinat točk po izravnavi kažejo na visoko kakovost meritev. Ker smo imeli cilj, da natančne terestrične meritve vplivajo tudi na ustrezno kakovost končnih koordinat točk mreže v ustrezno definiranem geodetskem datumu, smo se odločili izravnavo meritev izvesti po ustreznem premisleku in postopku. Ker smo izhajali iz predhodno določene mreže GNSS (za določitev koordinat v D96/TM), smo pričakovali neskladnosti geometrije mreže GNSS z geometrijo, ki jo določajo terestrične meritve. Najprej smo se vprašali, ali lahko koordinate točk GNSS predstavljajo dane koordinate v izravnavi terestrične mreže. Če pogledamo rezultate izravnave petih mrež, vpetih na GNSS-koordinate točk, vidimo, da so natančnosti v vpeti mreži glede na rezultate izravnave prostih mrež slabše (preglednica 4). Kljub temu bi bila lahko natančnost določitve koordinat cerkvenih zvonikov primerna za naloge določitve položajev točk detajla s predvideno natančnostjo nekaj centimetrov. Bolj kot ^ poslabšanje natančnosti pa pri rezultatih izravnave vpete mreže moti precejšnja razlika v koordinatah točk glede na koordinate iz proste mreže, ki pa so zaradi značilnosti obeh izravnav pričakovane. Razlike med definitivnimi koordinatami proste in vpete mreže znašajo do nekaj centimetrov (preglednica 4). Preglednica 4: Rezultati izračuna koordinat v prosti in vpeti mreži Mreža (dane točke) Točka i- [m] n [m] a [mm] a [mm] i- [m] n [m] a [mm] a [mm] Prosta mreža Vpeta mreža Rožnik D 459.524,9861 101.706,4015 0,2 0,3 459.524,9806 101.706,4049 1,3 1,5 (A, B, C, E) 204-C0 459.566,2268 101.827,2825 0,3 0,7 459.566,2178 101.827,2910 1,7 3,9 Trnovo D 461.413,0072 100.474,6489 0,8 0,6 461.413,0339 100.474,6538 2,5 1,7 (A, B, C) 240-C1 461.478,8643 100.475,7027 1,3 1,4 461.478,8818 100.475,7215 3,4 4,9 240-C2 461.461,4590 100.475,9693 0,9 1,2 461.461,4788 100.475,9845 2,9 4,2 Vič D 459.631,6631 100.431,1052 1,0 1,1 459.631,7076 100.431,1927 2,4 2,3 (A, B, C) E 459.702,8502 100.287,6061 0,9 0,8 459.702,8709 100.287,6820 1,8 1,4 124-C0 459.612,9947 100.354,5806 1,1 1,5 459.613,0273 100.354,6705 2,2 2,9 Dobrova E 454.410,4831 101.354,1738 0,3 0,3 454.410,4852 101.354,1720 0,9 0,9 (A, B, C, D) F 454.448,6721 101.428,6475 0,3 0,4 454.448,6690 101.428,6430 1,7 2,9 292-C0 454.406,2286 101.392,2562 0,6 0,7 454.406,2257 101.392,2531 3,6 4,5 Podsmreka B 455.766,2909 100.097,5639 0,1 0,1 455.766,2783 100.097,5642 1,0 1,7 (A, C, D) 893-C0 455.831,3941 100.044,0623 0,2 0,3 455.831,3871 100.044,0588 2,5 3,7 Razlike v koordinatah pri izravnavi proste in vpete mreže so posledica dejstva, da je geodetski datum pri izravnavi proste mreže vezan na približne koordinate točk, ki jih uporabimo v izravnavi, in se tako nanaša na (Marjetič in Stopar, 2007): Aleš Marjetic, Polona Pavlovčič Prešeren | DOLOČITEV POLOŽAJEV CERKVENIH ZVONIKOV V KOORDINATNEM SISTEMU D96/TM | POSITION DETERMINATION OF CHURCH BELFRIES IN THE D96/ 596 | TM COORDINATE SYSTEM | 587-603 | GEODETSKI VESTNIK | 62/4 | — položaj težišča mreže, ki po izravnavi ohranja svoj položaj, torej se mreža v splošnem ne premakne, — povprečno orientacijo točk v mreži, torej se v povprečju mreža ne suka, in — merilo dolžin, ki se v povprečju ne spremeni. Pri vpeti mreži geodetski datum definirajo dane točke v mreži. V našem primeru so to točke, ki so bile določene z izmero GNSS in so po pravilu na obodu obravnavanih mikromrež (slike od 1 do 3). Pri izravnavi po MNK v vpeti mreži koordinate danih točk ostanejo nespremenjene, se pa vse neskladnosti med danimi količinami in meritvami v mreži prenesejo na neznane koordinate točk, torej tudi na točko cerkvenega zvonika. Neskladja med GNSS-koordinatami in terestričnimi meritvami v mreži so očitna, kar dokazujejo tudi natančnosti v preglednici 5. Po vpetju mreže na GNSS-točke globalnega testa modela po izravnavi ne moremo več sprejeti (Grigillo in Stopar, 2003). To pomeni, da so predpostavljene a-priori vrednosti (2 mm za dolžine in 2" za merjene kote — velja za vse mreže) za izbrani model preoptimistične. Hkrati se močno poslabša natančnost meritev kotov in dolžin. Preglednica 5: Razlika v natančnosti meritev v prosti in vpeti mreži Prosta mreža Vpeta mreža Mreža globalni test < . ["];