1
XV. konference SDMG
Kutná Hora 2008
GEODETICKÝ MONITORING
PŘIROZENÝCH PODZEMNÍCH PROSTOR
Pavel Hánek
Ilona Janžurová
Alena Roušarová (SMALL spol. s r. o.)
Podzemní dutiny
- Umělé (historické, současné),
- přirozené (v ČR asi 2200 známých),
- kombinované,
- poloha mnohdy neznámá či nejistá → ohrožení stability
terénu a objektů na něm.
Amatérská speleologie
- Pozitivní činnost členů České speleologické společnosti,
- potřeba bezpečných, snadno ovladatelných, účinných,
dostatečně přesných, finančně a časově přijatelných
přístrojů a postupů, odpovídajících podmínkám a
vzdělání.
- Diplomové práce FSv ČVUT v roce 2007.
Přístroje
hrubý náčrt od oka od oka VII.
hrubý náčrt pomocí horolezeckých
lan, krokování
trigonometricky, primitivní úhloměry
nebo odhad VI.
měření pod vodou,
měření propastí,
expedice
provazec, měřické kolo,
topofil - přesnost
horší než 25 cm
náramkové a kulové kompasy a
busoly s odhadem na 5° a více V.
boční chodby, těžko
přístupný terén
pásma nebo latě s
přesností 5-15 cm
geologickým kompasem (měření z
ruky) - odhad na stupně IV.
hůře přístupné
jeskynní prostory pásmem na 1 - 5 cm
směry obvykle magneticky - buzolní
teodolity, závěsný hornický
kompas, desítky minut
III.
hlavní polygony pásmem, do 1 cm teodolity s přesností alespoň
minutovou II.
technické práce-
prorážky
na mm se zavedením
hlavních korekcí
vteřinové (dvouvteřinové) teodolity,
nejlépe s nucenou centrací I.
Použití Měření délek Měření směrů Třída
2
Měření směrů a úhlů
Hildebrandt Breithaupt BUMON Meopta s kyv. sklon.
Frič Breithaupt NECLI / TEMIN FPM FGT3
Měření délek
- Šikmé X vodorovné.
- Klasická pásma, optické
dálkoměry (telemetry příp.
s laserem, se základnovou
latí),
- provazce,
- elektronické dálkoměry
(totální stanice, nástavce,
ruční laserové typu Leica
Disto), ← ↓
- speciální, např. Topofil. →
Měření převýšení a speciální měření
- Klasická
geometrická
nivelace,
- trigonometrické
měření,
- hloubková pásma,
příp. lana.
3
Speciální měření
- Fotogrammetrie,
- skenování. (Calidus →,
Leica Cyrax ↓)
- Radiomaják pro body
volných podzemních
pořadů.
Mapování jeskyně u Rozhraní
ČSS, skupina 7-09 Estavela.
Jeskyně u Rozhraní (okr. Svitavy) je pseudokrasová opuková jeskyně,
zvolené přístroje pro mapování: závěsný hornický kompas, závěsný sklonoměr, geologický kompas, laserový dálkoměr,
jeskyně připojena na základní bod jeskyně (ZB); 3D souřadnice ZB určeny povrchovým měřením.
Určení základní orientační přímky (ZOP)
ZOP před vchodem do jeskyně tvořena body A a ZB, bod ZB je současně základním bodem jeskyně,
zřízeny dva zajišťovací body Z1 a Z2,
ZOP určena polygonovým pořadem vedeným z TB 000934220180,
polygonový pořad volný (otevřený), proto měřeno dvakrát nezávisle,
výška ZB určená technickou nivelací z nejbližšího ověřeného nivelačního bodu ČSNS s kontrolou na další dva body ČSNS.
Měření dle Vyhlášky ČBÚ 435/1992Sb.
4
První měření polygonového pořadu
Klasické (levné) vybavení
Pořad veden z TB 000934220180,
orientace na TB 000933020330,
délky měřeny nepřímo, paralakticky, teodolitem Zeiss Theo 010 a základovou latí Zeiss Bala,
úhly měřeny teodolitem Zeiss Theo010,
7 bodů polygonového pořadu stabilizováno železnými trubkami a číslováno od č.1,
délka pořadu 995m.
Druhé měření polygonového pořadu Soudobé (dražší) vybavení
Délky i úhly měřeny totální stanicí TOPCON GPT-2006,
výchozí bod i orientace stejná jako u prvního měření,
délky měřeny protisměrně,
úhly měřeny s uzávěrem ve dvou skupinách,
body nebyly stabilizovány (ve většině případů použity body z 1. měření),
nové body číslovány od č.10,
počet vrcholových bodů pořadu 7,
délka pořadu 893m.
5
Hodnocení směrníku ZOP
357,4550 II. měření 31,8 19,2
357,4742 I. měření
mezní r.
[mgon]
rozdíl σ
[mgon]
směrníkσ
[gon]
Měření
Hodnocení polohových odchylek bodů ZOP
0,160 0,142 ZB
0,160 0,151 A
ΔXYMez [m] ΔXY [m]
Bod
Porovnání polygonových pořadů
Porovnání měřených délek z 1. a 2. měření
mezi body délka [m]
I. měření
délka [m]
II. měření
rozdíl délek
[mm]
A – ZB 83,268 83,239 -29
ZB - Z1 21,941 21,948 7
ZB - Z2 26,967 26,971 4
Mezní rozdíl pro dvojici měření je 38mm.
Všechna kriteria přesnosti byla dodržena.
Orientace na Slunce
Princip metody:
zaměření vodorovného úhlu mezi Sluncem a pozemním
cílem,
měření času v okamžiku cílení,
z astronomické ročenky zjištění souřadnic Slunce pro
daný okamžik,
výpočet astronomického azimutu Slunce,
součtem azimutu Slunce s měřeným vodorovným úhlem
a meridiánovou konvergencí dostáváme geodetický
směrník.
6
metoda směrník [gon] rozdíl [gon]
měření na Slunce 341,6146 0,1172
odvození ze S-JTSK 341,4974
metoda směrník [gon] rozdíl [gon]
měření na Slunce 341,5046 0,0072
odvození ze S-JTSK 341,4974
Porovnání směrníků určeného z měření na Slunce
(programem SLUNCE1SLUNCE2) a odvozením ze S-JTSK:
Porovnání směrníků určeného z měření na Slunce
(souřadnice Slunce získané z internetové ročenky, k výpočtu
použity zjednodušené vzorce) a odvozením ze S-JTSK:
Zaměřen uzavřený polygon závěsnou soupravou, délky laserovým dálkoměrem,
podrobné zaměření jeskyně (půdorysy, řezy) ortogonální metodou.
Speleologické mapování
Základní bod jeskyně
Souřadnice ZB v S-JTSK s nadmořskou výškou v Bpv byly určeny
povrchovým měřením.
7
Stabilizace měřických bodů
Číslování bodů:
Skupinové – horní patro 1, 2, 3, …
dolní patro 301, 302. 303, …
Větvené – odbočka z bodu 2 –> 2a, 2b, 2c, …
Hornický závěsný kompas HILDEBRAND
zavěsit na šňůru tak, aby sever na kompasové krabici ležel
ve směru postupu měření,
čtení na severním konci magnetky (kontrolně na jižním konci),
převěsit do druhé polohy tak, aby si háky vyměnily místa.
Závěsný sklonoměr
Zabezpečení proti sjíždění po šňůře (kolíček, gumička),
zavěšení sklonoměru do vzdálenosti jedné třetiny délky od horního konce,resp. 0,42 délky od nižšího bodu,
převěsit do druhé polohy tak, aby si háky vyměnily místa.
8
Geologický kompas Meopta
Vybaven kyvadlovým svahoměrem, proto třeba svislé postavení,
pouze se přikládá k měřické šňůře.
Vztah mezi magnetickou orientací a
geodetickým směrníkem v S-JTSK
si,i+1 je geodetický směrník v S-JTSK z bodu i na bod i+1
Ai,i+1 je měřený magnetický azimut od severní větve ve stupních z bodu i na bod i+1
C je velikost meridiánové konvergence
d je velikost magnetické deklinace.
ds CA iiii 1,1, 180
Určení polygonového pořadu v podzemních
prostorách
vyrovnání souřadnicových rozdílů,
souřadnice měřických bodů v S-JTSK,
nadmořská výška měřických bodů v Bpv.
9
Kontrola magnetického azimutu
b1, b2 - důlní teodolit
Zeiss Theo120
A1, A2, Ac - hornický
kompas
´42
´10
´25
22
11
odchylkamezní
AA
AA
C
C
b
b
Zpracování v programu THERION Ukázka textového editoru
Ukázka mapového editoru
10
Ukázka kompilátoru
11
Děkujeme vám za pozornost.
Referát byl zpracován s podporou projektu
GA ČR č. 103/07/0246 „Sledování pohybu
svahů a numerické modelování stability
svahu v reálném čase“.