Historie a současnost souřadnicového měření

Geodetické polohové základy v České republice, katastrální mapování [1]

Československé geodetické polohové základy (dále GPZ) byly budovány v sedmi historických etapách:

  1. Katastrální triangulace na území bývalé monarchie Rakousko-uherské v letech 1821-1864, první souvislá síť I. řádu, po zhuštění byla podkladem pro katastrální mapování
  2. Vojenská triangulace na území bývalé Rakousko-uherské monarchie v letech 1862-1898
  3. Československá Jednotná trigonometrická sít katastrální (S-JTSK)
  4. Souřadnicový systém 1952 (S-52)
  5. Souřadnicový systém 1942 (S-42)
  6. Souřadnicový systém 1942/83 (S-42/83)
  7. Souřadnicový systém S-JTSK/95

Katastrální triangulace 1821-1864

V letech 1821-1840 bylo území bývalé Rakousko-uherské monarchie pokryto první souvislou trigonometrickou sítí I. řádu jako část katastrální triangulace, prováděné až do roku 1864 pro mapování stabilního katastru v měřítku 1:2880. Síť byla budována bez řádného plánu, často nebyly rozlišovány body různého řádu a síť nebyla vyrovnána jako celek. Body byly stabilizovány dřevěnými kůly, které byly nahrazeny kameny někdy až po více než 20 letech. Aby nedošlo k velkým deformacím délek a ploch, byla monarchie rozdělena na více poledníkových pásů se samostatnými souřadnicovými soustavami zobrazení Cassiniho. Osa X byla vždy položena do poledníku, jdoucího význačným trigonometrickým bodem I.řádu.

Vojenská triangulace 1862-1898

Poměrně přesná trigonometrická síť I. řádu byla vybudována Vojenským zeměpisným ústavem ve Vídni na území bývalého Rakouska-Uherska. Byť se jednalo o plošnou síť, byly na Moravě a zvláště na Slovensku poměrně velké mezery. Tato triangulace byla součástí středoevropského stupňového měření. Práce byly řízeny "Stálou komisí středoevropského stupňového měření", ze které později vznikla "Mezinárodní unie geodetická a geofyzikální".

Celkem bylo měřeno 22 geodetických základen, z toho na našem území dvě - u Josefova a u Chebu. Většina základen však plnila pouze kontrolní funkci. Rozměr sítě byl v našich zemích prakticky nejvíce ovlivněn jednou geodetickou základnou u Josefova. Síť byla zpracována na referenčním elipsoidu Besselově se základním bodem Hermannskogel, jehož astronomicky naměřené souřadnice a azimut byly použity jako výchozí pro výpočet geodetických souřadnic celé sítě. Výsledkem byla na tehdejší dobu dosti přesná síť. Jejím podstatným nedostatkem však byla její chybná orientace (téměř 10" v azimutu). Rovněž rozměr sítě byl určen pouze s přesností, jakou umožňuje odvozování rozměru prakticky z jedné geodetické základny pro rozsáhlejší území. Při tehdejším způsobu zhušťování a měření detailu však proměnlivé místní měřítko nehrálo rozhodující roli.

Československá Jednotná trigonometrická síť (JTS)

Po vzniku Československé republiky v roce 1918 nebyly na našem území jednotné a spolehlivé geodetické základy pro nová měření a mapování na úrovni odpovídající dané době. Proto v roce 1919 zřídilo tehdejší ministerstvo financí triangulační kancelář a jejím přednostou jmenovalo Ing. Josefa Křováka. Úkolem ‚této kanceláře bylo vybudovat na celém území republiky v krátké době Jednotnou trigonometrickou síť katastrální až do délky stran asi 5 km.

Budování Čs. JTS probíhalo v letech 1920-57 ve třech základních etapách:

  1. Zaměření „Základní trigonometrické sítě I. řádu“ (1920-27)
  2. Zaměření a zpracování „JTS I. řádu“ (1928-37)
  3. Zaměření a zpracování ostatních bodů JTS, tj. bodů II, III, IV, a V. řádu, probíhající v letech 1928-57

Z časových a technických důvodů nebylo možno vybudovat tyto základy podle všech tehdy známých požadavků, nebyla provedena nová astronomická měření, nebyly měřeny geodetické základny a síť, nebyla spojena se sítěmi sousedních států.

Souřadnicový systém 1952 (S-52)

Po druhé světové válce a politickém rozdělení Evropy byly naše geodetické základy postupně začleňovány do jednotné soustavy, jejímž jádrem byla astronomicko-geodetická sít (AGS) západní části SSSR. Předtím, než bylo realizováno přesné zapojení, bylo požadováno urychleně vytvořit pro topografické mapy předběžný systém, přesný natolik, aby se od pozdějšího přesného lišil jen velmi málo a bez nepříznivých důsledků pro započaté topografické mapování.

V roce 1952 byly ze SSSR dodány souřadnice několika desítek bodů na území naší republiky, vypočtených v sovětském souřadnicovém systému 1942 (Krasovského elipsoid, Gaussovo zobrazení). Studie ukázaly, že tento bodový podklad je méně přesný než naše JTSK, což bylo způsobeno mj. tím, že k výpočtu bylo použito starších výsledků triangulace na našem území (1862-1898). Čs. JTSK byla transformovávána způsobem do jisté míry podobným, jako to učinil J. Křovák v roce 1928 , tedy výpočtem klíče konformní transformace. Oproti roku 1928 byla zvolena nikoliv lineární, nýbrž kubická konformní transformace v rovině Křovákova zobrazení.

Souřadnicový systém 1942 (S-42)

Jakmile byly po I. světové válce zabezpečeny aktuální potřeby praxe, byla vedle JTSK, jejíž zhušťování dále probíhalo, budována od r. 1931 též tzv. Základní trigonometrická síť, s většími trojúhelníky (s=36 km), s nejvyšší dosažitelnou přesností a podle nejnovějších vědeckých poznatků. Této síti se později podle mezinárodně zavedeného označení říkalo astronomicko-geodetická síť (AGS). Většina bodů této sítě je identická s body I. řádu JTSK.

Do začátku druhé světové války byla provedena četná astronomická měření, měřeny některé úhly metodou vrcholovou, změřena základna u Jesenského, uskutečněno spojení se sítí rakouskou a rumunskou. Za okupace se úhly na území Čech a Moravy měřily metodou vrcholovou, v pohraničí metodou Schreiberovou. Byla zaměřena základna u Poděbrad, bylo uskutečněno spojení se sítí německou a vykonána další astronomická měření. Po roce 1945 se pokračovalo v měření úhlů na Slovensku (metodou vrcholovou), v měření základen a v pracích astronomických a gravimetrických a bylo uskutečněno spojení se sítí sovětskou, polskou a maďarskou.

V letech 1956-58 byla tato síť (AGS) vyrovnána společně s dalšími sítěmi zemí Východní Evropy. Vyrovnání bylo realizováno na Krasovského elipsoidu a pro rovinné souřadnice (x, y) bylo použito Gaussova zobrazení.

Od mezinárodního vyrovnání Čs. AGS došlo v ČSR k dalšímu zpřesnění a doplnění naměřených hodnot - bylo zaměřeno (el. dálkoměry) 14 délek stran v AGS pro „Základnu kosmické triangulace“ (ZKT), bylo zaměřeno 10 délek stran AGS, rozložených rovnoměrně v AGS. Z toho 6 stran jsou původní tzv. výchozí strany, odvozené ze základen, zaměřených invarovými dráty, byly zaměřeny některé nové astronomické veličiny, zejména azimuty, a další překontrolovány. Byly nově určeny tížnicové odchylky a převýšení kvazigeoidu, byly opraveny některé úhly a doplněno souvislé spojení se sítěmi sousedících států: NDR, Polsko, SSSR, Maďarsko.

Souřadnicový systém S-JTSK/95. [2]

Důvody vzniku S-JTSK/95 vychází z následujících skutečností:

  1. Na území České republiky existuje přibližně 40 000 bodů 1.- 4. řádu, které mají souřadnice v systému S-JTSK (počítané na Besselově elipsoidu) a v systému S-42/83 (počítané na Krasovského elipsoidu). Tyto souřadnice můžeme převést na souřadnice pravoúhlé
  2. Mezi těmito 40 000 body je 176 bodů známo rovněž v referenčním rámci ETRF-89 s nejvyšší přesností poskytovanou metodami družicové geodézie 90. let. Pokud jsou uváděny elipsoidické souřadnice ETRF, užívá se zpravidla elipsoid GRS80 nebo WGS-84. Parametry obou elipsoidů se jen nepatrně liší a můžeme je zaměnit. (Poloosa b je u WGS-84 pouze o 0.1 mm větší než u GRS80)

Základní vlastnosti systému S-JTSK/95:

  1. Existuje přesný vztah mezi ETRF-89 a S-JTSK95, aby bylo možno snadno transformovat výsledky metod družicové geodézie (GPS) do nového systému S-JTSK/95
  2. Systém S-JTSK/95 má přesně definované měřítko dané právě transformační rovnicí mezi S-JTSK/95 a ETRF-89
  3. Souřadnice v systému S-JTSK/95 se jen málo liší od souřadnic ve stávajícím S-JTSK, je tedy možno používat rozsáhlé mapové dílo zpracované ve starém S-JTSK

Systém umožňuje:

  1. Bezprostřední nasazení technologie GPS, vázané na geocentrické elipsoidické souřadnice na elipsoidu GRS80
  2. Užití klasických měřických metod, vázaných na rovinné souřadnice Křovákova zobrazení
  3. Užití stávajících grafických map

Systém odstraňuje:

  1. chybné měřítko stávajícího S-JTSK
  2. lokální deformace S-JTSK

Systém je tvořen souborem bodů, z nichž každému jsou přiřazeny elipsoidické souřadnice v ETRF-89 (na elipsoidu GRS80 nebo WGS-84), rovinné souřadnice (v modifikovaném Křovákově zobrazení) a geoidické výšky H (Bpv).

Použitá literatura:

  • [1] Cimbálník, M.,Mervart, L.:Vyšší geodézie 1 Geometrická, 2002, ČVUT Praha
  • [2] Holánková, E.: Diplomová práce 1999/2000, ZČU Fav Plzeň