|
Ihned po ukončení
druhé světové války byly německou armádní geografickou službou využity
soustředěné kořistní geodetické podklady evropských zemí k definování
kýženého kontinentálního geodetického systému, jehož těžištěm byla střední
Evropa (vznikající síť dostala označení ZEN, tedy Zentraleuropäisches
Netz). ZEN byla zpracována a vyrovnána v tehdejším "Institut für
Erdmessung, Bamberg". Prostřednictvím trojúhelníkových řetězců
(převážně jednoduchých či zdvojených) byly
K tomu byl zpracován a vydán seznam tížnicových odchylek a zkonstruován průběh (obecný) geoidu astronomickou nivelací. Tehdejší americká topografická služba (pod vedením Bomforda) v roce 1949 těchto výsledků využila k definici tzv. evropského geodetického systému 1950 – European Datum 1950 (ED 50) – a s využitím dalších výsledků geodetických měření je rozšířila na další země západní, jižní a severní Evropy, Blízkého východu a severní Afriky (později s využitím existujících stupňových měření až do Přední Indie a jižní Afriky).
Tento geodetický systém byl široce využíván i pro civilní potřebu vznikajících západoevropských institucí a do nedávné doby byl také hlavním geodetickým systémem NATO. Kartografické zobrazení a jeho rovinné souřadnice byly definovány již v 6o pásech UTM (Universal Transvers Mercator). Zobrazení bylo analogické Gaussovu s tím rozdílem, že válec je sečný - tj. zkreslení v 6o pásech je nulové na dvou polednících a symetrické vzhledem ke střednímu poledníku pásu
Modernizace a zpřesnění ED-50 vyústily v ještě stále klasický geodetický systém ED-87, který byl vzápětí překonán terestrickým systémem ETRS-89, resp. jeho rámcem ETRF-89.
Hlavním účelem takto vytvořené sítě ED-50 bylo co nejrychleji sjednotit dosavadní národní sítě a vytvořit jednotný podklad pro mapy středních měřítek. Takto "poskládaná" síť sice pro tehdejší vojenské potřeby vyhovovala, byla však záhy podrobena dosti ostré kritice a bylo rozhodnuto vybudovat solidní ED na základě dosavadních a nových měření. K tomu byla na Valném shromáždění IUGG v Římě v roce 1954 ustavena "Permanentní komise pro nové vyrovnání evropské základní trigonometrické sítě", označená "RETrig", tj. "Réseaux Européennes Trigonométriques" nebo též "Readjustment of the European Trigonometric Networks", která měla za úkol:
V důsledku různých okolností technického rázu a dalších bylo pro zpracování sítě použito Helmertovo rozdělení na bloky, což ve svých praktických důsledcích vedlo mj. k tomu, že každý stát mohl samostatně vyrovnávat síť na svém území, a do mezinárodního centra předávat pouze redukované normální rovnice a materiál z bodů na hranicích státu.
Kromě jiných nových měření, zejména měření délek, které byly zahrnuty do vyrovnání, byly ještě zaměřeny dvě speciální Základny kosmické triangulace (ZKT) ve směrech (zhruba) S-J (3 500 km) a V-Z (1 400 km).
Zpracování RETrig bylo rozděleno do tří fází:
European Datum 1987 ED-87 je konkrétní příklad společného vyrovnání terestrických a částečně i družicových sítí, spojující v jedno řešení sítě skandinávských států, Německa, V. Británie a Irska, Francie, Beneluxu, Španělska, Portugalska, Itálie, Švýcarska, Rakouska a Řecka.
Primárními daty byly výsledky klasických geodetických a astronomických měření v trigonometrických sítích: směry, délky (stran i základen) a azimuty, redukované příslušnými redukcemi na Hayfordův elipsoid. Pro určení elipsoidických výšek byl použit evropský geoid Levalloisův. Pro řešení byly stanoveny následující zásady:
Celá rozsáhlá soustava normálních rovnic byla v prvé fázi řešena Helmertovou blokovou metodou, což umožnilo provést řešení každého národního systému izolovaně a v hraničních zónách definovat tzv. buffer, tj. matici spojovacích rovnic - z hlediska klasifikace jde zatím stále o řešení 2-D.
V konečné fázi byly tyto bloky spojeny v jedno řešení spolu s přidanými rovnicemi z družicových pozorování - řešení 2-D/3-D. Z družicových pozorování je to geocentrický konvenční systém BTS-87, relativní rozdíly souřadnic získané z dopplerovských kampaní EDOC-2, REDOC a dalších v systému NNSS-TRANSIT (WGS-72), geocentrické souřadnice observačních stanic, sledujících geodynamické družice, respektive mobilní VLBI, a souřadnicové rozdíly získané technologií GPS-NAVSTAR (zatím jen přístroje Macrometer). K dispozici byla i odpovídající kovarianční matice a tak byla do značné míry zachována i korektnost vyrovnání.
Přesnost absolutních geocentrických souřadnic se předpokládala kolem 10 cm (vnitřní přesnost byla lepší, zhoršení je nutno přičíst obtížím při geodetickém připojení), dopplerovských pozorování asi 20 až 100 cm a GPS souřadnicových rozdílů 8 až 25 cm.
Parametry sedmiprvkové transformace systému ED-87 do geocentrického systému BTS-87, určené na základě identických bodů, jsou:
Připojení české AGS do ED-1987 Jako vůbec první krok k integraci geodetických základů mezi dřívějším východem a západem se po roce 1989 ukázalo jako vhodné připojit české, slovenské a maďarské "klasické" polohové geodetické základy k systému ED-87. Zpracování základních polohových sítí těchto států v rámci ED-87 mělo také vědecký význam při konfrontaci mezi sítěmi vytvořenými klasickým způsobem a novými technologiemi kosmické geodézie.
Vstupní data z České a Slovenské republiky obsahují osnovy směrů na 145 bodech (144 bodů čs. AGS a jeden bod JTSK, který je identický s bodem sítě nultého řádu NULRAD), 23 přímo měřených vzdáleností mezi body astronomicko-geodetické sítě (AGS) a 16 Laplaceových azimutů. Vstupní data jsou prakticky identická s daty, vstupujícími do souborného vyrovnání JAGS při tvorbě systému S42/1983. Pro vyrovnání nebylo použito žádných dalších astronomicky určených souřadnic (astronomické souřadnice byly použity pouze pro redukci dat na Hayfordův elipsoid), ani žádná doplňující družicová data. Ke zpevnění konfigurace však bylo dále použito 9 délek, odvozených z předběžného vyrovnání GPS kampaně EUREF-CS/H-91. Přesnost měřených délek a směrů v různých místech AGS je závislá na období, ve kterém byla observace provedena a na použité metodě. Z tohoto hlediska může být AGS rozdělena do několika bloků.
Před vlastním vyrovnáním bylo nutné redukovat měřená data na Hayfordův elipsoid, který je referenčním elipsoidem systému ED-87, bylo tedy nutné určit tížnicové odchylky a převýšení kvazigeoidu nad Hayfordovým elipsoidem v systému ED-87. Problém redukce byl řešen ve dvou krocích. V prvním kroku byly porovnány souřadnice bodů prvního řádu rakouské trigonometrické sítě Militärisches-Geographisches-Institut (MGI) se souřadnicemi staré rakouské vojenské triangulace (AMT, 1862 - 1898), provedené v minulém století. Porovnáním byly nalezeny velmi malé, a pro účely redukce dat zcela zanedbatelné, diference. Podobné výsledky byly získány porovnáním souřadnic S-JTSK se souřadnicemi vojenské triangulace na území bývalého Československa, což nebylo překvapením díky způsobu, jakým byl S-JTSK vytvořen.
Výšky kvazigeoidu, použité při tvorbě S-42 v roce 1975 byly transformovány do S-JTSK ztotožněním výchozího (nulového) bodu se středem Josefovské základny, jako tomu je v případě sítě MGI. Pro převod výšek kvazigeoidu na Hayfordův elipsoid byla poté použita tříprvková prostorová transformace (pouze posuny) mezi MGI a ED-87, přičemž transformační klíč byl vypočten s využitím identických bodů v Rakousku.
Tížnicové odchylky byly v první aproximaci určeny pomocí sedmiprvkové prostorové transformace mezi identickými body sítě MGI a ED-87 v Rakousku. Pomocí takto získaného transformačního klíče byly transformovány souřadnice bodů AGS v S-JTSK do ED-87 na celém území ČR a SR. Pomocí přibližných hodnot tížnicových odchylek a při znalosti průběhu kvazigeoidu byly "přibližně" redukovány měřené směry a délky. Pomocí takto redukovaných veličin bylo provedeno předběžné vyrovnání sítě na Hayfordově elipsoidu takovým způsobem, že byly fixovány souřadnice identických bodů v ED-87 v hraniční zóně Německo - ČR a Rakousko - ČR. Na základě tohoto vyrovnání byly přepočítány pro všechny body AGS tížnicové odchylky jako rozdíly astronomických a (přibližných) geodetických souřadnic. Protože měřené astronomické souřadnice byly k dispozici pouze pro 74 ze 144 bodů AGS, byly astronomické souřadnice pro zbývající body dopočteny gravimetrickou interpolací. Integrace gravimetrických tížnicových odchylek v okolí určovaných bodů byla provedena Gaussovými kvadraturami s použitím map tíhových anomálií 1:200 000 a zhušťovacích tíhových měření v okolí (centrální zóny) některých astronomicko-geodetických bodů.
Ve styčných zónách s Německem, Rakouskem a Maďarskem byly provedeny kontroly identit bodů a vstupních dat. Rozborem dat (směrů) se ukázalo, že je třeba zavést centrace na dvou bodech (Hetzmanndorf a Kapellenberg), kde šlo o centrace 7,2 resp. 30,7 m. Kontrolním výpočtem úhlů byly zjištěny identity všech bodů ve styčné zóně s Rakouskem. V případě spojovacího řetězce s Maďarskem byly použity osnovy, které vstupovaly do 2. souborného vyrovnání AGS. Pro identifikaci případných hrubých chyb v celé síti byly vypočteny uzávěry ve všech 228 trojúhelnících. Průměrná velikost činí 0,51" a maximální hodnota 2,12".
Na rozdíl od České republiky bylo na území Maďarska využito výsledků dopplerovských kampaní z osmdesátých let. Výsledky kampaní HDOC80, HDOC82 a HDOC85 byly transformovány do geocentrického systému BTS-87. Pro závěrečné vyrovnání bylo použito souřadnic z 18 dopplerovsky zaměřených bodů.
Společné vyrovnání národních sítí vyžaduje dostatečný počet dat na identických bodech ve styčných zónách. Spojení čsl. a rakouské sítě bylo provedeno v letech 1934 až 1937, české a německé sítě v letech 1940 až 1942, spojení mezi Slovenskem a Maďarskem bylo realizováno v období 1949 až 1959. Rozborem stávajících dat bylo zjištěno slabé místo ve spojení rakouské a maďarské trigonometrické sítě, dostupná data existují pouze z méně přesných měření vykonaných kolem roku 1900. Z tohoto důvodu bylo rozhodnuto uspořádat na podzim roku 1993 měřickou kampaň GPS, při které bylo měřeno na 26 bodech na území Rakouska, Maďarska, Slovenska a Česka. Výsledky měření byly nezávisle zpracovány roku 1994 třemi institucemi. Na základě srovnání výsledků z jednotlivých seancí byla odhadnuta střední kvadratická chyba výsledné souřadnice 2 až 9 mm.
Redukovaná data spolu s přibližnými souřadnicemi z území České republiky, Slovenska a Maďarska byla zaslána zpracovatelskému centru Bayerische Geodätische Kommission für die Internationale Erdmessung v Mnichově, které provádělo výpočty při realizaci ED-87 v západní Evropě. Důležitým rozhodnutím pro konečné zpracování bylo provedení nového vyrovnání ED-87 v rámci celého evropského bloku. S ohledem na nové skutečnsoti bylo upuštěno - se souhlasem zástupců zemí, jichž se změna souřadnic nejvíce dotkla - od vyrovnání na fixy v Německu a Rakousku, jak bylo původně zamýšleno. Konečné vyrovnání, při použití standardního software, bylo provedeno W. Ehrnspergerem v Bayerische Kommission für die Internationale Erdmessung v Mnichově. Vzhledem k tomu, že byla vyrovnána znovu celá síť, došlo z pochopitelných důvodů ke změnám výsledných souřadnic, zvláště na území bezprostředně sousedících států. Největší změnu souřadnic, 0,245 m vykazuje bod CS75=A15 (Čupy). Celkem 47 bodů z území Rakouska a Německa vykazuje polohovou změnu souřadnic větší než 5 cm.
Souhrnné geometrické parametry sítě ED-87 jsou patrné z této tabulky.
|