[Home Page]


OBSAH ČÍSLA
10/2007

Resort ČÚZK

  • Kauza Rakovnické události aneb úředníci na katastru provádějí geodetické práce pro občany

    Katastr nemovitostí

  • Digitalizace katastrálních map
  • Z rozhodovací praxe: K platným podkladům pro vytyčení hranice pozemku provedeném v roce 2006 v území s DKM
  • Kauza Rakovnické události aneb úředníci na katastru provádějí geodetické práce pro občany

    Geodézie

    Kartografie

  • Satelitní atlas pyramid byl pokřtěn pískem ze Sahary

    Pozemkové úpravy

    GIS

    GPS

    DPZ

  • 50 let Sputniku a počátek kosmické geodézie
  • Počátky naší kosmické geodézie
  • Satelitní atlas pyramid byl pokřtěn pískem ze Sahary

    Fotogrammetrie

  • Satelitní atlas pyramid byl pokřtěn pískem ze Sahary

    Software

    Různé

  • Zeměměřiči na YouTube - Fight with stake

    Školství

  • 50 let Sputniku a počátek kosmické geodézie
  • Slavnostní otevření Fakulty životního prostředí ČZU v Praze

    Internet

    Historie

  • 50 let Sputniku a počátek kosmické geodézie

    Přečtěte si

    Zajímavosti

  • 50 let Sputniku a počátek kosmické geodézie
  • Satelitní atlas pyramid byl pokřtěn pískem ze Sahary
  • Zeměměřiči na YouTube - Fight with stake

    Z domova

  • Digitalizace katastrálních map
  • 4. ples zeměměřičů

    Ze zahraničí

    ČSGK

    KGK

    NZK

    Úvodník

    Katalog

    Vševědna

    Zeměměřičský věstník

    Zeměměřická oborová rada

    Průvodce číslem

    Sborník rozhodnutí

  • Z rozhodovací praxe: K platným podkladům pro vytyčení hranice pozemku provedeném v roce 2006 v území s DKM

    Historie novinek

    Archív

    Neplatiči

    Památky

    Informace pro předplatitele

    Používané zkratky - Zkratkovník

    Vševědna

    Diář

    Krádeže

    Volná místa - Z první ruky

    SECOND HAND - Z druhé ruky

    Objednávky

    Píšete nám

    Koncepce oborů zeměměřictví
    a katastru nemovitostí-příspěvky

    Galerie katastrálních map

  • Počátky naší kosmické geodézie

    Připomínají se naše (tj. tehdy československé) první kroky v některých disciplínách kosmické geodézie a jen v náznaku je (pro srovnání) ukázán dnešní stav, k němuž za bezmála padesát let u nás dospěla.

    Kosmická geodézie je podle mírně upravené definice z Velké encyklopedie vesmíru Josipa Kleczka [1] "moderní oblast geodézie, zkoumající tvar, rozměry, gravitační pole Země a pohyby na ní (jevy blokové tektoniky, dynamiku oceánů aj.). Využívá k tomu měření jak přirozených nebeských těles (Měsíce, kvazarů aj.), tak zejména umělých (družic, kosmických sond). Na některých z nich jsou umístěny akcelerometry i altimetry. Rozlišují se v zásadě metody geometrické (kosmická triangulace) a dynamické (na základě vývoje drah objektů), měření v oboru optickém, rádiovém atd. Uplatňuje se i při zkoumání jiných těles sluneční soustavy. - Pojem nelze zaměňovat s dálkovým průzkumem Země z kosmu, který je založený na snímkování jejího povrchu." Dodejme k tomu, že dnes se jedna z technologií kosmické geodézie, GPS (Global Positioning System - americký globální systém určování polohy, primárně vojenský navigační; podobný je ruský systém GLONASS - Global´naja navigacionnaja sputnikovaja sistema, připravuje se evropský Galileo), běžně využívá v nejrůznějších oblastech výzkumu i praxe, k zaměřování objektů, sledování pohybu geologických útvarů, strojů, zvířat, turistů... A že dynamické metody se uplatňují při zkoumání Měsíce i dalších těles sluneční soustavy. Kosmická geodézie začíná již u Johannese Keplera (1571-1630), který se pokoušel z pozorování slunečního zatmění 1598 určit rozdíl zeměpisných délek svého Grazu a Uranienburgu Tychona Brahe [2]. V padesátých létech XX. století se konala řada pokusů o taková (mezikontinentální) měření s moderními prostředky měření průběhu zatmění a poloh Měsíce (fotografie, fotoelektrické metody) - ale to vše bylo překonáno po vypuštění prvních umělých družic Země (UDZ).

    Když se připravoval Mezinárodní geofyzikální rok (MGR, 1957-1958), prodloužený pak v podobě Mezinárodní geofyzikální spolupráce (MGS, do konce roku 1959 - dále budeme psát pro celou akci jen "MGR"), ohlásily USA předem vypuštění svých umělých družic. Měly to být malé objekty, slabé a rychle se pohybující po obloze, jen obtížně zachytitelné připravovanou metodou tzv. "optické bariéry" z řady menších dalekohledů. Chystala se též speciální družicová fotografická komora Baker-Nunn. Neboť bylo žádoucí mít možnost optické kontroly dráhy družice. SSSR, jak bylo jeho zvykem, připravoval současně své družice v dokonalém utajení, a vypustil je jako první (Sputnik 1 / start 4. října 1957, Sputnik 2 / 3. listopadu 1957 - to je ta družice se psem Lajkou). Sputnik 2 se na obloze jevil jako velmi jasná hvězda, až 1. velikosti, a jakmile se všichni astronomičtí nadšenci vzpamatovali z překvapení, pustili se do pozorování. Lidové hvězdárny fotografovaly, Geodetická observatoř Pecný (GOPE - Geodetická observatoř Pecný, na vrchu toho jména poblíž ondřejovské hvězdárny, založená roku 1957, byla do roku 1965 součástí Geodetického a topografického ústavu v Praze - GTÚ, od té doby patří do Výzkumného ústavu geodetického, topografického a kartografického - VÚGTK. Koná mj. geodeticko-astronomická, družicová a gravimetrická měření) užívala teodolit se širokoúhlým hledáčkem, Ústav radiotechniky a elektroniky ČSAV se zaměřil na radiotechnické sledování, a většina amatérů pozorovala vizuálně průchody Sputniku 2 přes spojnice známých hvězd, mačkala stopky a odhadovala dělící poměr na spojnici. Oficiální statistický přehled československých pozorování družic v MGR je v publikaci [3], a není jich málo. Během příštích deseti let bylo vyvinuto mnoho pozorovacích metod a získána řada nových poznatků (viz např. populární přehled [4]). Novější knihy v češtině a slovenštině, o kterých vím ([5], [6], [7]), se ovšem věnují kosmické geodézii na odborné úrovni, s patřičnou složitostí matematickou a fyzikální, i když obsahují též základní myšlenky měření a výpočtů.

    Ta první "primitivní" pozorování UDZ z MGR nám však přinesla již první výsledky kosmické geodézie. Jeden z poznatků klasické nebeské mechaniky konstatuje, že zploštění centrálního tělesa (v našem případě Země) nutně vede k časovým změnám dráhy tělesa obíhajícího (pro nás UDZ). Stáčí se rovina eliptické dráhy (mění se tzv. délka či rektascenze uzlu), otáčí se eliptická dráha ve své rovině (tj. mění se délka "pericentra", zde tedy perigea, přízemí), mění se i tvar a rozměry dráhové elipsy. Je toho ještě více, ale zde nepůjdeme do dalších podrobností, a pro vysvětlení uvedených pojmů odkážeme na Kleczkovu Encyklopedii [1]. Profesor ČVUT RNDr. Emil Buchar, DrSc., člen-korespondent ČSAV si hned na podzim roku 1957 uvědomil, že některé z těchto změn by se daly určit i z těch nejméně přesných pozorování. A z určených změn pak odvodit tzv. dynamické zploštění Země. Zachoval se jeho pracovní sešit [8], obsahující teoretické úvahy, předběžné odhady velikosti jevů i vlastní výpočty zploštění, který stojí za bližší pozornost [9]. Je zajímavé v něm sledovat myšlenkové postupy prof. Buchara a pracné výpočty (nejen bez počítačů, ale i bez dnes běžných kalkulaček, jen s mechanickým počítacím strojem) až k prvnímu výsledku. Ukázalo se, že i z jednoduchých pozorování bylo možné určit stáčení uzlu dráhy Sputniku 2 s přesností dostatečnou pro výpočet zploštění Země. První prof. Bucharem publikovaný výsledek [10] byl roven 1/297.4 (zaokrouhlil z 1/297.36), a to "první" znamená, že byl vskutku první v celosvětovém měřítku, jak je doloženo např. v [9]. Následovaly další práce prof. Buchara i řady jiných autorů, zahrnující stále podrobnější zkoumání tvaru Země a mnohé teoretické problémy, ale to již nejsou "naše počátky". Poznamenejme ještě, že dnešní "oficiální" hodnoty dynamického zploštění se pohybují kolem 1/298.094. Je ovšem třeba vědět, že tu jde o zploštění tzv. Clairautova sféroidu, který je aproximací hladinové plochy globálního geoidu. Pro globální elipsoidy (např. WGS-84) se udává zploštění kolem 1/298.257. V době Bucharovy práce se globálnímu elipsoidu nejvíce blížily elipsoidy Hayfordův (1/297 - rok 1910!) a Krasovského (1/298.3 - 1940).

    Pozorování UDZ vizuálními metodami během MGR byla cennou počáteční improvizací, jejich přesnost však nemohla dostačovat pro skutečnou kosmickou geodézii. Ta již byla po roce 1960 dobře teoreticky připravena a začínala se ve světě uplatňovat. Jedinou použitelnou a dostatečně přesnou pozorovací metodou bylo tehdy fotografování družic speciálními komorami, které mohly zachytit rychle se pohybující družici a určit čas tohoto pozorování s přesností řádu 0.001 s. První pokusy s fotografováním UDZ pro účely kosmické geodézie začaly u nás roku 1965 v rámci GOPE na Pecném; od r. 1966 se tato pozorování konala na novém, blízkém pracovišti VÚGTK Skalka, nazývaném někdy "experimentální" nebo "národní" družicovou stanicí. Původní dvojice pevných komor Zeiss Rb-75 s žaluziovými závěrkami, elektromagneticky ovládanými impulsy hodin, mohly pozorovat jen jasné balonové družice typu Echo a Pageos. Použití těchto komor navrhl RNDr. Rostislav Rajchl na základě svých zkušeností z Lidové (dnes Štefánikovy) hvězdárny na Petříně. Předpokládalo se, že z těchto pozorování bude určen prostorový vektor Skalka - Trhoviště (trigonometrický bod Šankovský hrúň u Michalovců). Tam byla zřízena "východní" družicová stanice se stejným vybavením. Družice Echo 1 i Echo 2, vyvinuté pro radiové spojení pasivním odrazem radiovln a obíhající ve výškách asi 1600 a 1200 km, však zanikly dříve, než bylo možné s vypracovanou technologii pozorování a jeho zpracování zahájit systematická měření. Družice Pageos, pasivní geodetický satelit, vypuštěný r. 1966 (výška kolem 4000 km), byl určen pro geodetická spojení na větší vzdálenosti, a tak simultánní pozorování Skalka - Trhoviště v r. 1969 mohla být využita jen pro ověření metodiky observací a přesnosti komor Rb-75 [11].

    Hlavním přístrojem stanice Skalka se pak stala sledovací fotografická komora SBG (Satellitenbeobachtungsgerät) firmy Carl Zeiss Jena, instalovaná roku 1968. (Komora byla později firmou přejmenovaná na Automatische Kamera für Astrogeodäsie, což se kupodivu neujalo.) Mohla fotografovat družice do 10 - 11 hvězdné velikosti. V rámci zkušebního provozu do roku 1970 byly ověřeny její vlastnosti, odstraněny některé nedostatky a připravena technologie měření (např. příprava řídící děrné pásky, výpočet nastavovacích parametrů, časové navázání) a jeho zpracování (proměřování snímků, kalibrace a zavádění distorse atd.). Přitom byl též ve spolupráci Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské (FJFI) ČVUT a Astronomického ústavu ČSAV s VÚGTK uskutečněn během srpna až září 1970 pomocí komory SBG experiment s laserovou lokací UDZ Geos B. Tak se Československo stalo po USA, Francii a Japonsku čtvrtou zemí, kde byla pomocí vlastního pulsního laseru změřena vzdálenost k této družici [12]. Experiment ověřil a upřesnil teoretické výpočty a byl východiskem pro vývoj řady velice úspěšných laserových družicových dálkoměrů na FJFI, či ve spolupráci s ní (Astronomický ústav, Hvězdárna a planetárium Hradec Králové). Komora SBG pak se účastnila řady mezinárodních programů kosmické geodézie.

    Již ve druhé polovině sedmdesátých let však nastával ve světě všeobecný útlum fotografických pozorování UDZ ve prospěch metod laserových a radiotechnických. Měření laserovými družicovými (SLR - Satellite Laser Ranging) a měsíčními (LLR - Lunar Laser Ranging) dálkoměry a dlouhozákladnová radiointerferometrie (VLBI - Very Long Baseline Interferometry) sloužily již pro řešení globálních a kontinentálních geodetických úloh. Do geodetické praxe vstoupily nejprve metody dopplerovské, využívající měření navigačních družic amerického systému Transit. Československá geodézie však nikdy nevlastnila dopplerovské přijímače, a tak první kampaně těchto měření na čs. území, WEDOC-1 (West-East European Doppler Observation Cam-paign, 1980), WEDOC-2 (1983), GSSS-DOC 84 (GSSS - Geodetické služby socialistických států) a GSSS-DOC 87 byly měřeny aparaturami jiných GSSS, převážně typu JMR. Národní dopplerovské kampaně (1987 a 1988) se účastnil i Astronomický ústav ČSAV se svými přijímači polské výroby DOG-2 a DOG-3. Podrobnosti o těchto i dalších (GPS) kampaních, o jejich průběhu a zpracování jsou v publikaci [13]. (Ještě v roce 1989 měřila na Skalce dopplerovsky skupina sovětských geodetů.) Výsledky zpracování (trvalo asi do r. 1990) uvedených kampaní byly slušné a použitelné, ale to již nastupovala (nejen v Československu) měření GPS.

    Roku 1991 získaly Zeměměřický ústav (ZÚ) a VÚGTK po jednom dvoufrekvenčním přijímači GPS Geotracer 100 (švédský licenční Trimble), s nimiž se mohly zúčastnit prvního GPS měření v zemích bývalého socialistického tábora (kampaň EUREF-CS/H-91, 29.10. až 2.11.1991) [13]. Připojení vybraných bodů z československé (5+1) a maďarské (5) základní sítě na evropský geocentrický systém zajistilo 5 observačních skupin Institutu für Angewandte Geodäsie (IfAG) z Frankfurtu nad Mohanem dvoufrekvenčními aparaturami TRIMBLE 4000 SST, až na námi přidaný bod Kleť, kde měřil ZÚ se svým Geotracerem. Přijímač VÚGTK měřil pokusně na GOPE. Touto akcí končí, pokud jde o technologie kosmické geodézie, naše "počátky". Následovaly investice do dalších přijímačů, budování podrobnějších geodetických sítí, jako referenční GPS síť nultého řádu NULRAD, poslední celočeskoslovenská, DOPNUL - zhuštění (doplnění) sítě nultého řádu, různé geodynamické sítě a řada dalších měření, projektů a teoretických výzkumů.

    V současnosti je u nás kosmická geodézie zavedenou součástí výzkumu i praxe, a to nejen geodetické. Řada státních institucí, ústavů i soukromých firem má své přijímače GPS i GLONASS (na GOPE již pracuje jejich 3. a 4. generace), v Česku měří asi 8 permanentních observatoří, které zasílají svá měření (mnohdy v kvazireálném čase) do mezinárodních center, máme tu i některá analytická centra pro tato měření. Zkoumají se lokální a regionální geodynamické procesy, naše sledování družic GPS přispívá ke zkoumání atmosféry, a pomocí GPS měří předměty svého zájmu pracovníci řady oborů. Připravuje se síť referenčních stanic CZEPOS pro geodetickou praxi. A teoretici dále rozpracovávají matematické metody kosmické geodézie, GPS meteorologie, geodynamických aplikací atd. Doufám, že ti, kdo v této oblasti pracují, jakož i představitelé zúčastněných pracovišť, laskavě prominou, že je neuvádím jmény. Nechtěl bych se, při jejich velkém počtu, někoho dotknout opomenutím, či nepřesnou informací.

    Literatura:
    [1] Kleczek, Josip: Velká encyklopedie vesmíru. Praha, Acedemia, 2002.
    [2] Kepleri Opera omnia, Ausgabe Chr. Frisch, Bd. 2, Frankfurt, 1858-1871, S. 372 (citováno podle Berroth, A. - Hofmann, W.: Kosmische Geodäsie, Verl. G. Braun, Karlsruhe, 1960.).
    [3] International Geophysical Year and Cooperation in Czechoslovakia 1957 - 1959. Praha, Nakladatelství Čs. akademie věd, 1960.
    [4] Sborník referátů z celostátního semináře o pozorování umělých družic Země, 11.-12. listopadu 1967 v zasedací síni ČSAV v Emauzích. Praha, Lidová hvězdárna v Praze, 1968.
    [5] Melicher, J. - Fixel, J. - Kabeláč, J.: Geodetická astronómia a základy kozmickej geodézie. Bratislava, Vydavateľstvo Alfa, 1993.
    [6] Burša, M. - Karský, G. - Kostelecký, J.: Dynamika umělých družic v tíhovém poli Země. Praha, Acade-mia, 1993.
    [7] Burša, M. - Kostelecký, J.: Kosmická geodezie a kosmická geodynamika. Praha, Ministerstvo obrany - GŠ AČR, 1994.
    [8] [Buchar E.:] Zploštění Země. Černý pracovní sešit A4. [1957-1958.] (Uložen na Astronomické observa-toři katedry vyšší geodézie Stavební fakulty ČVUT v Praze - původní název sešitu “Astronomie” přepsán autorem silnou modrou tužkou.)
    [9] Karský, G.: “Zploštění Země” - černý sešit profesora Buchara. In: Prof. Emil Buchar. Sborník příspěvků přednesených na setkání při příležitosti stého výročí narození prof. Emila Buchara. Praha, VÚGTK, 2002, s. 69-87.
    [10] Buchar E.: Motion of the Nodal Line of the Second Russian Earth Satellite (1957b) and Flattening of the Earth. Nature, Vol. 182, 198-199 (No. 4629 - July 19, 1958).
    [11] Nejedlý, V. - Rambousek, J. - Šimon, Z. - Karský, G.: Historie a výsledky Geodetické observatoře Pecný (věnováno k 30. výročí VÚGTK). Edice VÚGTK, řada 5 - Zprávy a pozorování G. O. Pecný č. 9. Zdiby 1984.
    [12] Navara, P. - Daříček, T. - Hamal, K. - Novotný A.: Laser ranging equipment on Ondřejov observatory. Bull. Astron. Inst. Czech., 22, 1971, No. 3, 124.
    [13] Geodetické referenční systémy v České republice. Vývoj od klasických ke geocentrickým souřadnicovým systémům. Praha, Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický ve spolupráci s Vojenským zeměpisným ústavem Praha, 1998.

    Zdroj: Dějiny vědy a techniky 13. Národní technické muzeum Praha, 2005, s. 27-30.

    Ing. Georgij Karský, CSc.

    vyvěšeno: 15.10.2007
    ID článku: 2675              Používané zkratky
    další informace: www.zememeric.cz/ruzne/buchar.pdf...


    Z časopisu Zeměměřič č. 07-10
    [Server] [Pošta]
    vytisknout

    DPZ

  • SVK fotogrammetrie a DPZ a workshop RPAS
  • Třetí ročník konference UAVA se blíží
  • ISAF & Geomatika v projektech a Plan4All konference na zámku Kozel