Utilizarea aparaturii moderne în lucrările de cadastru

Autor: stud. Tania Claudia MiheţCoordonatori: Prep. univ. drd. ing. Luciana Oprea

Prep. univ. ing. Tudor Borşan

Abstract: The desire to undersand has deternimate the human being to invent a lot of things. One of them benefic to facilitate the work and other things distructive. Whithout technology the human being cannot keep up that’s why, I present the beneficial of machine to perform the measurement of Total Station and GPS.

Introducere

Măsurarea suprafeţei terestre a stârnit din cele mai vechi timpuri un mare interes. Din Antichitate şi până în vremurile noastre s-a urmărit crearea unor aparate de măsurare care să faciliteze munca oamenilor. Fiecare invenţie a fost un punct de plecare pentru o altă invenţie, de la „aparate primitive” precum pasul omenesc s-a ajuns la aparate performante precum Staţia totală sau GPS-ul.

Deşi aceste aparate sunt considerate a fi aparate de ultimă generaţie totuşi prezintă o serie de avantaje şi dezavantaje. Pentru a ne da mai bine seama de potenţialul lor trebuie să le analizăm cu atenţie, să vedem unde putem să folosim Staţia totală şi unde putem să folosim GPS-ul ţinând cont de faptul că la determinarea direcţiilor şi distanţelor se folosesc componente electronice care au ca principiu de funcţionare emisia – recepţia diferitelor tipuri de unde existând astfel posibilitatea ca acestea să fie perturbate de câmpuri electromagnetice foarte puternice cum sunt emiţătoarele radio, staţiile de transformare ale curentului electric, liniile de transport ale energiei electrice, liniile aeriene de telefonie etc.

Receptoarele GPS

GPS-ul sau Sistemul Global de Poziţionare este bazat pe o constelaţie de 24 de sateliţi care se rotesc în jurul Pământului, la circa 20200km. Sistemul lor de transmisie este 24 din 24 de ore furnizând informaţii atât planimetric cât şi altimetric despre un punct oarecare de pe suprafaţa Pământului. Sistemul GPS este definit de trei componente:

- sateliţi;- staţii de urmărire;- utilizatori.Receptoarele GPS măsoară timpul de propagare a undelor radio. Pentru a determina distanţa,

trebuie să cunoaştem viteza de propagare a undelor, care în vid este cunoscut. Semnalele transmise de sateliţi străbat atmosfera, care din punctul de vedere al propagării undelor vom împărţi în două părţi, funcţie de înălţime. Ionosfera 70...1000 km şi troposfera 0-40 km, unde viteza de propagare poate să difere mult faţă de viteza de propagare în vid.

Fig. 1 Constelaţia GPS

Criteriile fundamentale care stau la baza amplasării punctelor ce vor fi staţionate GPS sunt:- punctele să fie situate aproape de obiectivele de interes pentru ridicările topografice

ulterioare;- evitarea obstacolelor materiale: liniile de înaltă tensiune, staţiile electrice etc.; - conservarea punctului să fie asigurată pe timp îndelungat; - locul punctului să fie ales astfel încât, pe cât posibil să se evite propagarea pe mai multe

căi scutite de reflexii – evitarea erorii de multipath;- să fie accesibil indiferent de condiţii meteorologice cu automobilul;- să fie vizibilitate spre bolta cerească de la 15 grade peste orizont;- punctul de bază care se determină, să fie utilizabil pentru lucrările ulterioare.Construcţiile, pădurile, copaci izolaţi, reduc vizibilitatea spre sateliţi de aceea la descrierea

punctelor (schiţa de reperaj), pe lângă distanţele de reperaj, se vor nota observaţii legate de direcţia şi mărimea aproximativă a eventualelor obstacole.

La determinarea poziţiei unui punct cu ajutorul GPS pot apărea următoarele surse de erori:- orbita sateliţilor;- ceasul receptoarelor şi a sateliţilor;- starea atmosferei (a troposferei şi a ionosferei);- antena receptoarelor (schimbarea centrului de fază, propagarea multipath);- dispunerea sateliţilor faţă de receptor (constelaţia);- rezolvarea greşită a ambiguităţii de fază (numai la măsurători de fază).

Staţiile totale

Staţia totală este un tahimetru electronic dotat cu o componentă optică, parte de soft şi de înregistrare şi transfer cu ajutorul căruia, elementele geometrice ce definesc poziţia punctelor geodezice şi topografice se măsoară cu precizie ridicată, comod, se înregistrează automat şi se redau în format digital.

Staţia totală are următoarea componente:- componenta mecanică cu ambaza, furcile alidadei şi şuruburile de comandă;- componenta optică care cuprinde luneta şi dispozitivul de calare;- componenta electronică având un microprocesor ca piesă principală şi anexele sale.Partea cea mai uşor influenţatã de condiţiile atmosferice şi căreia i se dă cea mai mare

atenţie în utilizarea aparaturii pe teren o constituie partea optică.Principiul optic de funcţionare are la bază trei căi optice: calea de vizare, calea de emisie a

razei laser şi calea de recepţie şi este compus dintr-un dispozitiv de măsurare a intervalului de timp scurs între emisia şi recepţia impulsului şi un traductor timp.

Fig. 2 Staţia totală Leica TC 705

Elementul fundamental care stă la baza măsurătorilor prin unde este timpul necesar semnalului de măsurare pentru a parcurge distanţa dus – întors de la receptor la emiţător. Viteza reală a semnalului de măsurare în lungul traiectoriei, cât şi abaterea acestuia de la forma rectilinie este condiţionată de indicele de refracţie atmosferică. Acest indice este condiţionat de distribuţia parametrilor presiune, temperaturã şi umiditate a aerului în mediul de propagare.

Domeniile de utilizare ale staţiilor totale sunt variate şi numeroase, acestea găsindu-şi aplicabilitate la:

- îndesirea reţelei de sprijin prin metode de triangulaţie, trilateraţie sau combinaţii;- reperajul fotogrammetic;- reţeaua de ridicare;- ridicarea detaliilor topografice în intravilan şi extravilan;- etc.

Avantaje şi dezavantaje privind utilizarea celor două tipuri de aparatură

Din prezentarea succintă a celor două tipuri de aparaturi se pot evidenţia o serie de avantaje şi dezavantaje privind utilizarea unuia sau altui aparat:

- un avantaj major al utilizării aparaturii GPS este faptul că nu necesită măsurători unghiulare şi de distanţe, fiind de menţionat totodată că prin dezvoltarea metodei stop&go cinematic este posibilă determinarea de coordonate cu o precizie comparativă cu cea asigurată de staţiile totale şi într-un interval de timp convenabil;

- pentru utilizarea sistemului GPS nu este necesară vizibilitatea între puncte pe când la utilizarea staţiilor totale acest lucru este obligatoriu;

- prin sistemul GPS se realizează reţeaua geodezică naţională şi îndesirea ei, iar cu staţiile totale se determină reperajul fotogrammetric, reţeaua de ridicare şi se trece la măsurarea efectivă a detaliilor;

- amplasarea punctelor ce se determină GPS este restricţionată de modul de măsurare al acestor aparate deoarece, folosind principiul trilateraţiei pe baza legăturilor între receptoare şi sateliţi, undele emise sunt afectate de câmpurile perturbatoare;

- după prelucrarea datelor obţinute din măsurătorile GPS este necesar transcalculul coordonatelor din sistem WGS84 în sistem Stereografic 1970.

Concluzii

Analizând observaţiile menţionate mai sus se poate constata că GPS-ul se poate utiliza cu succes în zonele care ies din sfera de influenţă a câmpurilor electrice, magnetice etc. iar ţinând cont de aceste considerente se constată că se pot realiza lucrări GPS pentru aplicarea legilor proprietăţii în extravilan toate categoriile de folosinţă cu condiţia ca să fie asigurat conul de vizibilitate pentru recepţionarea sateliţilor, iar pentru întocmirea lucrărilor de specialitate pentru intravilanele modernizate din punct de vedere edilitar se va folosi staţia totală la îndesiri de reţele şi ridicări de detalii, iar GPS-ul pentru determinarea reţelei geodezice.

Nici unul dintre cele două aparate nu pot fi substituite în totalitate, ele completându-se armonios pe acest considerent luând naştere staţiile totale cu GPS încorporat.

Soluţiile privind rezolvarea problemelor tehnice de specialitate vor fi alese în funcţie de situaţia existentă în teren şi depind în mare măsură de inventivitatea operatorului precum şi de aptitudinile acestuia de a se adapta cu uşurinţă la situaţiile neprevăzute cere se pot ivi la realizarea lucrărilor topografice.

Bibliografie

1. Borşan. T. - GIS informatizat cu date topografice şi arheologice aferente sitului Lumea Noua, municipiul Alba Iulia, jud. Alba, Lucrare de licenţă, Universitatea „1 Decembrie 1918” Alba Iulia, 2006;

2. Ienciu, I. - Optimizarea reţelelor geodezice utilizate în lucrările de cadastru, Teză de doctorat, Universitatea din Petroşani, 2005;

3. Ienciu, I.; Oprea, L.

- Verificarea a trei puncte GPS prin măsurători topografice, RevCAD nr. 2, Editura Aeternitas, Alba Iulia, 2002;

4. Ienciu, I.; Oprea, L.

- Influenţa câmpului electromagnetic asupra staţiei totale, RevCAD nr. 2, Editura Aeternitas, Alba Iulia, 2002;

5. Neuner, J. - Sistemul de Poziţionare Globală, Editura Matrix Rom, Bucureşti, 1997;6. Pădure, I.;

Tudoraşcu, M.; Oprea, L.

- Cadastru funciar, Seria Didactica, Universitatea „1 Decembrie 1918” Alba Iulia, 2005;

7. *** - Manual de utilizare al staţiei totale Leica TCR 705;8. *** - Ghid de utilizare pentru măsurători – Sistemul de măsurare ProMark2;9. *** - Norme tehnice pentru introducerea cadastrului general, aprobat prin

ordinul Ministrului Administraţiei Publice nr. 534, publicat în M.O. nr. 744 din 21 noiembrie 2001.