Kapitola I. Geodetické práce a zpracování dat pro silniční stavby (ČÁST 2)

1.4.1         Geodetická část dokumentace skutečného provedení

Ve Vyhlášce č. 132/1998 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení stavebního zákona, je v § 45 - Dokumentace skutečného provedení stavby a zjednodušená dokumentace stavby (pasport), uvedeno dle [6].

1.     Dokumentace skutečného provedení stavby, jejíž pořízení nařídil stavební úřad, obsahuje zejména:

a) údaje o účelu a místu stavby, jméno (název) a adresu (sídlo) vlastníka stavby, parcelní čísla pozemku podle katastru nemovitostí s uvedením vlastnických nebo jiných práv a údaje o rozhodnutích o stavbě; pokud se rozhodnutí nezachovala, alespoň pravděpodobný rok dokončení stavby,

b) situační výkres současného stavu území v měřítku katastrální mapy se zakreslením polohy stavby a vyznačením vazeb na okolí, zejména odstupů od hranic pozemku a od sousedních staveb a napojení na pozemní komunikace a síť technického vybavení,

c) stavební výkresy vypracované podle skutečného provedení stavby s příslušnými řezy a pohledy, s popisem všech prostorů a místností podle současného, popřípadě uvažovaného způsobu užívání a s vyznačením jejich rozměrů a plošných výměr,

d) technický popis stavby a jejího vybavení.

2.      Zjednodušená dokumentace (dále jen "pasport") stavby obsahuje zejména:

e) údaje podle odstavce 1 písm. a) a d),

f) situační výkres a zjednodušené výkresy skutečného provedení stavby v rozsahu a podrobnostech odpovídajících druhu a účelu stavby s popisem způsobu užívání všech prostorů a místností.

3. Dodatečně pořízená dokumentace skutečného provedení stavby nebo pasport stavby se předkládají stavebnímu úřadu ve dvou vyhotoveních; není-li stavebním úřadem obecní úřad v místě, ve třech vyhotoveních.

4. Po přezkoumání stavebním úřadem a případném doplnění, změně nebo přepracování stavební úřad dokumentaci podle odstavce 1 nebo 2 ověří. Po jednom ověřeném vyhotovení zašle vlastníku stavby a obecnímu úřadu, v jehož územním obvodu se stavba nachází, není-li sám stavebním úřadem.

5. Ověřená dokumentace skutečného provedení stavby nebo ověřený pasport stavby nahrazuje dokumentaci ověřenou ve stavebním řízení; při ověření dokumentace skutečného provedení stavby nebo pasportu stavby se kolaudační rozhodnutí nevydává.

Ve vyhlášce č. 31/1995 Sb., Českého úřadu zeměměřického a katastrálního, kterou se provádí zákon
č. 200/1994 Sb. , o zeměměřictví, v § 13 - Výsledky zeměměřických činností ve výstavbě, odst. 5, písm.a), je popsáno, co má obsahovat geodetická část dokumentace skutečného provedení stavby. Je to:

1.     číselné a grafické vyjádření výsledků zaměření skutečné polohy, výšky a tvaru pozemních, podzemních a nadzemních objektů a zařízení, včetně technického vybavení, vzhledem k bodům vytyčovací sítě,

2.     polohopis s výškovými údaji zpravidla v měřítku 1:200, 1:500 nebo 1:1000 se zobrazením všech nově postavených objektů a zařízení a bodů vytyčovací sítě,

3.     měřické náčrty s číselnými údaji, seznamem souřadnic a výšek bodů bodového pole, vytyčovací sítě a podrobných bodů, technickou zprávu.

1.5       Moderní geodetické technologie používané ve výstavbě

Prudký vývoj nových technologií vnesl do stavební praxe mnoho přístrojů založených na různých metodách, jež umožňují poměrně jednoduše  zaměřit či vytýčit stavební objekty. Patří mezi ně zejména metody využívající družicové systémy a laserové technologie.

1.5.1.    Globální družicové polohové systémy (GNSS)

V současné době existují tři družicové systémy pro navigaci a určení polohy, tj. americký družicový systém NAVSTAR GPS (Global Positioning System); jeho samostatnou obdobou je ruský GLONASS (Globalnaja navigacionaja sputnikovaja sistema) a nově vznikající evropský GALILEO (s podporou Číny).

GPS NAVSTAR

V současné době je tvořen 24 družicemi, z čehož 3 slouží jako záložní. Ty krouží kolem Země ve výšce přibližně 20 200 km na šesti oběžných drahách skloněných vždy o 60 stupňů. Každá družice je vybavena přijímačem, vysílačem, atomovými hodinami a řadou přístrojů, které slouží pro navigaci nebo jiné speciální úkoly (např. pro detekci výbuchu jaderných náloží).

Glonass

Skládá se z 24 družic, které obíhají ve výšce 19 100 km nad povrchem Země na 3 kruhových drahách se sklonem 65°. Dráhy jsou vzájemně posunuty o 120° a na každé dráze je 8 symetrických pozic pro družice.

Galieo

Jedná se o plánovaný evropský systém, který by se měl skládat z 30 operačních družic (27+3), které by obíhaly ve výšce přibližně 23 tisíc kilometrů nad povrchem Země po drahách se sklonem 56° k zemskému rovníku ve třech rovinách, vzájemně vůči sobě posunutých o 60°. Každá dráha bude mít 9 pozic pro družice a 1 pozici jako zálohu, aby systém mohl být při selhání družice rychle doplněn na plný počet. Na rozdíl od výše jmenovaných systémů (vojenský původ) je tento systém navržen pro celou řadu velmi rozmanitých civilních aplikací. Původně měl být Galileo provozuschopný od roku 2010, podle nových plánů je nejbližší rok spuštění 2014.

Všechny systémy se skládají ze třech segmentů, které spolu vzájemně komunikují, a to

  • kosmického segmentu, který je tvořen družicemi,
  • řídicího a kontrolního segmnetu,
  • uživatelského segmentu, který tvoří přijímače GPS, jež lze rozdělit podle využití a způsobu měření.

V závislosti na účelu a požadované přesnosti sítě lze použít následující metody:

  • statická (mP = 3 – 5 mm), vyžaduje dlouhé měření cca 45´ - 2hod. Je nutná min současná observace dvou bodů  na dva body,
  • rychlá statická (mP = 5 – 10 mm + 1 ppm),
  • stop and go (mP = 10 – 20 mm + 1 ppm),
  • kinematická (mP = 20 – 30 mm + 3 ppm),
  • RTK – real time kinematic (mP = 30 – 50 mm).

Vzhledem k tomu, že při těchto měřeních očekáváme výsledky v řádech centimetrových, je nutné splnit několik základních podmínek. Jsou to

  • současná observace alespoň na dvou bodech,
  • dostatečně velká viditelná část oblohy,
  • nepřítomnost předmětů způsobujících multipath (vícecestné šíření signálu).

Pro metody statické a rychlé statické, které dávají ve výsledku nejpřesnější výsledky, je nutné měření plánovat. Hlavní pozornost je nutné věnovat volbě metody a délce observace (měření). Doba observace se volí dle

  • konfigurace družic během měření,
  • počtu viditelných družic během měření,
  • stavu ionosféry,
  • délky základny,
  • překážek v okolí určovaných bodů.

Minimální počet družic, které je nutné pozorovat, se volí dle použité metody (minimum pro určení výšek 2 družice, pro určení polohy 3 družice, pro prostorové určení 4 družice). Referenční síť permanentních stanic umožňuje uživatelům GPS celkové zrychlení a ekonomické zvýhodnění prací při určování polohy. V ČR máme sítě např. CZEPOS a TopNET.

1.5.2       Metoda laserového skenování

Technologie laserového skenování, neboli laserscanning, patří k nejmodernějším metodám sběru geo-dat. Své využití nachází především v oblastech, kde je potřeba pořídit přesná 3D data – například v důlních prostorách, při zaměřování složitých objektů průmyslových komplexů, liniových staveb typu dálkového vysokého napětí nebo plynového potrubí, ale například i při přesném zaměřování fasád objektů historických staveb.

Princip metody laserscanningu: Ze stanoviska se vyšle laserový paprsek měřící vzdálenost, kterou urazí směrem k povrchu měřeného území nebo objektu. V tomto okamžiku lze laserové skenování dále rozlišit statické skenování a dynamické skenování:

a) Statické skenování,  neboli pozemní skenování, zde je třeba nejprve vytvořit bodové pole pro určení výchozích bodů v prostoru dále následuje vlastní skenování, které probíhá automaticky bez zásahu lidského faktoru. Na obr. 1.16 je zobrazen pozemní skener Leica ScanStation2 s počítačovou jednotkou.

b) Dynamické skenovaní: v tomto případě je skener umístěn v letadle, v automobilu či vrtulníku. V okamžiku vyslání laserového paprsku se zaznamenává směr paprsku pomocí diferenciálního GPS a inerciální navigace. Vyhodnocením všech parametrů se získá informace o jednom určitém bodu povrchu.

V současnosti se u skenovacích systémů využívá odrazu přímo od povrchu měřeného objektu – tzv. pasivní odraz. Pro neskenování bodů objektu se používá principů rozmítání laserového svazku, pomocí kterých jsou na povrchu objektu měřeny body v profilech ve zvolené hustotě. Souřadnice X,Y,Z měřeného bodu se určují na principu prostorové polární metody. Takto zaměřené body tvoří tzv. mračno bodů. Toto mračno je dále zpracováváno softwarem (odstraní se zbytečné body, minimalizují se odchylky). Dalším krokem je tzv. aproximace měřených bodů geometrickými entitami, tj. křivkami a plochami, případně tělesy. Jakkoli toto vyjádření zní jednoduše, jedná se o nejnáročnější část zpracování. Takto vytvořený 3D model, může být importován do CAD systémů a v tomto prostředí dále zpracováván...

Při výstavbě pozemních komunikacích lze skenování využít hned na začátku pro vymodelování reálného stavu krajiny, kde bude budoucí stavba umístěna, při zemních pracích, ať už jde o výpočty kubatur nebo o kontrolu tvarů, při dokumentování a kontrole průběhu stavby a nakonec pro zhotovení dokumentace skutečného provedení stavby.

1.5.3     Aplikace ve stavební praxi

Výše jmenované metody lze u pozemních komunikací využít v různých oblastech např. údržba silnic, plánování a realizace projektů při výstavbě atd.

  • Mobilní silniční měřicí systém MoSES Mobile - Straßen - Erfassungs- System“, který nabízí využití kinematického měření pro nejpřesnější aplikace. Je vybaven kamerami i laserovými skenery, a řadou dalších senzorů, jako jsou digitální barometr, inerciální měřicí jednotka, GPS přijímač pro DGPS, přesný počítač ujeté vzdálenosti. Vše i s řídicím systémem je namontováno v dodávkovém automobilu. Zařízení je schopné komplexně zaměřovat okolí silnice, včetně detailů jejího povrchu, jako podklad pro rekonstrukce [7].

  • Zemní stroje vybavené 2D, 3D nivelací. Jedná se o systémy kdy laserová čidla jsou umístěné na stroji (dozer, grejdr, rýpadlo atd.). U 2D systému se řízení stroje provádí pouze v jedné rovině, která je rovnoběžná s plánovaným povrchem a je nastavena na laserovém rozmetači. Na displeji v kabině pak nastavíme hloubku a sklon výkopu, případně přímo jeho celý příčný profil.V tomto případě je potřeba geodeta (určení půdorysných okrajů srovnávané plochy). Pro složitější terén používáme 3D systémy kdy je třeba výstupní výkresy načíst do kontrolní jednotky ve stroji. 3D systémy mohou dále spolupracovat buď s totální stanicí nebo s GPS. Výhodou 3D nivelace ve spojení s totální stanicí viz obr. 1.19 je přesnost 3 – 5 mm a možnost použití všude tam, kde by mohl být problém s příjmem signálu GPS (v krytých halách apod.).V případě kdy používáme GPS je třeba zřídit referenční stanici tím zvýšíme přesnost na 20 – 30 mm. Pro všechny stroje na stavbě v okruhu až 5 km postačuje jediná referenční GPS stanice, na rozdíl od totálních stanic, kdy každý stroj má svou.

  • 3D – mm GPS duální nivelační systémy pro finišery silniční frézy. Jediné omezení při využívání GPS metod při finální pokládce vozovky je nedostatečná přesnost v určení výšky. 3D – mm GPS systémem dosahuje přesnosti 2 – 5 mm v optimálních podmínkách (minimální množství překážek, křivolakost atd.). Jedná se o kombinaci satelitního a laserového systému. Sytém řídí výšku hladící lišty, šířku pokládané vrstvy a směr pojezdu finišeru na základě digitálního modelu pokládané vrstvy. Na liště jsou umístěny dvě GPS antény viz obr.1.20. Levá anténa určuje výšku a prvá určuje pojezd finišeru. Všechny získané signály (laserové, satelitní) jsou zpracovány nivelačním systémem a současně porovnávány s hodnotami dle projektu.Výsledek je přenesen do řídící jednotky finišeru, který zajistí realizaci potřebných odchylek jak ve výšce tak ve směru.

Využití všech výše uvedených aplikací vede k výraznému snížení spotřeby materiálu, zvýšení kvality a přesnosti.

Literatura

[1]    Směrnicepro dokumentaci staveb pozemních komunikací, Ministerstvo dopravy ČR, 02.2007

[2]    Zákon č. 183/2006 Sb. o územním plánování a stavebním řádu

[3]    ČSN ISO 4463-2 Měřící metody ve výstavbě – Vytyčování a měření- Část2: Měřické značky, Praha: ČSNI, 1999.

[4]    Český úřad zeměměřický a katastrální. Mapy [online] 2010 [Citace: 5. Května 2010.] Dostupné z:<http://www.cuzk.cz/Dokument.aspx?PRARESKOD=10&MENUID=10009&AKCE=DOC:30-ZU_GEOPODKLADY>.

[5]    Agentura ochrany přírody a krajiny ČR. O nás [online] 2010 [Citace: 5. Května 2010.] Dostupné z: <http://www.ochranaprirody.cz/index.php?cmd=page&id=70>.

[6]    Gespo v.o.s. [online] 24.4.2010 [Citace: 5. Května 2010.] Dostupné z: <http://www.gespo.cz/>.

[7]    VÚGTK, Gräfe, Gunnar. Vysoce přesné kinematické měření s laserovými scenery [online] 2009 [Citace: 5. Května 2010.] Dostupné z: <http://www.vugtk.cz/nzk/c1-09/grafe.htm>.

[8]    Bagry. Hájek, O. Moderní systémy 2D a 3D nivelace zemních strojů v praxi [online] 23.6.2008[Citace: 5. Května 2010.] Dostupné z: <http://bagry.cz/cze/clanky/z_praxe/ moderni_systemy_2d_a_3d_nivelace_zemnich_stroju_v_praxi>.

[9]    Silnice Železnice. Praktické využití GPS technologie na stavbách [online] 3. 7.2009 [Citace: 5. Května 2010.] Dostupné z: <http://www.silnice-zeleznice.cz/clanek/prakticke-vyuziti-gps-technologie-na-stavbach/>.

There are currently no posts in this category.