Scop

Pentru îndeplinirea măsurii HB.13 privind reabilitarea şi modernizarea Reţelei Geodezice Naţionale (RNG) de nivelment de precizie prin determinarea unui cvasigeoid pentru zona României, din Planul Strategic Instituţional aprobat prin Ordinul nr. 763/16.05.2014 al Ministrului Dezvoltării Regionale şi Administraţiei Publice şi în conformitate cu strategia Agenției Naționale de Cadastru și Publicitate Imobiliară (ANCPI), având în vedere recomandările subcomisiei EUREF din cadrul Asociaţiei Internaţionale de Geodezie referitoare la îmbunătăţirea cvasigeoidului european EGG97 (EGG07) prin determinări gravimetrice, de nivelment geometric şi GNSS, Centrul Național de Cartografie (CNC) va realiza în anul 2016 proiectul de execuţie “Determinarea unui cvasigeoid pentru zona României – proiect pilot în județul Bihor”.

Proiectul pilot propus are drept scop asigurarea elementelor necesare generării unui cvasigeoid local, ca parte componentă a cvasigeoidului determinat pe teritoriul întregii ţări, prin implementarea şi experimentarea noilor tehnologii geogravimetrice ce vor sta la baza realizării acestuia. Totodată, proiectul urmăreşte îmbunătăţirea gridului de transformare pe altitudini şi îmbunătăţirea modelului digital al terenului și ortofotoplanului prin intermediul căruia se actualizează TopRo 5 - suport al implementării Planului Naţional de Cadastru şi Carte Funciară (PNCCF) și al derulării recepției lucrărilor pentru înscrierea în cartea funciară a imobilelor. O rețea geospațială 3D precisă va asigura sprijin şi control asupra aplicării tehnologiilor de vârf pentru obtinerea planurilor cadastrale în intravilanele oraselor/municipiilor prevăzute în cadrul proiectului LAKI II, prin zboruri LIDAR și restituție fotogrammetrică digitală.

Obiective

În cadrul proiectului pilot, CNC va efectua măsurători gravimetrice relative în punctele gravimetrice de ordinul 1 şi 2 pentru transmiterea gravităţii la punctele noi determinate, în punctele de verificare şi control în care au fost efectuate determinări de nivelment geometric și determinări GNSS în cadrul proiectului ”Reabilitarea rețelei de nivelment de precizie ordinul I-II prin recunoaștere și determinări GPS în punctele caracteristice, compatibile cu Rețeaua Geodezică Națională de Clasă D - Etapa 2014”, precum şi în punctele noi proiectate pentru a asigura o densitate şi o distribuţie uniformă a acestor puncte în vederea generării modelului de cvasigeoid gravimetric.

În punctele noi proiectate se vor efectua şi determinări cu tehnologia GNSS prin metoda RTK. Se vor efectua măsurători GNSS statice şi de nivelment în punctele gravimetrice de ordinul 1 şi 2, asigurând astfel un control complet al anomaliei altitudinii în aceste puncte, determinată pe cale geometrică şi prin măsurători gravimetrice. Noul model de cvasigeoid local obţinut pe baza punctelor măsurate va îmbunătăţi gridul de transformare a coordonatelor pe altitudini, asigurând trecerea de la sistemul de referință Stereografic 1970, Marea Neagră 1975 (ed. 1990), la sistemul de referinţă european ETRS89 în care este constituită reţeaua GNSS de staţii permanente a României aflată în administrarea ANCPI, astfel încât să fie posibilă determinarea controlată a altitudinilor prin utilizarea în cadrul ROMPOS a programului de transformare TransDatRO (publicat pe site-ul ANCPI) pe baza noului cvasigeoid introdus sub formă de grid de transformare. De asemenea, un model de cvasigeoid gravimetric mai precis decât cvasigeoidul geometric actual, va asigura interoperabilitatea datelor spaţiale naţionale cu cele europene în cadrul Infrastructurii Naţionale pentru Informaţii Spaţiale (INIS), pentru adoptarea și implementarea standardelor europene pentru scopuri științifice și pentru rezolvarea problemelor tehnice ca suport al activităților economice.

Rețeaua Geodezică Națională GPS de Clasă C totalizează un număr de 1156 puncte, uniform distribuite la nivel de județ. Realizarea unei densităţi uniforme a punctelor din Reţeaua Geodezică Naţională GPS a impus completarea Reţelei Geodezice Naţionale GPS de Clasă A şi B, cu un sistem unitar de referinţă ETRS89 care să asigure o densitate de 1pct/50km2, prin realizarea RGN - GPS de Clasă C.

Determinările realizate pe baza tehnologiilor de poziţionare satelitare GNSS (GPS, GLONASS) furnizează rezultate (coordonate) cu precizie ridicată într-un sistem de referinţă şi coordonate specifice (WGS84 sau ETRS89). Cu toate acestea menţinerea în momentul de faţă în România, a sistemului de referinţă S42 (elipsoid Krasovski 1940) şi a planului de proiecţie Stereografic 1970, necesită realizarea unei transformări unitare de coordonate între noul sistem de referinţă utilizat în determinările GNSS (ETRS89) şi sistemul de referinţă actual.

Pentru realizarea acestei transformări, ANCPI prin Direcţia de Cadastru şi Geodezie, a propus şi realizat un algoritm modern de calcul transpus într-un soft denumit TransDat. Pentru o bună implementare a algoritmului de calcul în cadrul TransDat este necesar să se dispună de un set de puncte comune dispuse uniform pe suprafaţa de interes, cu coordonate în ambele sisteme de referinţă implicate. ANCPI dispune de setul de coordonate în sistemul naţional (Stereografic 1970) cu acoperire naţională (pe baza reţelei de triangulaţie) şi de setul de coordonate în sistem ETRS89 (pe baza măsurătorilor GNSS disponibile).
Având în vedere realizarea unor astfel de determinări GNSS pentru tot teritoriul ţǎrii, s-a solicitat efectuarea de determinări GNSS în puncte de triangulaţie pentru finalizarea implementării transformării de coordonate.

Pe baza determinărilor GNSS solicitate, se va asigura o transformare planimetrică unitară urmând să se asigure şi transformarea altimetrică unitară la un nivel de precizie necesar lucrărilor topo-geodezice. Conform programului întocmit de Direcţia de Cadastru şi Geodezie din cadrul ANCPI, s-a precizat că la nivelul întregii ţări urmează să se determine, cu ajutorul tehnologiei GPS, un număr de cca 4750 puncte uniform distribuite în teritoriu într-o reţea care să cuprindă atât puncte din triangulaţia de ord.I-IV, cât şi puncte nou materializate.

Direcţia de Cadastru şi Geodezie din cadrul ANCPI, în vederea îndeplinirii obiectivului privind dezvoltarea şi îmbunătăţirea performanţelor programului TransDat, a solicitat ca CNC, prin Serviciul Geodezie, să realizeze Proiectul “Reţeaua Geodezică Națională GPS de Clasă C” pentru judeţele: Bucureşti, Ilfov, Călăraşi, Teleorman, Caraş - Severin, Gorj, Vâlcea, Hunedoara, Bihor, Satu Mare, Maramureş, Suceava, Botoşani, Bacău şi Vaslui. Proiectul ”Reţeaua Geodezică Națională GPS de Clasă C” s-a realizat pe baza datelor oferite de lucrările de recunoaştere la teren a punctelor de triangulaţie de ordinul I-IV, acţiune realizată de Serviciul Geodezie și Cercetare-Dezvolater al CNC, în colaborare cu Oficiile de Cadastru şi Publicitate Imobiliară. Precizia de realizare a RGN - GPS de Clasă C, trebuia să respecte toleranţa de +/-3 cm în 3D şi trebuia să conţină cât mai multe puncte comune cu reţeaua de triangulaţie de ord. I-IV, puncte pe baza cărora să se asigure trecerea coordonatelor punctelor noi, determinate cu ajutorul tehnologiei GPS din sistemul de referinţă ETRS89 în sistemul naţional de proiecţie Stereografic 1970, plan de referinţă Marea Neagră 1975 (ediţia 1990).

Serviciul Geodezie şi Cercetare - Dezvoltare al CNC a finalizat proiectele Reţeaua Geodezică GPS de Clasă C pentru judeţele Bucureşti, Ilfov, Călăraşi, Teleorman, Caraş - Severin, Gorj, Vâlcea, Hunedoara, Bihor, Satu Mare, Maramureş, Suceava, Botoşani, Bacău şi Vaslui, după cum urmează: 

• În anul 2006, prin proiectul “Realizarea modernizării reţelei geodezice naţionale GPS de Clasă C şi determinări GPS în punctele de triangulaţie de ord. I – IV” pentru municipiul Bucureşti şi în judeţul Ilfov s-au deteminat un total de 50 puncte. 

• În anul 2007, prin proiectul ”Realizarea modernizării reţelei geodezice naţionale GPS de Clasă C şi determinări GPS în punctele de triangulaţie de ord. I – IV” pentru judeţul Bacău”, s-au deteminat un număr de 52 puncte.

• În anul 2008 prin proiectul ”Realizarea RGN – GPS de Clasă C prin determinări GNSS în punctele de triangulaţie de ordinul I – IV” pentru 10 judeţe (Bihor, Botoşani, Caraş-Severin, Gorj, Hunedoara, Maramureş, Satu-Mare, Suceava, Teleorman şi Vâlcea), s-au deteminat un total de 397 puncte.

• În anul 2009 prin proiectul ”Realizarea RGN – GPS de Clasă C ‐ Determinarea unui (cvasi)geoid prin determinări GNSS în punctele de triangulaţie de ordinul I‐IV” în 2 judeţe (Călăraşi şi Vaslui), s‐au deteminat un număr de 75 puncte. 

Având în vedere că realizarea determinări GNSS de clasă C pentru restul teritoriului, cu mijloacele de care dispune ANCPI prin CNGCFT, ar fi necesitat un timp prea îndelungat, iar implementarea transformării de coordonate era o cerinţă stringentă, s‐au efectuat determinări GNSS în punctele de triangulaţie, prin contracte cu persoane juridice autorizate, pentru completarea măsurătorilor din RGN – GPS de Clasă C în 27 judeţe şi finalizarea implementării transformării de coordonate. Pentru judeţele Dâmboviţa, Brăila, Arad, Timiş, Mehedinţi, Dolj, Olt, Argeş, Giurgiu, Ialomiţa, Constanţa, Tulcea, Prahova, Buzău, Alba, Sibiu, Braşov, Covasna, Vrancea, Galaţi, Cluj, Sălaj, Bistriţa ‐ Năsăud, Mureş, Harghita, Neamţ şi Iaşi, ANCPI prin Direcţia de Cadastru şi Geodezie (DCG) a realizat în anul 2010 contracte cu persoane autorizate pentru măsurători GPS în reţeaua de puncte comune de triangulaţie, compatibile cu reţeaua GPS de Clasă C.

Proiectul a avut ca scop modernizarea Reţelei Geodezice Naţionale GPS, asigurarea numărului minim de puncte necesare dezvoltării reţelelor de sprijin şi îndesire determinate prin tehnologie GPS la nivel de judeţ și sigurarea unor transformări optime, în parametrii de precizie ai RGN în sistem Stereografic 70, prin aplicarea programul de calcul TransDat. Prin acest proiect s‐a dorit soluţionarea lipsei punctelor geodezice pentru realizarea documentaţiilor topografice şi cadastrale destinate înscrierii în Cartea Funciară; dezvoltarea proiectelor de urbanism şi amenajarea teritoriului, consolidării pieţei imobiliare şi proiectelor de investiţii; asigurarea unui control strict al poziţionării imobilelor într‐un sistem omogen (E‐Terra) care să asigure precizie suficientă amplasamentului terenului pentru eliminarea suprapunerilor cât și stabilirea unor corecţii unitare de îmbunătăţire a preciziei RGN pentru asigurarea punctelor de bază la realizarea şi actualizarea hărţii oficiale a teritoriului naţional.

La finalizarea contractelor, au fost determinate un număr de 582 puncte. Pentru executarea observaţiilor GPS în RGN de Clasă C, Serviciul Geodezie şi Cercetare ‐ Dezvoltare a folosit metoda de măsurare statică cu receptoare Trimble 4000SSE ce fac parte din clasa geodezică (L1, L2). Receptoarele GPS au fost setate cu masca de elevaţie la 15º iar intervalul de înregistrare a fost setat la 10s. Înălţimea antenei a fost măsurată atât la ARP cât şi cea înclinată, la începutul şi la sfârşitul observaţiilor, iar valoarea medie înclinată a fost introdusă în receptor, pentru fiecare punct. Punctele au fost staţionate în sesiuni independente de 6 ore observaţiile desfăşurându‐se în conformitate cu proiectul şi graficul de sesiuni avizat de DGC. Pentru toate punctele observate, ce fac parte din acest proiect, s‐au întocmit descrieri topografice, schemele obstrucţiilor și formularul observaţiilor GPS. Prelucrarea observaţiilor GPS s‐au procesat cu suita de softuri Trimble, căt și cu Leica Geomatiks Office. Pentru prelucrare au fost folosite efemeride precise, ce au fost descărcate de pe site‐ul http://igscb.jpl.nasa.gov/. În prima fază au fost calculaţi vectorii intre toate punctele, inclusiv între staţiile permanente folosite apoi reţeaua a fost compensată ca o reţea liberă formată din totalul punctelor măsurate și staţiile permanente. În faza următoare, rețeaua a fost compensată ca o reţea constrânsă pe staţiile GPS permanente de Clasă A, precum şi pe punctele vechi din RGN‐GPS de Clasă B, în sistemul de coordonate ETRS89.

Pentru verificarea situaţiei coordonatelor punctelor de triangulaţie din reţeaua de Ordinul I‐IV, au fost transformate în planul de proiecţie Stereografic 1970, plan de referinţă Marea Neagră 1975 toate puncte de Clasă B şi C. Transformarea a fost făcută cu ajutorul software‐ului Leica Geo Office şi au fost folosite doua metode. Modelul de transformare a fost ales Bursa Wolf. Poziţia şi cota sunt separate în două componente. Mai întâi se face o transformare 2D pentru determinarea poziţiei şi apoi este folosită interpolarea pentru determinarea cotei. Pe baza punctelor cu coordonate comune, de Clasă B şi C, precum şi a punctelor din judeţele limitrofe s‐au format grupuri de puncte cu coordonate comune. În felul acesta s‐au determinat seturi de parametrii de transformare, cu ajutorul cărora s‐au obţinut coordonatele rectangulare plane şi cotele pentru punctele reţelei.

Mai multe informaţii cu privire la prelucrarea observaţiilor GPS se pot regăsi în cadrul proiectelor Centrului Național de Cartografie (fost CNGCFT) ‐ ”Reţeaua Geodezică Naţională GPS de Clasă C”, realizate de către Serviciul Geodezie şi Cercetare – Dezvoltare. Pentru celelalte 27 judeţe pentru s‐au realizat măsurători GPS compatibile cu RGN‐GPS de Clasă C de către persoane juridice autorizate, conform contractelor încheiate de ANCPI în anul 2010, se regăsesc informaţii suplimentare în cadrul Direcţiei de Cadastru şi Geodezie (DCG) – ANCPI care a recepționat și introdus în baza de date a Fondului Național Geodezic (FNG) aceste lucrări.

Prin realizarea Reţelei Geodezice Naţionale GPS de Clasă C la nivelul întregului teritoriu naţional s‐a obţinut distribuţia uniformă pe judeţ a punctelor din RGN ‐ GPS de Clasă C, densitatea suficientă a punctelor din RGN ‐ GPS de Clasă C pentru a asigura punctele de dezvoltare a reţelelor de sprijin şi îndesire, necesare dezvoltării lucrărilor topografice şi de cadastru, posibilitatea utilizării reţelei RGN‐GPS de Clasă C pentru modernizarea Reţelei Geodezice Naţionale de Nivelment de Precizie şi pentru Determinarea ondulaţiei (cvasi)geoidului la nivel naţional și asigurarea întreţinerii periodice, a mentenanţei fizice şi gestiunii facile la nivelul fiecărui judeţ a reţelei RGN ‐ GPS de Clasă C.

Rețeaua Geodezică Națională GPS de Clasă B este formată dintr‐un numar de 303 de puncte uniform distribuite la nivelul fiecărui județ. Ea a fost realizată în cadrul Institutului de Cadastru, Geodezie, Fotogrametrie şi Cartografie prin proiectul “Realizarea Reţelei Geodezice Naţionale GNSS – Clasă B” care a inclus organizarea lucrărilor de măsurători GPS la teren şi prelucrarea datelor.

Pentru aceasta, la nivelul Oficiilor Judeţene de Cadastru, Geodezie şi Cartografie s‐a realizat recunoaşterea punctelor vechi, definitivarea amplasamentelor punctelor noi proiectate, precum şi materializarea acestora.

Proiectul a urmărit încadrarea reţelei naţionale GPS în reţeaua Europeană de referinţă (EUREF), modernizarea Reţelei Geodezice Naţionale și asigurarea numărului minim de puncte necesare dezvoltării reţelelor de sprijin şi îndesire determinate prin tehnologie GPS la nivel Național. Pentru realizarea rețelei s‐au folosit nouă receptoare cu dublă frecvență (L1, L2) Leica 520 avănd antene de tip AT502 și cinci staţii permanente GPS de Clasă A dotate cu receptoare Leica 530 și antene de tip AT504 (SUCE – amplasată în municipiul Suceava; CLUJ ‐ amplasată în municipiul Cluj‐Napoca; TIMI ‐ amplasată în municipiul Timişoara; SIBI amplasată în municipiul Sibiu şi BRAI amplasată în municipiul Brăila, precum și staţii meteo MET3A.

Pentru efectuarea observațiilor GNSS ‐ GPS s‐au deplasat la teren 9 echipe de operatori din cadrul Serviciului Geodezie. Campania de măsurători s‐a desfăşurat în perioada 07.07 ‐ 09.08.2004, totalizând 27 de zile de observaţii. Măsurătorile s‐au efectuat pe parcursul a 8 sesiuni de 24h și 29 sesiuni de 6h.
Înregistrarea datelor s‐a efectuat pe cartele de memorie PCMCIA. Pentru încadrarea reţelei naţionale GPS în reţeaua Europeană de referinţă, s‐au utilizat şi datele furnizate de următoarele staţii permanente EUREF: GRAZ, JOZE, PENC, SOFI.

Prelucrarea datelor GPS s‐a realizat cu programul GPSURVEY 2.35.Staţia de referinţă utilizată pentru determinarea vectorilor a fost GRAZ. Procesarea vectorilor s‐a efectuat pentru fiecare zi de observaţii în proiecte distincte.
Analizând rezultatele procesării diferenţiale a datelor GPS, s‐a constatat că precizia bazelor obţinute este cuprinsă, în general, între 0.005 şi 0.0001 m. Număr total vectori (baze) rezultaţi în urma procesării diferenţiale este de 4731.

Compensarea s‐a efectuat, într‐o primă etapă, tratând fiecare zi de observaţii ca o reţea "liberă" minim constrânsă, considerând fixă staţia GRAZ. Într‐o a doua combinaţie, s‐au considarat fixe GRAZ, JOZE, PENC, SOFI, de asemenea pentru fiecare zi de observaţii. După analiza acestor seturi de date s-a trecut la compensarea "în bloc" a întregii reţele. Pentru aceasta, s-au eliminat toate soluţiile ''float" iar apoi s-au importat toate soluţiile fixate ale vectorilor într-un proiect unic, procedându-se la compensarea reţelei.

Deoarece s-a urmărit încadrarea Reţelei Geodezice Naţionale în Reţeaua Europeană de Referinţă (EUREF), în compensarea efectuată prin metoda "celor mai mici patrate" s-au considerat fixe și coordonatele staţiilor permanente internaționale GRAZ, JOZE şi SOFI.

Pentru realizarea încadrării RGN în EUREF, s-a procedat la efectuarea transformării de coordonate din ITRF 2000/Epoca 2003.52 în ETRS89, utilizând relaţiile de calcul Altamimi&Boucher. Pentru verificarea soluţiei obţinute, s-au comparat aceste rezultate cu cele obţinute pentru nucleul RGN din procesarea realizată în luna August 2003 (reţeaua CERGOP) şi cea din luna Decembrie (reţeaua EUREF), ambele procesări fiind efectuate la Graz, cu programul BERNESE 4.2. De asemenea, s-a efectuat un studiu comparativ între datele obţinute în această campanie (2003) cu cele rezultate în 1994 (ETRF- ETRS89).