Geodezja podstawowa i astronomia geodezyjna

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W 16/+, C 14/+, godziny bezkontaktowe: 20

geografia fizyczna i gospodarcza: rozwój i struktura środowiska przyrodniczego na Ziemi, budowa geologiczna Ziemi, atmosfera, hydrosfera;

podstawy nauk o Ziemi: geometria Ziemi (kształt i rozmiar), kinematyka i dynamika Ziemi;

fizyka: prawa dynamiki Newtona, pole grawitacyjne, dynamika i kinematyka bryły sztywnej, pole elektromagnetyczne, teoria potencjału;

matematyka: rachunek różniczkowy i całkowy, pole skalarne i wektorowe

2014/2015 geodezja i kartografia / wszystkie specjalności

prof. Ireneusz Winnicki - sem. II

Wprowadzenie do geodezji podstawowej. Geometria elipsoidy. Redukcja elementów sieci geodezyjnej na elipsoidę odniesienia

i płaszczyznę odwzorowania. Układy współrzędnych płaskich: „1942”, „1965”, „GUGiK 1980”, UTM, „1992”, „2000”. Polska podsta-wowa osnowa geometryczna: osnowa trójwymiarowa 3D (EUREF-POL, POLREF, WSSG, ASG-EUPOS). Wysokości elipsoidalne. System odniesienia GRS’80. System i układ odniesienia, ziemskie (ITRF)

i niebieskie (ICRF) układy odniesienia.

Semestr II

WYKŁAD

1. Wprowadzenie do geodezji podstawowej: kształt Ziemi, powierzchnie odniesienia, zadania geodezji, siła ciężkości, powierzchnie poziome, linie pionu, pojęcie wysokości. Geometria elipsoidy obrotowej: podstawowe związki, współrzędne geodezyjne.

2. Geometria elipsoidy: układy współrzędnych na elipsoidzie, promienie krzywizny, szerokość geocentryczna i zredukowana, równanie parametryczne elipsoidy obrotowej, linia geodezyjna.

3. Geometria elipsoidy obrotowej: przekroje normalne, linia geodezyjna, trójkąty geodezyjne, przenoszenie współrzędnych.

4. Redukcja elementów sieci geodezyjnej na elipsoidę odniesienia

i płaszczyznę odwzorowania: rodzaje odwzorowań, odwzorowanie Gaussa - Krugera, redukcja długości i kierunków, zbieżność południków, skala odwzorowania, kąty kierunkowe, przeliczanie współrzędnych do sąsiednich pasów odwzorowawczych.

5. Transformacje współrzędnych przestrzennych (Helmerta - Hristova, quasi-afiniczna, 7-parametrowa Bursy-Wolfa): transformacje pomiędzy układami tej samej oraz dowolnej elipsoidy, ogólne zasady przeliczania współrzędnych pomiędzy państwowymi układami „1965” a „1992” i „2000”.

6. Polska podstawowa osnowa geometryczna: osnowa trójwymiarowa 3D (EUREF-POL, POLREF, WSSG, ASG-PL), osnowa dwuwymiarowa 2D (klasyczna pozioma sieć kątowo - liniowa), charakterystyka, sprzęt, technologia pomiaru, dokładność. Osnowa wysokościowa: kolejne realizacje układu Kronsztadt: „1960”, „1986” i „2006”.

7. Pole normalne siły ciężkości, sferoida normalna, elipsoida ekwipotencjalna, przyspieszenie normalne na elipsoidzie i ponad elipsoidą, gradient przyspieszenia. Wysokości elipsoidalne. System odniesienia GRS80.

8. Podsumowanie. Powtórzenie materiału.

ĆWICZENIA

Semestr II:

1. Rozwiązywanie trójkątów geodezyjnych na elipsoidzie WGS-84.

2. Przeniesienie współrzędnych geodezyjnych na elipsoidzie WGS-84 - zadanie wprost metodą Clarke’a, zadanie odwrotne metodą średniej szerokości Gaussa.

3. Odwzorowanie Gaussa - Krugera – ogólna charakterystyka. Wyliczenie redukcji odwzorowawczych odwzorowania Gaussa - Krugera.

4. Układy współrzędnych płaskich: „1942”, „1965”, „GUGiK 1980”, UTM, „1992”, „2000”.

5. Państwowe układy „1992” i „2000” – krótka charakterystyka. Redukcje obserwacji geodezyjnych (kierunków i odległości) na płaszczyznę układu 2000.

6. Przeliczenie współrzędnych XYZ na fi, lambda, h i odwrotne. Transformacja współrzędnych w układzie „1965” do układu „2000”.

7. Transformacja współrzędnych pomiędzy państwowymi układami współrzędnych „1992” i „2000”.

Podstawowa:

- J. Balcerzak, J. Panasiuk: Wprowadzenie do kartografii matematycznej., Oficyna Wydawnicza Pol. Warszawskiej, Warszawa 2005.

- M. Barlik, A. Pachuta: Geodezja fizyczna i grawimetria geodezyjna. Teoria i praktyka., Oficyna Wydawnicza Pol. Warszawskiej, Warszawa 2007.

- K. Czarnecki: Geodezja współczesna w zarysie. Wydawnictwo Wiedza i Życie, Warszawa 1997, 2010.

- I. Gajderowicz: Odwzorowania kartograficzne. Podstawy., Wydawnictwo UWM, Olsztyn 2009.

- R. Hlibowicki (pod redakcją): Geodezja wyższa i astronomia geodezyjna. PWN, Warszawa 1981.

- B. Hofmann-Wellenhof, H. Moritz: Physical Geodesy, second edition., Springer-Verlag, Wien 2006.

- E. Osada: Geodezja, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2002.

- J. Rogowski, M. Kłęk: Geodezja wyższa i astronomia geodezyjna. cz. I. Wydawnictwo Uczelni Warszawskiej im. Marii Skłodowskiej-Curie, Warszawa 2007.

- W. Szpunar: Podstawy geodezji wyższej, PPWK, Warszawa 1982.

- J. Śledziński – Geodezja satelitarna. PPWK, Warszawa 1978.

Uzupełniająca:

- K. M. Borkowski, Algorytmy zamiany współrzędnych kartezjańskich na elipsoidalne., Geodezja i Kartografia, XLI, 3-4 (1992), s. 203-212.

- K. M. Borkowski, Accurate algorithms to transform geocentric to geodetic coordinates., Bulletin Géodésique, Volume 63, Number 1, 1989, pp. 50-56.

- K. R. Britting, Inertial Navigation Systems Analysis., MSL MIT, Artech House 2010.

- M. Bursa, The theory for the determination of the non-parallelism of the minor axis of the reference ellipsoid and the inertial polar axis of the Earth, and the planes of the initial astronomic and geodetic meridians from the observation of artificial Earth satellites. Studia Geophysica et Geodetica, 1962, 6:209-214.

- B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger, E. Wasle, GNSS Global Navigation Satellite Systems., Springer-Verlag, Wien 2008.

- R. Kadaj: Wytyczne techniczne G - 1.10. Formuły odwzorowawcze i parametry układów współrzędnych., GUGiK, Warszawa 2001.

- R. Kadaj: Polskie układy współrzędnych, formuły transformacyjne, algorytmy i programy, Rzeszów 2002, (www.geonet.net.pl).

- L. A. Kivioja: Computation of geodetic direct and indirect problems by computers accumulating increments from geodetic line elements., Bulletin Géodésique, Volume 99, Number 1 / March, 1971.

- B. Kołaczek: Astronomia sferyczna z ćwiczeniami. Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1976.

- P. Laskowski: Is Newton's iteration faster than simple iteration for transformation between geocentric and geodetic coordinates?, Journal of Geodesy, Volume 65, Number 1, 1991, March.

W1 / Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną obejmującą kluczowe zagadnienia z zakresu geodezji podstawowej i astronomii geodezyjnej. Zna współczesne metody badania i modelowania kształtu i właściwości fizycznych Ziemi, obserwacji ich zmian w czasie. / G2A_W03.

W2 / Ma szczegółową wiedzę związaną z wybranymi zagadnieniami

z zakresu geodezji podstawowej i astronomii geodezyjnej, zna metody badania kształtu Ziemi, ma szczegółową wiedzą na temat systemów wysokości i ich zastosowania w geodezji.

/ G2A_W04.

W3 / Ma podstawową wiedzę o cyklu życia urządzeń, obiektów i systemów technicznych wykorzystywanych w badaniu kształtu Ziemi i określaniu jej kształtu geometrycznego. / G1A_W06.

W4 / Zna podstawowe metody, techniki, narzędzia i materiały stosowane przy rozwiązywaniu prostych zadań inżynierskich

z zakresu modelowania quasi-geoidy i precyzyjnego wyznaczania przewyższeń. / G1A_W07.

U1 / Potrafi posługiwać się technikami informacyjno-komunikacyjnymi właściwymi do realizacji zadań typowych dla działalności inżynierskiej w geodezji i kartografii. / G1A_U07.

U2 / Potrafi wykorzystać do formułowania i rozwiązywania zadań inżynierskich metody analityczne, symulacyjne oraz eksperymentalne. / G1A_U09.

U3 / Potrafi dokonać identyfikacji i sformułować specyfikację prostych zadań inżynierskich o charakterze praktycznym, w szczególności związanych z zagadnieniami precyzyjnych pomiarów wysokościowych. / G1A_U14.

U4 / Potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją - zaprojektować oraz zrealizować proste zadanie pomiarowe używając właściwych metod, technik i narzędzi pomiarowych. / G1A_U16.

K1 / Rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; zna możliwości dokształcania się, podnoszenia kompetencji zawodowych, osobistych i społecznych; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób. / G1A_K01.

WYKŁAD

Przedmiot zaliczany jest na podstawie zaliczenia wykładów (kolokwium pisemne z teorii). Warunkiem przystąpienia jest uprzednie zaliczenie ćwiczeń. Pytania obejmują zakres tematyki kolejnych wykładów i mają charakter otwarty.

W czasie kolokwium sprawdzane są efekty W1, W2, W3 i W4,

w czasie wspólnych dyskusji realizowany jest efekt K1. Efekty uznaje się za osiągnięte, jeśli student uzyska minimum 60% punktów

z zaliczenia pisemnego. Kryterium formułowania ocen jest następujące:

<60% – 2.0;

<60-65%) – 3.0;

<65–75%) – 3.5;

<75-85%) – 4.0;

<85-95%) – 4.5;

<95-100%> – 5.0.

ĆWICZENIA

Warunkiem zaliczenia jest: obecność na zajęciach, samodzielne wy-konanie wskazanych przez prowadzącego zadań oraz przygotowanie sprawozdań z wykonanych prac oraz zaliczenie sprawdzianu kontrolnego. Efekty (U1, U2, U3 i U4) oceniane łącznie uznaje się za osiągnięte, jeśli student: uczęszczał na zajęcia, poprawnie wykonał wszystkie ćwiczenia rachunkowe i zaliczył sprawdzian pisemny.

Kryteria oceniania:

3.0 – formalnie poprawne wykonanie zadań;

3.5 – dodatkowo student potrafi odpowiedzieć na pytania wyjaśniające dotyczące wykonania zadań;

4.0 – jw. oraz student potrafi wyjaśnić, dlaczego wybrał konkretne rozwiązanie;

4.5 – jw. oraz student potrafi podać rozwiązanie alternatywne i kry-tycznie ocenić uzyskane wyniki;

5.0 – jw. oraz student potrafi opisowo i graficznie poprawnie udokumentować wykonanie zadania.

Brak