Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický


 útvar 24  -  Geodezie a geodynamika  


Historický nástin

Počátky činnosti útvaru spadají do roku 1954, kdy existovala malá výzkumná skupina, která řešila vybrané problémy geodetické teorie a praxe a která se v roce 1954 stala základem VÚGTK. Ve VÚGTK práce této skupiny navázala na aplikovaný výzkum, rozvíjený předtím také v Triangulační kanceláři Ministerstva financí ČR. V souladu s požadavky doby bylo zahájeno řešení řady teoretických a aplikačních problémů, souvisejících s dokončením Československé trigonometrické sítě, budováním Československé astronomicko-geodetické sítě a jejím začleněním do Jednotné astronomicko-geodetické sítě tehdejších socialistických států v rámci společného vyrovnání jakož i s analýzou stavu a novým zaměřením Československé nivelační sítě, jejím vyrovnáním v rámci jednotné mezinárodní sítě a s přechodem na nový Baltský výškový systém a na normální výšky. Aktuálním úkolem byl také popis a analýza vztahů mezi československým uživatelským systémem Jednotné trigonometrické sítě katastrální a mezinárodním systémem S-42. Tyto úkoly vyžadovaly vyřešení mnoha dílčích úloh z oblasti teorie tvaru a tíhového pole Země, matematické geodézie, geodetické gravimetrie a technologie přesných geodetických, astronomických a tíhových měření. Od konce 50. let se začal rozvíjet výzkum v oblasti družicové geodézie a v letech šedesátých a sedmdesátých se paralelně rozvíjel také výzkum v matematické a zejména ve fyzikální geodézii. Koncem 50. let začíná rovněž výzkum recentních pohybů zemského povrchu, který je dnes stále aktuální. Začlenění Geodetické observatoře Pecný do VÚGTK v roce 1965 významně posílilo experimentální výzkum v geodetické astronomii, geodetické gravimetrii, v teorii měření a geodetických měřicích přístrojů a znamenalo také aktivní zapojení VÚGTK do mezinárodních stálých pozorovacích služeb. Experimentální pracoviště geodetické observatoře dosahovalo poměrně vysoké úrovně práce v 60. letech a počátkem let 70. Potom nastalo období postupného zaostávání v důsledku morálně zastarávajícího instrumentária (s výjimkou geodetické gravimetrie), které trvalo téměř dvacet let. K výraznějšímu oživení a přiblížení se současné světové úrovni dochází od počátku 90. let. Od počátku činnosti útvaru v rámci VÚGTK je patrný mimořádně významný podíl jeho pracovníků na mezinárodní spolupráci, a to ze známých důvodů především se státy bývalého sovětského bloku (GSSS, KAPG, Interkosmos), ale od počátku 60. let do současné doby také se světovou vědeckou komunitou v Mezinárodní unii geodetické a geofyzikální resp. Mezinárodní asociaci geodézie, v komitétu pro výzkum kosmického prostoru COSPAR a v dalších po roce 1990 nově ustavených mezinárodních strukturách, jako je např. SEI (Středoevropská iniciativa).


Všeobecná charakteristika

Výzkumný tým geodézie a geodynamiky VÚGTK vznikl v roce 1981 splynutím bývalého oddělení teoretické geodézie a oddělení geodetické astronomie (Geodetické observatoře Pecný) VÚGTK. V útvaru je systematicky rozvíjen badatelský (základní) výzkum v matematické a fyzikální geodézii, kosmické geodézii, geodetické gravimetrii (zemských slapech) a v geodynamice a rovněž cílený výzkum v oblasti geodetických základů, jehož výsledky nacházejí přímé využití v resortu ČÚZK a v celé současné zeměměřické praxi. Oba typy výzkumu zahrnují část teoretickou a experimentální. Vycházející jednak z vlastních pozorování, jednak z pozorování a experimentálních dat poskytovaných jinými vědeckými institucemi. Útvar spolupracuje v resortu ČÚZK se Zeměměřickým úřadem a s katastrálními úřady, dále pak s oborem geodézie a kartografie Stavební fakulty ČVUT v Praze, Ústavem geodézie VUT Brno, Astronomickým ústavem AV ČR a s Vojenským topografickým ústavem Dobruška. Součástí oddělení je Mezinárodní centrum pro recentní pohyby zemské kůry(ICRCM), které v letech 1975 až 1996 bylo operativním orgánem Mezinárodní asociace geodézie (MAG) v sekci 5 - geodynamika. Tyto aktivity zůstávají součástí struktury světových geofyzikálních datacenter, soustředěných v Panelu světových datacenter při Mezinárodním koncilu vědeckých unií. Podstatná část útvaru je soustředěna na pracovišti Geodetické observatoře Pecný v Ondřejově, fondy ICRCM jsou v ústřední budově VÚGTK ve Zdibech. Od 1. července 2000 je součástí týmu i "Výzkumné centrum dynamiky Země", které bylo založeno ve spolupráci VÚGTK, Astronomického ústavu AV ČR, Stabení fakulty ČVUT v Praze, Přírodovědecké fakulty UK a Ústavu struktury a mechaniky hornin AV ČR. Centrum v současnosti řeší projekt "Experimentální výzkum dynamiky Země a jejího povrchu", podporovaný finančně Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy v rámci projektu LN00A005.


Badatelský výzkum

Badatelský výzkum je od roku 1992 (s výjimkou roku 1994) finančně podporován Radou vlády pro vědu a výzkum technologií a Grantovou agenturou České republiky a Ministerstvem školství, mláděže a tělovýchovy (MŠMT). V současné době je rozvíjen v rámci vědeckého projektu "Časové změny geodetických bodových polí" a "Experimentální výzkum dynamiky Země a jejího povrchu" v šesti specializacích:

Při realizaci projektu spolupracuje útvar geodézie a geodynamiky s řadou zahraničních vědeckých institucí, především s NOAA, Silver Springs, USA a GeoForschungsZentrum, Potsdam, SRN a s mnoha dalšími, soustředěnými v MAG a v sekci C Středoevropské iniciativy. Pod badatelský výzkum je možno též zařadit činnost analytických subcenter EUREF (Evropské referenční rámce). Jde zejména o subcentrum "GOPE" pro zpracování permanentních pozorování technolie GPS v rámci "EUREF Permanent Network", subcentra pro tvorbu přesných poloh družic systému NAVSTAR v kvazireálném čase a subcentra pro "GPS meteorologii" - určování obsahu vodních par v atmosféře na základě pozorování technologií GPS.


Cílený výzkum

Cílený výzkum je v útvaru geodézie a geodynamiky zaměřen především na aktuální potřeby resortu ČÚZK v oblasti budování a modernizace geodetických základů ČR a jejich integrace s geodetickými základy v Evropě. V poslední době byl vyřešen úkol začlenění České a Slovenské astronomicko-geodetické sítě společně se základními geodetickými sítěmi Maďarska, Rakouska a Německa do evropského systému ED87 novým souborným vyrovnáním tohoto systému se sítěmi nových účastnických států, vybudování rámcové referenční GPS sítě 0. řádu a jejího zhuštění v rámci GPS kampaně DOPNUL, přímého měřického spojení s referenčními GPS sítěmi Německa a Rakouska. Na budování referenčních GPS sítí se oddělení podílí jak měřicky, tak komplexním zpracováním vědeckým softwarem. V současné době je aktuálním úkolem budování a monitorování Základní geodynamické sítě ČR prováděním opakovaných GPS pozorování na 32 bodech, kterého se útvar účastní jak měřicky, tak zpracovatelsky a analyticky. Cílem práce v této síti je posouzení stability polohových geodetických základů ČR a jejich integrace s výškovými geodetickými základy. Začlenění geodetických základů ČR do evropských současných geodetických základů se útvar aktivně účastní v rámci mezinárodního projektu EUREF (Evropský referenční rámec) a EUVN (Evropská výšková síť), jehož realizace je nyní v počáteční fázi. S využitím referenčních GPS sítí byl vytvořen zpřesněný uživatelský systém S-JTSK/95, který je nyní v připomínkovém řízení. Pro katastrální úřady ČR je prováděno začlenění lokalit zhuštění podrobného bodového pole, prováděného metodou GPS, do referenční sítě DOPNUL. Pro území ČR byl vytvořen referenční model kvazigeoidu v systému ETRF89 s přesností do 5 cm, který umožňuje určování normálních (nadmořských) výšek metodou GPS v libovolné oblasti státu. Stabilita referenčního GPS rámce je kontinuálně sledována soustavným vyhodnocováním pozorování souboru evropských stanic IGS. Za účelem kalibrace technologie měření a zpracování pozorování GPS byla v roce 2000 zřízena kalibrační základna v prostoru Geodetické observatoře Pecný a Skalka. V oblasti geodetických základů útvar spolupracuje se Zeměměřickým úřadem, katastrálními úřady a katedrou vyšší geodézie Stavební fakulty ČVUT v Praze.


Geodetická observatoř Pecný

Geodetická observatoř Pecný je pracovištěm experimentálního geodetického výzkumu. Nachází se 40 km jihovýchodně od Prahy v katastru obce Ondřejov, v bezprostředním sousedství rozsáhlého areálu Astronomického ústavu AV ČR. Observatoř je vybavena zařízením pro astrometrická, gravimetrická a GPS pozorování, slapovou laboratoří, termokomorou a je uzpůsobena také pro testování geodetických přístrojů, gravimetrů a techniky GPS. V okolí observatoře je vybudováno testovací geodetické bodové pole a testovací základna GPS. Lokální počítačová síť observatoře je napojena na počítačovou síť Astronomického ústavu AV ČR a jejím prostřednictvím na síť Internet. Observatoř je referenční stanicí GPS České republiky, jedním ze základních výškových bodů, absolutním tíhovým bodem, srovnávacím astronomickým bodem československé astronomicko-geodetické sítě a také stanicí nového evropského referenčního rámce GPS - EUREF.

Permanentní pozorování GPS jsou na observatoři prováděna od září 1993 a od září 1995 je stanice součástí Mezinárodní služby GPS pro geodynamiku (IGS, stanice GOPE). Pozorování byla do listopadu 1999 prováděna aparaturou Trimble 4000 SSE, od 5.11.1999 pak aparaturou Ashtech Z-18 (umožňující též sledování družic systému GLONASS), anténa je umístěna nucenou centrací v observačním pilíři nad střechou hlavní budovy. Na pilíři je rovněž umístěna meteorologická budka se sensorem pro registraci meteorologických dat (teploty, tlaku a vlhkosti). Měřená data (signály navigačních družic systému NAVSTAR, resp. GLONASS) jsou průběžně ukládána, převáděna do formátu RINEX a prostřednictvím sítě Internet v hodinových intervalech přenášena do regionálního datového centra Graz, odkud jsou posléze odesílána do datového centra IfAG (Frankfurt am Main) a dále do analytického centra CODE (Astronomický ústav Univerzity Bern), kde jsou zahrnuta do výpočtu produktů IGS (souřadnice stanic, přesné dráhy, korekce hodin, parametry rotace a orientace Země, parametry ionosféry). V současné době probíhá činnost stanice IGS plně automaticky.

Pravidelná astrometrická pozorování času a šířky jsou na observatoři prováděna od roku 1957. S přihlédnutím k současnému významu klasických astrometrických pozorování byl počet přístrojů redukován na jediný typ - cirkumzenitál VÚGTK 100/1000. Observatoř má k dispozici ještě menší variantu tohoto přístroje - cirkumzenitál 50/500, který je používán pro polní měření. Výsledky pozorování byly do r. 1999 předávány do světového centra optické astrometrie v Šanghaji (Čína), v současné době jsou předávány do Gosstandardu (Moskva). Významné bylo též pozorování radiohvězd, které přispělo k navázání katalogů radiohvězd a fundamentálního hvězdného katalogu FK5. Gravimetrická slapová pozorování jsou na observatoři prováděna od roku 1970. Kromě vlastního zpracování slapových měření jsou data předávána Mezinárodnímu centru pro zemské slapy v Bruselu. V období 1979 - 1996 bylo v gravimetrické laboratoři observatoře provedeno celkem 8 absolutních tíhových měření pěti různými aparaturami. V současné době se provádějí absolutní tíhová měření v rámci projektu UNIGRACE, podporovaného Evropskou unií. V období 1969 - 1990 byla prováděna intenzivní fotografická pozorování UDZ v mezinárodní spolupráci, v roce 1970 byla prováděna experimentální laserová pozorování UDZ laserem české výroby (tehdy jako čtvtý stát na světě, po USA, Francii a Japonsku) a dopplerovská družicová měření se uskutečnila v mezinárodní spolupráci v období 1984 - 1989.


Mezinárodní centrum pro recentní pohyby zemské kůry

Mezinárodní centrum pro recentní pohyby zemské kůry (ICRCM), které bylo součástí útvaru geodézie a geodynamiky VÚGTK, pracovalo jako operační orgán Mezinárodní asociace geodézie, začleněním do sekce 5 (geodynamika) MAG, v období od září 1975 do 31.7. 1996. V současné době není již centrum součástí MAG, zůstává však součástí systému světových geofyzikálních datacenter (WDC), který je součástí Mezinárodního koncilu vědeckých unií, jako centrum skupiny C (Evropa). Úkolem centra bylo shromažďovat a distribuovat informace o recentních pohybech zemské kůry, shromažďovat, archivovat a distribuovat bibliografické informace, vyhodnocovat a distribuovat informace ve tvaru map, katalogů a dalších prostředků vizualizace, provádět srovnávací rozbory s dalšími geofyzikálními a geologickými informacemi, podporovat projekty zaměřené na monitorování recentních pohybů, poskytovat konzultace, zácvik a vědecké pobyty především pracovníkům z rozvojových zemí. V současné době je ve fondech ICRCM uloženo na 60 souborů digitálních dat zahrnujících digitální mapy recentních pohybů, výsledky opakovaných geodetických měření v různých zemích, výsledky výpočtu tenzorů deformací různých oblastí a výsledky GPS pozorování pro geodynamické účely. Dále je zde k dispozici okolo 100 mapových listů různých charakteristik recentních pohybů pro různé oblasti, geologické a tíhové mapy, mapy středních hodnot nadmořských výšek atd. Kromě toho fondy soustřeďují tištěné katalogy opakovaných geodetických měření, katalogy středních výšek na mareografických stanicích světové permanentní služby sledování mořské hladiny atd. Knihovna ICRCM soustřeďuje přes 2000 knih a reprintů s tematikou recentních pohybů a tematikou příbuznou. Data a informace jsou poskytovány různým způsobem na vyžádání vědeckým organizacím a jednotlivým vědeckým pracovníkům z oborů geověd. Fondy ICRCM jsou nyní součástí odvětvové knihovny VÚGTK.


Mezinárodní spolupráce

Pracovníci útvaru geodézie a geodynamiky zastávají vědecké funkce v Mezinárodní asociaci geodézie (MAG), v sekci C - geodézie Komitétu věd o Zemi Středoevropské iniciativy(CEI/C), v Komitétu pro výzkum kosmického prostoru (COSPAR), v zahraničních vědeckých společnostech a v redakčních radách mezinárodních časopisů. Dále je útvar zapojen do několika mezinárodních projektů.

V MAG je to především členství ve výkonném výboru, funkce národních zástupců v komisi 5 (zemské slapy) a komisi 10 (globální a regionální sítě) a dále členství ve speciální komisi pro matematické a fyzikální základy geodézie, v komitétu pro výuku, ve speciálních studijních skupinách 3.164 (přístroje a metody letecké gravimetrie), 3.166 (modelování a interpretace lokálního tíhového pole), skupiny "dlouhodobé variace rotace Země" a "kalibrace gravimetrů". V sekci C Středoevropské iniciativy je to funkce národního zástupce za ČR, mezinárodního koordinátora projektu C1 (spojení geodetických sítí), národního koordinátora za ČR mezinárodního geodynamického projektu CERGOP, funkce vedoucího studijní skupiny č.6 (CEGRN a přesné určování výšek) a č.8 (geotektonika Střední Evropy) projektu CERGOP a členství ve studijních skupinách č. 3 (referenční rámce CEGRN), č.4 (standardizace dat a zpracovatelská centra) a č.1 (troposférická refrakce) projektu CERGOP jakož i funkce národního zástupce ve speciální studijní skupině sekce C pro standardizaci vysokoškolské výuky ve státech CEI. V komitétu COSPAR je to členství v panelu "Dynamika umělých družic a kosmických sond". Dále jsou pracovníci útvaru členy Americké geofyzikální unie, Kanadské geofyzikální unie, Evropské geofyzikální společnosti a členy mezinárodních redakčních rad mezinárodních vědeckých periodik Journal of Geodesy, Journal of Geodynamics, Studia Geophysica et Geodaetica a dalších.

Kromě výkonu vědeckých funkcí je útvar aktivně zapojen do mezinárodního projektu EUREF (Evropský referenční rámec), realizovaného pod záštitou MAG provozováním asociovaného analytického centra, do projektu EUVN (Evropská výšková síť) činností centra pro přípravu dat a analytického centra a mezinárodního geodynamického projektu CERGOP, realizovaného pod záštitou CEI/C, účastí v mezinárodních observačních kampaních, činností analytického centra a vedením studijních skupin.


Výzkumný tým, publikační činnost

Základní informace o výzkumném týmu útvaru geodezie a geodynamiky a jeho publikační činnosti od roku 1991 do konce roku 1996 je uvedena podle následujícího schématu: rok: počet výzkumných pracovníků/počet technických pracovníků/počet publikací v zahraničních periodicích a sbornících/počet publikací v českých periodicích a sbornících.
1991: 9/ 3 /11 /12 ; 1992: 11/3/15/8; 1993: 13/3/12/7; 1994: 14/3/24/15; 1995: 10/2/27/4; 1996: 10/2/28/3.
Po roce 1996 je možno publikační aktivity sledovat z Výročních zpráv VÚGTK - viz stránky ústavu.


Další aktivity

Tři pracovníci útvaru geodézie a geodynamiky vykonávají pedagogickou činnost na vysokých školách (Fakulta stavební ČVUT v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta UK), jeden zastává funkci předsedy geodetické sekce Českého národního komitétu geodetického a geofyzikálního, dva jsou členy komisí pro doktorské disertace (DrSc.). Dále jsou pracovníci útvaru členy zkušebních komisí pro státní závěrečné zkoušky na ČVUT v Praze, VUT v Brně a STU v Bratislavě, členy meziresortní pracovní skupiny pro geodetické základy, jeden je členem terminologické komise ČÚZK. Pracovníci útvaru jsou též členy oborových komisí doktorandského studia na Matematicko-fyzikální fakultě UK, Přírodovědecké fakultě UK, Stavební fakultě ČVUT, Stavební fakultě VUT v Brně a Vysoké škole báňské v Ostravě. Každoročně je v útvaru vypracováno 6 - 8 recenzních posudků vědeckých pojednání předložených k publikaci v ČR nebo v zahraničních periodicích. Od počátku činnosti Grantové agentury ČR bylo touto agenturou podporována řada grantových projektů, předložených pracovníky útvaru, další granty udělilo MŠMT na mezinárodní spolupráci a jeden zahraniční grant udělila EU. V útvaru je také rozvíjena konzultační a poradenská činnost a v omezeném rozsahu jsou rovněž vykonávány speciální geodetické práce, převážně využívající techniky GPS a ověřování a testování techniky GPS různých výrobců. Pracovníci útvaru každoročně vystupují jako lektoři na několika seminářích k otázkám geodetických základů.


Naposledy aktualizováno: 15. 3. 2001