Aktualności
Wraz z dr. inż. Tadeuszem Szczutko, prof. AGH z Wydziału Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, odkrywamy przeznaczenie błękitnych słupów, o które pytają rowerzyści zmierzający z Krakowa do Tyńca.
Charakterystyczne instalacje usytuowane są na koronie wału wiślanego, na wysokości dawnej wsi Bodzów, około 6 km w górę rzeki od centrum miasta. Cykliści, którzy jadą ścieżką rowerową poprowadzoną po wale w stronę tynieckiego opactwa benedyktynów, dostrzegą je przez lewe ramię, po odwodnej stronie usypiska.
Dr inż. Tadeusz Szczutko, prof. AGH; fot. archiwum profesora
Prof. Tadeusz Szczutko jest związany z tym miejscem jak mało kto. Opiekuje się zlokalizowaną tu infrastrukturą, przy której powstaniu trzy dekady temu sam uczestniczył. Prace tutaj prowadzone były też tematem jego doktoratu. Kiedy akurat jest w terenie, niejednokrotnie musi zmierzyć się z zainteresowaniem przejeżdżających ścieżką rowerzystów. Zaciekawieni pytają, do czego służą sąsiadujące z asfaltowym traktem instalacje.
– Pytających proszę, żeby odwołując się do swojej wiedzy, wybrali jedną z trzech możliwości: 1. Jest to zespół czujników do sprawdzania stabilności wału; 2. Są to rury puste w środku, do których w razie zagrożenia miasta powodzią zostanie wprowadzony dynamit i wał zostanie rozerwany, żeby woda się rozlała, zanim zaleje miasto; 3. Jest to polowy wzorzec długości służący do sprawdzania sprzętu geodezyjnego – opowiada, żartując.
Szukający odpowiedzi najczęściej wybierają opcję numer jeden. Niektórzy dają się nabrać na wariant numer dwa. Odwołuje się do on do miejskiej legendy, którą profesor usłyszał od jednej z osób, jakie zagadały go na wale. Ostatnią odpowiedź wskazują tylko nieliczni. Podkreślmy – jedyną prawdziwą. Słupy nie kryją bowiem sensorów. Nie są też elementem wojskowych planów, mających uchronić Kraków przed wielką wodą. Służą natomiast geodetom, a konkretnie – metrologii geodezyjnej.
Polowy wzorzec długości
Oznaczone w terenie punkty pomiarowe składają się na bazę testową „Wisła”. Jest ona częścią Geodezyjnego Laboratorium Metrologicznego, należącego do Wydziału Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska. Odległości pomiędzy słupami tworzą polowy wzorzec długości, który stanowi referencję do testowania poprawności działania instrumentów pomiarowych używanych przez geodetów.
Tachimetr na punkcie pomiarowym; fot. Tadeusz Szczutko
Sprawdza się tutaj m.in., jak z wyznaczaniem odległości radzą sobie dalmierze elektrooptyczne.
– Chodzi o wymagania, które wynikają z obowiązujących przepisów. Np. przy pomiarze osnów geodezyjnych sprzęt powinien być sprawdzony i mieć wyznaczone poprawki eksploatacyjne. Mówimy o dokładności na poziomie dziesiątych części milimetra. Najlepsza pogoda do pomiarów to temperatura około +15°C, ciśnienie stałe i zachmurzenie. Wówczas wyniki nie są zakłócone przez wibracje powietrza – opisuje prof. Tadeusz Szczutko.
Infrastruktura umożliwia również testowanie specjalistycznych odbiorników GNSS (ang. Global Navigation Satellite Systems). Mocuje się je w tym celu na kryjących się pod kapturami słupów spodarkach wieżowych.
– Póki co brakuje surowych wymogów w tym zakresie i nie istnieje obowiązek sprawdzania każdego zakupionego odbiornika. Mimo to, geodeci wykonujący nimi prace w terenie powinni korzystać z nich w sposób kontrolowany. Jeśli pojedyncze urządzenie pozwala wyznaczyć pozycję z dokładnością do 3 cm, osoba wykonująca pomiary powinna sprawdzić poprawność jego wskazań poprzez wykonanie pomiaru na kilku punktach o znanych współrzędnych – wyjaśnia geodeta z AGH.
Zaczęło się na Błoniach
Początki bazy testowej „Wisła” sięgają 1981 r., kiedy w obecnej lokalizacji powstały pierwsze instalacje. Wcześniej AGH użytkowała bazę złożoną z punktów ziemnych, która znajdowała się na krakowskich Błoniach.
– Punkty były przykryte darnią. Trzeba było wiedzieć, gdzie ich szukać – wspomina tamte instalacje prof. Taduesz Szczutko.
Nowa baza w Bodzowie, która ją zastąpiła, działała od 1982 do 1995 r. Kres położyły jej prace związane z modernizacją i uszczelnianiem wału, kiedy należąca do niej infrastruktura została zdemontowana. W 1997 r. baza została odbudowana w obecnym kształcie.
Baza "Wisła" przed położeniem ścieżki asfaltowej na koronie wału; fot. Tadeusz Szczutko
Jej opiekun zwraca uwagę, że wybrana lokalizacja jest modelowa, jeśli chodzi o miarodajność prowadzonych pomiarów:
– Po pierwsze, dysponujemy tu prostoliniowym i płaskim odcinkiem, który trudno byłoby znaleźć gdzie indziej. Po drugie, nie występują w tym miejscu zewnętrzne źródła zakłóceń, co jest szczególnie istotne w trakcie pomiarów z wykorzystaniem GPS.
Sześć metrów pod ziemią
Na całą infrastrukturę składa się 20 słupów, których rząd ciągnie się na długości 1230 m. Patrząc od wschodniego krańca bazy, pierwsze 4 słupy zostały rozmieszczone w odległości 26, 39, 52 i 78 m od słupa będącego punktem początkowym bazy. Odległość między kolejnymi wynosi w przybliżeniu 77,5 m. Wyjątek stanowi ostatni, który oddalony jest od poprzednika o 64 m. Stabilizację stanowią stalowe rury o długości 6 m i średnicy 30 cm, które są zabetonowane w głębokich na 6 m otworach wywierconych w wale. Końce rur wystają 1,5 m ponad poziom gruntu i są pokryte osłoną termiczną wykonaną z rury wodociągowej o długości 1,8 m i średnicy 40 cm.
Baza testowa "Wisła" współcześnie; fot. Tadeusz Szczutko
– Jeżeli chodzi o stabilizację punktów geodezyjnych, to aby zapobiec ich ruchom, po pierwsze musi ona sięgać poniżej poziomu zamarzania gruntu, który w naszych warunkach wynosi około 1 m. Po drugie, jeżeli punkt będzie osadzony poniżej poziomu zamarzania, podlega przesunięciom spowodowanym przez pęcznienie iłu. W zależności od tego, jak wysoki jest poziom wody, ił się porusza. W przypadku rzek poziom zawilgocenia jest wyższy niż lustro wody, dlatego trzeba stosować specjalistyczną stabilizację. Natomiast jeśli chodzi o izolację termiczną, ważne jest, żeby stal nie nagrzewała się pod wpływem promieni słonecznych – wyjaśnia opiekun bazy.
Promienie oświetlające słup z jednej strony mogą spowodować jego wychylenie. Takie odbiegające od normy wychylenia, które są mierzalne i mogą zepsuć wyniki pomiarów, wynoszą już dziesiąte części milimetra. Dlatego trzeba im zapobiegać.
Nieautoryzowane użycie
Jeśli pominąć przypadki bazgrania po słupach, elementy bazy nie były dotąd celem poważnych aktów wandalizmu. Zdarzyło się natomiast, że jedna z firm medycznych, bez pytania o zgodę, wykleiła na słupach swoje reklamy. Zareagował wówczas urząd odpowiedzialny za nadzór nad wałem przeciwpowodziowym.
Geodeta z AGH opowiada:
– Oni bardzo nie lubią, kiedy w ich pasie prowadzona jest jakakolwiek działalność gospodarcza. Podejrzewali, że wzięliśmy od tej firmy pieniądze za wyklejenie reklam. Wcześniej specjalnie mi one nie przeszkadzały, bo oklejenie było jednolite i nie rzucało się w oczy. Czasem ktoś pomalował sprayem jakieś głupoty, które te reklamy zakryły. Po interwencji urzędu pracownik uczelni pozdzierał reklamy, ale wkrótce pojawiły się znowu. Poprosiłem więc naszych radców prawnych, żeby skierowali do firmy zdecydowane pismo z wezwaniem do natychmiastowego zaprzestania takiej działalności. Po tym reklamy już się więcej nie pojawiły.
Poza tym nieprzyjemnym incydentem, bywało też w przeszłości, że bazę wykorzystywano nie do końca zgodnie z przeznaczeniem. Przyświecały temu jednak zgoła inne, pożyteczne cele.
– Kiedyś w ramach pikniku naukowego zorganizowałem wydarzenie pod hasłem „sprawdź swój rower”. Zaznaczyłem odcinek 1010 m i każdy mógł sprawdzić, czy licznik w jego rowerze poprawnie zlicza pokonany dystans. Innym razem sprawdzaliśmy profesjonalny drogomierz samochodowy, przy pomocy którego na autostradzie oceniano położenie miejsc, gdzie wystąpiły szkody w nawierzchni. To było urządzenie zakładane na koło – jeździli tam i z powrotem, a my ustawialiśmy je według naszych wskazówek – wspomina naukowiec.
GPS wypiera dalmierze
Charakter prowadzonych w bazie prac zmienił się na przestrzeni lat. Odbiorniki GPS wypierają powszechnie niegdyś używane dalmierze.
– Obecnie badamy kilka egzemplarzy rocznie, wcześniej było ich kilkanaście. Teraz firmy wykonujące pomiary geodezyjne uzbroiły się w odbiorniki GPS, które relatywnie staniały. Dalmierzy używa się dziś tylko w terenie trudnym, np. w górach, gdzie sygnał GPS jest silnie zakłócony, albo w kopalniach – opisuje prof. Tadeusz Szczutko.
Odbiornik GNSS na punkcie pomiarowym; fot. Tadeusz Szczutko
Naukowiec z AGH podkreśla, że choć prowadzone w bazie pomiary mają utylitarny cel, służą również nauce:
– Nasze badania naukowe i publikacje, które powstały przy okazji, opierają się często na pracach, które były wykonywane na prywatne zlecenie. Dzięki temu jest to materiał realny, a nie jakaś sztuczna koncepcja. Możemy np. rozróżnić pewne cechy odbiorników GPS i stosowanych w nich anten, wykonując pomiary ich różnymi typami. W codziennej praktyce geodezyjnej nie ma to wielkiego znaczenia, ale bywa bardzo ciekawe pod względem naukowym.
Część wyników tych badań i ich interpretację można znaleźć w książce Realizacja polowego wzorca długości z wykorzystaniem pomiarów GNSS na przykładzie bazy „Wisła” autorstwa Tadeusza Szczutko, która w 2018 r. ukazała się nakładem Wydawnictw AGH.
Jak nie dać się KLESZCZOM? | Bunkier Nauki odc. 49 
Jak podbijamy nanoświat – AGH NAUKA spotkania (nr 25) 
Jak samodzielnie wynieść 1000 worków śmieci z lasów? | Bunkier Nauki odc. 48 
Obalamy MITY na temat sieci 5G – czy jest się czego bać? | Bunkier Nauki odc. 47 
Świat w dobie AI – AGH NAUKA spotkania (nr 24) 
Zespół Bioceramiczny AGH ze złotym medalem w Genewie 
Zbiórka gadżetów na kiermasz charytatywny 
Profesor Jerzy Lis ponownie Rektorem AGH 
Wejdź do świata odległej przyszłości. Larp „Pierwiastek Rosena”