За всеки геодезист е ясно, че цялата ни професия се крепи на система от трайно стабилизирани геодезически точки върху физическата земна повърхност, и то така, че с течение на годините те да бъдат достатъчно надеждни и полезни. Навсякъде по света целта на знаците е една и съща, логиката на поставянето – еднаква, но в различните страни оформянето им е специфично.
Идеята на поредицата „Геодезическите знаци по света“ е да покаже чрез снимки как изглеждат стабилизираните точки по други държави и континенти. Призоваваме всички читатели да участват със собствен материал в тази колекция. Вашите снимки и истории може да изпращате на email: geomedia@abv.bg.
В поредното издание на поредицата имаме честта да представим работата на българските геодезисти на Антарктида – този път в лицето на Аспарух Камбуров от МГУ „Св. Иван Рилски“.
Борислав Александров
Аспарух Камбуров, Минно-геоложки университет „Св. Иван Рилски“
Средновековният български просветител Св. Климент Охридски, чилийският борец за независимост генерал Бернардо О‘Хигинс и руският полярен изследовател Фадей Белингсхаузен надали за предполагали, че имената им някой ден ще бъдат свързани по какъвто и да е начин с науката геодезия. Факт е обаче, че в близост до полярните бази, носещи имената на тези хора, се намират геодезически точки с важно значение за различни научно-изследователски приложения в района на Антарктида. Поводът за тази статия е 21-вата българска полярна експедиция и именно тези бази, през които премина маршрутът на втората от общо трите групи учени, изпратени от Българския антарктически институт.
1. Перманентни геодезически станции на IGS/IVS
На 21-ви декември 2012 г., въпреки зловещите астрономически прогнози на маите, групата достигна един от краищата на света – чилийската военна база „Генерал Бернардо О‘Хигинс Рикелме“, разположена на Антарктическия полуостров, само 3 градуса северно от Южния полярен кръг. Базата е една от многото научноизследователски съоръжения на континента, засега около 70 общо. По-особеният статут за геодезията тази база дължи на научноизследователската апаратура, разположена там – две перманентни ГНСС станции – OHI2 и OHI3, част от глобалната мрежата на IGS (International GNSS Service), както и германската антарктическа наземна станция GARS. На снимката, която направихме от кораба, антените се виждат стабилизирани на бетонови стълбове срещу 9-метровата чиния на GARS, като ясно личат и защитните полусфери, които ги покриват. Тези станции са най-близките измежду всички в мрежата на IGS до българската база – около 150 километра, което ги прави удобни за относителни ГНСС измервания там. Двете антени са триангулирани към GARS с точност 1 mm. Самата станция GARS, освен следене и управление на спътникови мисии (GRACE), извършва и геодезически VLBI радионаблюдения. Станцията е мрежов компонент от IVS (International VLBI Service), като свръхточните ѝ измервания служат за следене на континенталния дрейф, поддържане на международната звездна референтна система, определяне на ротационните параметри на Земята и др. ГНСС и VLBI инфраструктурата се поддържа от Германския център по геодезия и картография (BKG). Разположените уеб-камери дават моментална представа за нейното състояние – https://www.antarktis-station.de/webcams/stations-cam/index.php, като на втората камера могат да се видят и пингвини: https://www.antarktis-station.de/webcams/pinguin-cam-1/index.php.
2. ГНСС станции на SCAR
Освен станциите на IGS, на Антарктида са разположени перманентни и сезонни ГНСС станции, инсталирани с цел изпълнение на конкретни научни проекти. Повечето от проектите се организират под шапката на научноизследователската структура SCAR (Scientific Committee on Antarctic Research) и включват ежегодни ГНСС кампании, провеждани едновременно в избрани полярни бази. Началото е през 1989 година, а през 1992-ра, след три поредни ГНСС кампании с насоченост към изследване на геодинамиката в района, инициативата се преструктурира в мащабния проект GIANT (Geodetic Infrastructure for ANTarctica). Той има за цел съгласуване на ГНСС с гравиметрични, VLBI и DORIS измервания на Антарктида за сгъстяване на мрежата от станции, реализиращи международната земна референтна система ITRS. Реализира се чрез ежегодни кампании, в рамките на които се извършват едновременни ГНСС наблюдения на всички налични за дадения полярен сезон станции. Периодът на измерване е 20 януари – 10 февруари, като към 2013 г. станциите на SCAR е вече над 50.
Фиг. 4-5. Вляво – списък с геодезически точки, измерени в кампании на SCAR от края на XX-ти век. Източник: Dietrich R. (1999); Вдясно – руска ГНСС точка в района на полярна станция Белингсхаузен, пред православната църква „Св. Троица“, о-в Кинг Джордж.
Източник: https://www.awi.de/fileadmin/user_upload/Research/Research_Divisions/Geosciences/Marine_Geology_and_Paleontology/Research_Themes/bathymetry/gap/GAP_stations.png
Българската база участва в проектите на SCAR чрез геодезическата точка KOH1, разположена там. Измервания на KOH1 бяха извършени в периода 23 декември 2012 – 04 януари 2013 от екип на Минно-геоложки университет „Св. Иван Рилски“. Антената на ГНСС приемника центрирахме чрез специална стругована метална конзола с помощта на винтове, контрагайки, отвори за наблюдаване на центъра и висящ механичен отвес. Поради изключителния снеговалеж през последната година, точката бе затрупана под 1.8 m сняг, откопаването на който отвори стръмна дупка с намалена спътникова видимост. Това наложи допълнително удължаване на конзолата с еднометров карбонов щок, с какъвто за щастие разполагахме. Самият геодезически знак представлява метален болт, поставен в пробит отвор в основна скала, и залепен с каучуково лепило. Точката е стабилизирана и измерена от немския геодезист Matthias Teichert от Института по геодезия в Хановер (IfE) през 1998 г., в рамките на проект нa SCAR.
Фиг. 7-8. Размери и начин на стабилизиране на ГНСС апаратура върху SCAR точката KOH1, разположена в долината над базата. Снимки от втория ден на капманията 2012/2013.
3. Опорни геодезически точки
Освен среща с перманентни и сезонни ГНСС станции, екипът на 21-вата българска полярна експедиция се натъкна на стари и изгради нови опорни геодезически точки. Общият брой, местоположението, целта на създаването и използваните за стабилизиране геодезически знаци на Антарктида трудно могат да бъдат описани. Акцентираме върху следните две:
- Мрежа от опорни точки на остров Кинг Джордж
Изградени за подпомагане на хидрографските снимки и корабната навигация в района на остров Кинг Джордж, където, наред с други бази е разположена и бразилската „Comandante Ferraz“. Мрежата е стабилизирана чрез метални знаци, поставени в основна скала, сигнализирани с дървени пирамиди. Посетената от нас точка е разположена в близост до чилийската база „Presidente Eduardo Frei Montalva“, на стръмен скалист бряг.
Фиг. 9-10. Сигнализиране и стабилизиране на точка от мрежата на Бразилската военноморска служба на о-в Кинг Джордж.
- Мрежа от опорни точки на остров Ливингстън.
Мрежата е изградена поетапно, в рамките на две полярни експедиции. Началото е поставено през сезона 2009/2010 от екип на УАСГ – гл. ас. Борислав Александров и гл. ас. Юри Цановски, които създават геодезическа мрежа от 9 опорни точки, стабилизирани в основни скали с помощта на метални тръби с дължина до 60 cm, както и метални пирони, удобни за каменни пукнатини. (Александров, 2011). В рамките на тазгодишната полярна експедиция, с помощта на относителни ГНСС измервания с базов приемник в точка KOH1, с точност 1 cm бяха създадени още 5 точки, стабилизирани с помощта на метални анкерни болтове. Новите точки са предвидени на места, удобни за бъдещо разполагане на фотограметрични инструменти, лазерни скенери или наземни радарни интерферометри (TinSAR), с помощта на които да бъде изследвано дистанционно движението на ледниците на острова.
Фиг. 11-12. Вляво – геодезически щок, центриран в опорна точка BAB1, разположена на броени метри от входа на основната постройка в базата; вдясно – опорна точка 20 в района на ледника „Морски лъв“, създадена от предишни експедиции.
Фиг. 13-14. Етапи от стабилизиране на опорна точка на вр. Васков връх, разположен над българската база. Използвани са анкерни болтове и специално лепило.
От времената на османския адмирал Пири Реис, картографирал (или не) за първи път бреговете на Антарктика през 1513 г., през злощастната британска антарктическа експедиция от 1911/1912 г., описана детайлно, включително извършените топографски дейности, в дневниците на капитан Скот (базата на остров Ливингстън разполага с много ценно двутомно първо издание от 1913 г.), до съвременните изследвания на ледения континент, геодезическите точки – от обикновени метални болтове до огромни сателитни чинии, спомагат за обогатяване на знанията както за това отдалечено късче земя, така и за цялата планета. От своя страна, готовият вече авторски филм „ГНСС измервания в Антарктида“, качен във видеопортала Vimeo (https://vimeo.com/kamburov/antarcticgnss), ще допринесе за по-картинното запознаване на читателя на тази статия с някои геодезически точки там. Приятно гледане.
Източник: „Scott‘s last expedition“, първо издание, 1913, от библиотеката на Българска полярна база „Св. Климент Охридски“
Източници:
Dietrich R. (1999). Present Status of the SCAR GPS Epoch Campaigns. SCAR Working Group on Geodesy & Geographic Information. Second Antarctic Geodesy Symposium, Warsaw, Poland, 14 – 16 July.
Александров. Б. (2011). Геодезически дейности на остров Ливингстън, Антарктика. Автореферат на дисертация. УАСГ.
