Notat DTU CAS DTU FIKSPUNKTER Beskrivelse af fikspunkter April 2017 Udarbejdet af MMKS Kontrolleret af MHFR og LRLA Godkendt af MMKS INDHOLD 1 Baggrund... 2 1.1 Resultater... 3 2 Etablering af de fysiske fikspunkter... 4 2.1 Skruepløk... 4 2.2 Prismer på kraftvarmeværkets skorsten... 5 2.3 Eksisterende fikspunkt... 5 3 Indmåling af fikspunkter... 6 3.1 Kendte fikspunkter... 6 3.1.1 Fikspunkter fra Hovedstadens Letbane... 6 3.1.2 SDFE fikspunkter... 6 3.2 Statisk GPS... 7 3.3 Nivellement... 7 3.4 Netmåling... 8 3.5 Supplerende målinger med totalstation... 8 4 Beregning af koordinater (netudjævning)... 9 5 Kontrol af plane koordinater... 10 6 Yderligere information... 11 6.1 Letbanens fikspunkter... 11 6.2 GPS målinger... 11 6.3 Dokumentation for udført udjævning... 11 6.4 Linjenivellement mellem GST kote fikspunkt 1-19-09013 og DTU-03... 11 6.5 Linjenivellement mellem Letbane nr. 250301, DTU-08 og Letbane 250302... 11 6.6 Opstilling med totalstation... 11 NIRAS A/S Sortemosevej 19 3450 Allerød CVR-nr. 37295728 Tilsluttet FRI www.niras.dk T: +45 4810 4200 F: +45 4810 4300 E: niras@niras.dk D: 4810 4689 E: mmks@niras.dk
1 BAGGRUND Til afsætning og opmålings brug på DTU blev der i vinteren 2015/2016 etableret 12 første ordens fikspunkter. Placeringen af punkterne ses på nedenstående figur. Koordinaterne til fikspunkterne er fundet ved netudjævning af opmålinger med statisk GPS, netmåling vha. totalstation og præcisions- og linjenivellement. Fikspunkternes indbyrdes spændinger efter netudjævning er bedre end 2 mm. Navn DKTM3 DVR90 DTU LOK North [m] East [m] Kote [m] North [m] East [m] Type DTU-01 1185497.333 648398.843 36.348 639.768-185.846 Jordspyd i brønd DTU-02 1185437.441 648608.515 36.456 642.358 32.198 Jordspyd i brønd DTU-03 1185361.250 648813.733 36.669 628.057 250.636 Jordspyd i brønd DTU-04 1185234.061 648547.674 39.984 430.072 32.079 Jordspyd i brønd DTU-05 1184945.045 648098.393 38.107 24.610-315.751 Jordspyd i brønd DTU-06 1184814.823 648424.877 43.585-6.775 34.342 Jordspyd i brønd DTU-07 1184751.462 648691.161 41.002 8.686 307.625 Jordspyd i brønd DTU-08 1184474.404 648320.754 43.654-362.755 31.952 Bolt i brønd DTU-09 1184348.392 647908.421 46.838-601.456-327.104 Jordspyd i brønd DTU-10 1184231.903 648248.489 47.266-615.796 32.078 Jordspyd i brønd DTU-11N 1184738.179 648526.649 88.091-51.103 153.787 360 -prisme på skorsten 1 DTU-11S 1184734.987 648525.293 85.578-54.550 153.401 360 -prisme på skorsten1 DTU-12 1184256.669 648222.344 40.944-599.544-0.060 Armeringsjern i brønd Tabel 1 - DTU fikspunkter 1 Prismekonstant +2 mm 2
Fikspunkterne er indmålt i DKTM zone 3. Koordinaterne er efterfølgende konverteret til DTU-LOK vha. DTU IKT-2.51. I det efterfølgende beskrives fikspunkternes fysiske etablering samt opmålingsmetoder og netudjævnings beregninger. Etablering, opmåling og beregninger af fikspunkterne blev udført af landinspektørfirmaet LE34. Resultaterne i dette memo samt vedlagte bilag er udarbejdet af LE34. Memoets formål er at samle resultaterne i en let tilgængelig form. 1.1 Resultater DTU s fikspunktsnet har en indbyrdes spænding på ca. 2 mm i plan og højde. Dermed er den relative nøjagtighed mellem fikspunkterne bedre end 2 mm. Grundet sin gode relative nøjagtighed vil fikspunktsnettet kunne anvendes til al måling på DTU, Campus Lyngby. Fikspunkternes absolutte plane koordinater er fastlagt vha. GPS og koordinaterne vurderes til at være bedre end 5 mm. Fikspunkterne absolutte koter er fastlagt primært vha. kendte kote fikspunkter fra Letbanen og SDFE. Koten har en middelfejl på under 2 mm. De beregnede plane koordinater til Letbanens fikspunkter 260101 og 260102 (L-001) afviger henholdsvis 13 og 24 mm i N-aksen fra de af Letbanen oplyste koordinater. Det har ikke været muligt at få oplyst middelfejlen på Letbanens fikspunkter. Det antages at middelfejlen i Letbanens fikspunktsnet er højere end DTU fikspunktsnettet. Dette begrundes i at det etablerede fikspunktnet har en indbyrdes spænding på bedre end 2 mm og at netudjævningen af de målte GPS punkter har en middelfejl bedre end 5 mm. Dermed eksisterer der to sæt koordinater til de samme fikspunkter med en forskel på op til 24 mm. For at undgå misforståelser, frarådes det at anvende Letbanens fikspunkter til opgaver på DTU. 3
2 ETABLERING AF DE FYSISKE FIKSPUNKTER Der er etableret 11 nye fikspunkter. Desuden er der genfundet et af de oprindelige fikspunkter. Et af punkterne er etableret som to prismer på DTU s skorsten (DTU-11N og DTU-11S). Prismekonstanten er +2 mm. 2.1 Skruepløk Ti af fikspunkterne er nyetablerede brøndpunkter (DTU-01 til DTU-10), hvoraf ni er etableret med skruepløk efter en metode, som er udviklet af Geodatastyrelsen. Et punkt (DTU-08) er der etableret med en bolt i stedet for et jordspyd. En skitse af opbygningen af fikspunktet ses på Figur 2. Punkterne er dækket af et jerndæksel, hvis mønster kan ses på nedenstående billeder. Figur 1 - Fikspunkter. Topdæksler samt kig ned i en brønd Figur 2 - Opbygning af fikspunkt med skruepløk 4
2.2 Prismer på kraftvarmeværkets skorsten På kraftvarmeværkets skorsten er der monteret to 360 graders prismer, et på den nordlige (DTU-11N) og et på den sydlige del (DTU-11S). Disse to prismer er inkluderet som fikspunkter. Prismekonstanten for 360 graders prismerne er på +2 mm. 2.3 Eksisterende fikspunkt DTU-12 er et af de oprindelige fikspunkter fra etableringen af DTU. De oprindelige koordinater til DTU-12 er gået tabt, så punktet indgår, som et nyt fikspunkt med nye koordinater. 5
3 INDMÅLING AF FIKSPUNKTER Fikspunkterne er indmålt både med statisk GPS, totalstation og ved præcisionsnivellement, hvorefter koordinaterne til fikspunkterne er beregnet vha. netudjævning. 3.1 Kendte fikspunkter Til absolut bestemmelse af fikspunkternes koordinater blev der foruden GPS målinger anvendt kendte fikspunkter, dels fra Geodatastyrelsen (nu SDFE) og Hovedstadens Letbane. 3.1.1 Fikspunkter fra Hovedstadens Letbane Letbanen fikspunktsnettet blev etableret i 2015 i forbindelse med Hovedstadens Letbane. Følgende fikspunkter fra Letbanen blev anvendt: Fikspunkt N (DKTM3) E (DKTM3) Z (DVR90) Type Anvendt til 250301 1184351 648294 44.670 Kote fikspunkt Kote fikspunkt 250302 1184711 648403 44.610 Kote fikspunkt Kote fikspunkt 260101 1184919.281 648199.610 39.247 1. ordens fikspunkt Kote fikspunkt og til kontrol af plan koordinater 260102 (L-001) 1185433.242 648635.343 36.658 1. ordens fikspunkt Kontrol af plan koordinater Tabel 2 - Fikspunkter fra Hovedstadens Letbane, med de oplyste koordinater 3.1.2 SDFE fikspunkter Fra SDFE blev koterne fra følgende fikspunkter anvendt: 1-07-09045 og 1-19-09013. Yderligere info kan findes i bilag 1a og 1b. Fikspunkt N (geoleuref89) E (geoleuref89) Z (DVR90) Anvendt til 1-19-09013 55 47 52.358 sx 12 32 20.169 sx 18.092 m Kote fikspunkt 1-07-09045 55 46 29.274 sx 12 30 55.331 sx 34.653 m Kote fikspunkt Tabel 3 - Anvendte SDFE fikspunkter (se bilag 1a og 1b) 6
3.2 Statisk GPS Punkterne DTU-03, DTU-04, DTU-05 og DTU-09 blev målt med statisk GPS i 2 epoker. Observationerne er efterfølgende netudjævnet med følgende resultater: Point ID X (Meter) DKTM3 X Error (Meter) Y (Meter) DKTM3 Y Error (Meter) Z (Meter) DVR90 2013 Z Error (Meter) DTU-03 648813.736 0.003 1185361.246 0.004 36.685 0.015 DTU-04 648547.674 0.002 1185234.064 0.002 40.019 0.011 DTU-05 648098.393 0.002 1184945.045 0.002 38.135 0.011 DTU-09 647908.419 0.003 1184348.389 0.003 46.869 0.013 Tabel 4 - Statisk GPS 3.3 Nivellement Der er præcisionsnivelleret mellem 11 af DTU fikspunkter (DTU-01 til DTU-10 og DTU- 11) samt til Letbane fikspunkterne 260102 (L-001) og 260101. Desuden er der foretaget to linjenivellementer: 1. Linjenivellement mellem DTU-03 og SDFE kote fikspunkterne 1-07-09045 og 1-19-09013. 2. Linjenivellement mellem Letbane nr. 250301, DTU-08 og Letbane 250302 Følgende kendte fikspunkter er inkluderet i nivellementet: Fikspunkt Oplyst kote (DVR90) Type Kilde 1-07-09045 34.653 m Fikspunkt (bilag 1.a) SDFE 1-19-09013 18.092 m Fikspunkt (bilag 1.b) SDFE 250301 44.670 m Kote fikspunkt Hovedstadens Letbane 250302 44.610 m Kote fikspunkt Hovedstadens Letbane 260101 39.247 m 1. ordens fikspunkt Hovedstadens Letbane 260102 (L-001) 36.658 m 1. ordens fikspunkt Hovedstadens Letbane Tabel 5 Kendte anvendte kote fikspunkter 7
3.4 Netmåling Der er udført netmåling med totalstation mellem de 11 jordpunkter, de 2 prismer på skorstenen og Letbanens 1. ordens fikspunkt (260102 / L-001). Figur 3 Net-skitse for opstillinger og sigter ved netmåling (se bilag 2) 3.5 Supplerende målinger med totalstation Som supplement til netmålingerne, blev der foretaget tre opstillinger over tre kendte punkter og udført opmåling med totalstation til punkterne DTU-05, 06, 07, 11N/11S og Letbane fikspunkt 260101. I den efterfølgende udjævning blev koordinaterne til DTU fikspunkterne fastholdt. Middelfejlen på opstillingerne er 1-2 mm, og på koten er den 5 mm. Den forhåndsvis dårlige kote skyldes stejle sigter til punkterne på skorstenen DTU-11n og DTU-11s. 8
4 BEREGNING AF KOORDINATER (NETUDJÆVNING) På grundlag af netmåling, præcisionsnivellement og linjenivellement er koordinater og koter bestemt ved netudjævning til alle 12 fikspunkter. Indbyrdes er spændingerne på plan koordinater og koter under 2 mm. I nedenstående tabel ses de netudjævnede koordinater til fikspunkterne i nettet, samt middelfejlene på punkterne. De plane koordinater til fikspunkterne blev beregnet med udgangspunkt i at de fire statisk GPS målte fikspunkter (se Tabel 4) med tilhørende spredning, er kendte punkter. Koterne til de kendte fikspunkter (se Tabel 5) blev fastholdt i udjævningen med en tildelt spredning på 1 mm. Pkt. nr. Y (meter) DKTM3 X (meter) DKTM3 Z (meter) DVR90 Plan middelfejl (meter) Kote middelfejl (meter) 1 1185497.333 648398.843 36.348 0.002 0.001 2 1185437.441 648608.515 36.456 0.002 0.001 3 1185361.25 648813.733 36.669 0.002 0.001 4 1185234.061 648547.674 39.984 0.001 0.001 5 1184945.045 648098.393 38.107 0.001 0.001 6 1184814.823 648424.877 43.585 0.001 0.001 7 1184751.462 648691.161 41.002 0.002 0.001 8 1184474.404 648320.754 43.654 0.002 0.001 9 1184348.392 647908.421 46.838 0.002 0.001 10 1184231.903 648248.489 47.266 0.002 0.001 11N 1184738.179 648526.649 88.091 0.002 0.001 11S 1184734.987 648525.293 85.578 0.002 0.001 12 1184256.669 648222.344 40.944 0.002 0.001 260101 1184919.268 648199.609 39.245 0.002 0.001 260102 1185433.218 648635.349 36.656 0.002 0.001 1-19-09013 18.092 0.001 1-07-09045 34.653 0.001 250301 44.672 0.001 250302 44.611 0.001 Tabel 6 - Fikspunkternes netudjævnede koordinater. Alle punkter er ny-beregnede. 9
5 KONTROL AF PLANE KOORDINATER Foruden til styrkelse af nettet blev to af Letbanens plane fikspunkter anvendt til kontrol af de plane koordinater. Letbane pkt. nr. 260102 blev inkluderet i netmålingen og netudjævningen, mens der til 260101 blev udført en supplerende måling med totalstation, inklusiv udjævning. Pkt. nr. 260102 N meter E meter Målt og beregnet 1185433.218 648635.349 Oplyst af Letbanen 1185433.242 648635.343 Afvigelse 0.024 0.006 Pkt. nr. 260101 N meter E meter Målt og beregnet 1184919.268 648199.609 Oplyst af Letbanen 1184919.281 648199.610 Afvigelse 0.013 0.001 Afvigelserne i N-koordinaterne er forholdsvis høje, men da middelfejlen på Letbane fikspunkterne ikke er oplyst af Letbanen og fordi der ikke har været muligt at lokalisere afvigelser i denne størrelsesorden i de tilhørende beregninger, tilskrives årsager til afvigelsen Letbanens punkter. 10
6 YDERLIGERE INFORMATION Foruden de i dette notat vedlagte information kan følgende rekvireres. 6.1 Letbanens fikspunkter Plan og kote fikspunker. 6.2 GPS målinger To rapporter fra beregning af statisk GPS-måling. Baseline Processing Report og Network Adjustment Report. 6.3 Dokumentation for udført udjævning - Dokumentation for udført udjævning af de plane koordinater (Netudjævnings_rapport_plan.txt) og koterne (Netudjævnings_rapport_kote.txt). - Koordinater til de beregnede punkter og middelfejl i planet. Koten er ikke anvendt fra denne beregning (Netudjævnings_resultater_plan.txt). - Koter til de beregnede punkter og middelfejl. (Netudjævnings_resultater_kote.txt). 6.4 Linjenivellement mellem GST kote fikspunkt 1-19-09013 og DTU-03 - Tre km langt nivellementet. Lukket på under 5 mm. (se 190716.DAT ) - Nivellementet er udjævnet med en middelfejl på 2 mm på DTU-03 (se 1507138 044.b34). 6.5 Linjenivellement mellem Letbane nr. 250301, DTU-08 og Letbane 250302-400 m langt nivellement. Lukket med 0,05 mm. (se 060716.dat) - Nivellementet er udjævnet. Den beregnede kote til DTU-08 har en middelfejl på 0 mm. (se 1507138 045.b34) 6.6 Opstilling med totalstation Totalstations opstilling over DTU-05, 06,0 7 og 11, med opmåling af nr. Letbane 260101 - Der er etableret 3 opstillinger over 3 kendte punkter (satsmåling). - Den plane middelfejl på opstillingerne er 1-2 mm, og på koten er den 5 mm. Den forhåndsvis dårlige kote skyldes stejle sigter til punkterne på skorstenen 11n og 11s. (se 15071380302.b34) 11