Az elmúlt évtizedek bebizonyították, hogy a GPS (Global Positioning System), az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma által üzemeltetett globális navigációs műholdrendszer a geodézia számos területén sikerrel alkalmazható. A GPS-technika folyamatos fejlődésének köszönhetően egyre bővül az alkalmazások köre. Elsősorban a valós idejű, centiméter pontos technológia (RTK, Real-Time Kinematic) elterjedésének köszönhetően a GPS alkalmassá vált nagyméretű, rugalmas mérnöki szerkezetek (pl. kábelhidak) időben gyorsan lejátszódó mozgásainak kimutatására is.

Függesztett pályaszerkezetű hidak és más rugalmas szerkezetek tervezésekor nagyon fontos szempont a várható mozgások előzetes ismerete. A már megépített szerkezetek célzott vizsgálata ezeknek a mozgásoknak a meghatározásához nyújt segítséget. A vizsgálatokat elvileg hagyományos geodéziai módszerekkel is meg lehet oldani, azonban ezek korlátai közismertek: szintezésnél a 30-50 m-es megengedett legnagyobb műszerléc távolság, más módszereknél a távolság növekedésével gyorsan romló pontosság, a kötött geometriai elrendezés, az összelátások szükségessége. Időbeli korlátot jelent, hogy egy-egy mérés időszükséglete nem csökkenthető 5-10 másodperc alá a pontosság veszélyeztetése nélkül.

Ezzel szemben a GPS-méréseknek gyakorlatilag nincs távolságkorlátja, a pontosság szinte független a geometriai elrendezéstől és összelátás helyett csupán a zavartalan és minél teljesebb égboltra látást kell biztosítani. Az egymást követő mérések között eltelt idő akár tizedmásodpercre rövidíthető. Az egyetlen, de annál sarkalatosabb kérdés a GPS-mérésekkel elérhető pontosság.

A BME Általános- és Felsőgeodézia Tanszékén 2003. tavaszán egy átfogó kutatási program keretében a mérnökgeodéziai alkalmazások területén, nevezetesen hidak mozgásvizsgálata és mozgásvizsgálati hálózatokban végzett mérések tapasztalatai alapján tervezünk választ adni arra a kérdésre, hogy milyen körülmények között, milyen feltételek biztosításával és milyen mérési, feldolgozási előírások betartásával érhető el a feladat által megkívánt pontosság a GPS-mérésektől.

A kutatási program keretében rendszeresen méréseket végzünk a téma szempontjából legalkalmasabbnak ítélt hídon, a budapesti Erzsébet hídon. A következő kérdésekre keressük a választ:
1. Az évszakos hőmérsékletváltozás hatására hogyan változik a híd jellemző pontjainak magassága?
2. A forgalom hatására a hídszerkezet milyen mozgásokat végez?
Az előzetes információk, valamint az eddig rendelkezésre álló mérések tapasztalatai alapján, a híd közepén elhelyezett pontok (itt várhatók a legjelentősebb elmozdulá-sok) magassági elmozdulása az évszakos hőmérsékletváltozás hatására eléri a 25-30 cm-t is.
Ismereteink szerint ennek kimutatására eddig még nem vállalkozott senki.

A mérések szabatosságát alapvetően megkérdőjelezi, hogy a méréseket a forgalom mellett kellett végezni, így a hőmérsékletváltozás és a dinamikus terhelés hatása együtt jelentkezik. A valós idejű cm pontos méréseknek köszönhetően a forgalom hatása kimutatható, illetve ellenőrizhető. Az RTK mérések látványos bizonyítékát adták a korábbi tapasztalatoknak: egy-egy autóbusz áthaladása a pályaszerkezet egy-két percig tartó, több centiméteres lehajlását okozza.

A műholdas helymeghatározás alkalmazási területei között a mozgásvizsgálati mérések pontossági igényei a legszigorúbbak. A BME Általános- és Felsőgeodézia Tanszéke nemzetközi tudományos együttműködés keretében a Karlsruhei Egyetem Geodéziai Intézetével évtizedek óta végez szabatos mozgásvizsgálati méréseket a tanszék sóskúti geodinamikai hálózatában. A hálózat 3-3 pillérét egy feltételezett tektonikai törésvonal két oldalán létesítették a 80-as évek elején. A pillérek magasságkülönbsége ismételt szintezésekből pontosan ismert, a terület részletes gravimetriai felmérését is elvégezték.

A hálózat pontjai egymáshoz képest mozdulatlannak tekinthetők: tektonikai eredetű mozgás 95%-os konfidenciaszinten eddig még nem volt kimutatható. A hálózat ebben az állapotában viszont ideális lehetőséget biztosít a szabatos műszervizsgálatokhoz. A 2003. évben tervezett vizsgálatok célja a korábbiaknál sokkal részletesebb GPS-mérések. A mérések célja a lehetséges szélső pontosság elérése, illetve az elérhető pontosság és a mérés körülményei közötti összefüggések vizsgálata. Ezek közül különös figyelmet érdemel a különböző feldolgozó szoftverekkel (a mérnöki gyakorlatban alkalmazott ún. kereskedelmi szoftverekkel és a tudományos céllal fejlesztett szélső pontosságú szoftverekkel) elérhető eredmények összehasonlítása. Ez a vizsgálat régóta várat magára.

A projekt keretében kidolgozzuk a GPS-technika alkalmazásának módszertanát hidak mozgásvizsgálata és mozgásvizsgálati hálózatokban végzett mérések területén. A mérések elvégzésében és feldolgozásában hallgatók is részt vesznek, az eredmények PhD kutatások, diplomamunkák, TDK dolgozatok alapját is képezik.

dr. Ádám József,
Takács Bence,
dr. Rózsa Szabolcs