Horizontalna sestavina

Definicija referenčnega koordinatnega sistema obsega določitev oblike in velikosti Zemlje kot planeta (parametre referenčnega elipsoida), trenutek (epoho) in način umestitve tega koordinatnega sistema na fizično površje Zemlje (parametre geodetskega datuma) ter vrsto in parametre kartografske projekcije, ki točke z referenčnega elipsoida preslika na ravnino (parametre horizontalnega koordinatnega sistema).

Referenčni koordinatni sistem D96-17/TM kot tudi predhodna različica D96/TM temeljita na geodetskem referenčnem sistemu 1980 (angleško: Geodetic Reference System 1980 - GRS80 - v angleščini). GRS80 je bil sprejet leta 1979 s strani Mednarodnega združenja za geodezijo in geofiziko (angleško: International Union of Geodesy and Geophysics – IUGG - v angleščini). Določajo ga štirje parametri, in sicer en geometrijski (velika polos referenčnega elipsoida) in trije fizikalni (geocentrična gravitacijska konstanta, dinamični faktor oblike in kotna hitrost vrtenja Zemlje). Referenčni elipsoid GRS80 je globalni geocentrični rotacijski elipsoid (sferoid), katerega velika polos meri (točno) 6378.137,0 m, mala polos pa je izpeljana količina in meri 6356.752,31414 m.

Geodetski datum D96-17 oziroma ETRS89/D96-17 predstavlja slovensko realizacijo skupnega evropskega terestričnega referenčnega sistema (angleško: European Terrestrial Reference System 1989 – ETRS89 - v angleščini). ETRS89 je pripet na stabilni del Evrazije in se v epohi 1989,0 ujema z mednarodnim terestričnim referenčnim sistemom (angleško: International Terrestrial Reference System – ITRS - v angleščini). ETRS89 je bil vzpostavljen in sprejet leta 1990 s strani EUREF (v angleščini), ki je evropska podkomisija za referenčne sestave pri Mednarodni zvezi za geodezijo (angleško: International Association of Geodesy – IAG - v angleščini). Prvotna različica – torej geodetski datum D96 – temelji na treh EUREF GPS-izmerah v letih 1994–1996; letnica predstavlja zaokrožen srednji trenutek vseh treh izmer (epoha 1995,55). V izmero je bilo vključenih 35 trigonometričnih točk I. reda ter še 14 geodinamičnih točk. Podatki teh izmer so bili obdelani v ITRF96 in transformirani v ETRF96.

Po dobrih dveh desetletjih od določitve novega horizontalnega geodetskega datuma je bilo nujno preveriti njegovo kakovost in ga po potrebi posodobiti. V letu 2016 je bila izvedena nova EUREF GNSS-izmera, ki je vodila v novo slovensko realizacijo ETRS89 z oznako D17. Razlogi so bili predvsem dokaj aktivna tektonika na ozemlju Slovenije, izgradnja nove geodetske infrastrukture – državnih omrežij stalnih GNSS-postaj, pa tudi razvoj novih tehnologij satelitske geodezije in vzpostavitev kakovostnejših realizacij ITRS in ETRS89. Ugotovljen je bil nezanemarljiv vpliv geodinamičnih dogajanj na koordinate točk, kot tudi razhajanje med koordinatami točk z naslova različnih realizacij ETRS89 (ETRF96, ETRF2000, ETRF2008 …), zaradi česar D17 ni bilo mogoče uveljaviti neposredno – koordinate točk bi se spremenile tudi za več kot 8 cm. Ugotovljeno je bilo tudi razhajanje med prvotno slovensko realizacijo ETRS89, ki temelji na EUREF GPS izmerah v letih 1994–1996 in jo označujemo tudi kot D96 EUREF, ter med de facto realizacijo ob naknadni določitvi koordinat stalnih GNSS-postaj v omrežju SIGNAL, ki jo označujemo tudi kot D96 SIGNAL.

Posodobljena različica – torej geodetski datum D96-17 – temelji tako na prvotnih treh EUREF GPS-izmerah iz devetdesetih let prejšnjega stoletja kot tudi na ponovljeni EUREF GNSS-izmeri iz leta 2016 in novi slovenski realizaciji ETRS89 z oznako D17. Letnica nove realizacije predstavlja zaokrožen srednji trenutek izmere (epoha 2016,75). V izmero je bilo vključenih 32 trigonometričnih točk I. reda, 14 geodinamičnih točk in še 24 stalnih GNSS-postaj omrežja SIGNAL in državne kombinirane geodetske mreže (mreže 0. reda). Podatki te izmere so bili obdelani v IGb08 oziroma ITRF08 in transformirani v ETRF2000. Datum D96-17 je redefinicija datuma D96, določena z optimalno trirazsežno togo (6-parametrično) transformacijo koordinat iz D17 v D96 na podlagi skupnih točk obeh realizacij ETRS89 – od tod tudi oznaka D96-17. Nova realizacija ETRS89 (D17) določa (spremenjene) geometrijske odnose, prvotna realizacija ETRS89 (D96) pa položaj in orientacijo geodetske mreže, ki vzpostavlja referenčni koordinatni sistem D96-17/TM.

Za večino uporabnikov državnega koordinatnega sistema pred letom 2020 – to velja tako za georeferenciranje v katastru nepremičnin kot tudi v vseh drugih državnih prostorskih podatkovnih zbirkah – je bila razlika med določitvijo koordinat točk z navezavo na pasivne GNSS-točke – geodetski datum D96 EUREF – ali pa z navezavo na aktivne GNSS-točke – geodetski datum D96 SIGNAL – zanemarljiva. Prav tako sta za večino uporabnikov geodetska datuma D96 (s podrazličicama D96 EUREF in D96 SIGNAL) ter D96-17 lahko obravnavana kot identična, saj je bila posodobitev izvedena na način, ki minimizira spremembe koordinat točk. Razlika med obema datumoma pa je v načinu vzpostavitve ter kakovosti povezave z ITRS. V časovno odvisno transformacijo koordinat med D96-17 in realizacijami ITRS lahko vključimo tudi državni geokinematski model, kar bistveno izboljša kakovost transformacije. Za časovno odvisne transformacije koordinat med D96-17 in realizacijami ITRS (ITRF2000, ITRF2005, ITRF2008, ITRF2014 in ITRF2020) je na voljo brezplačni program ITRS-SI. Prav tako je za zahtevnejše uporabnike (na primer inženirska geodezija) za transformacije koordinat med D96 EUREF, D96 SIGNAL, D17 in D96-17 na voljo brezplačni program ETRS89-SI.

Prečna (transverzalna) Mercatorjeva kartografska projekcija (angleško: Transverse Mercator map projection – TM - v angleščini) je danes splošno uveljavljeno ime za Gauß-Krügerjevo projekcijo (GK). Z novim imenom in krajšavo poudarimo, da gre za novi državni ravninski referenčni koordinatni sistem; nova projekcija se od stare ne razlikuje (iste enačbe in isti parametri), uporabljen pa je referenčni elipsoid GRS80. Gre za kotopravilno (konformno) sekantno valjno (cilindrično) preslikavo z elipsoida na ravnino. Ključni parametri TM-projekcije so elipsoidna širina izhodiščnega vzporednika/paralele, ki znaša 0° (ekvator), elipsoidna dolžina srednjega poldnevnika/meridiana cone, ki znaša 15°E, linijsko merilo na srednjem meridianu, ki znaša 0,9999, navidezni pomik proti vzhodu (angleško false easting), ki znaša 500.000,0 m, in navidezni pomik proti severu (angleško false northing), ki znaša −5000.000,0 m.

Osi oziroma oznaki koordinat referenčnega koordinatnega sistema D96-17/TM označujemo z: e (iz angleške besede easting), ki je usmerjena proti vzhodu, in n (iz angleške besede northing), ki je usmerjena proti severu.

Materialna osnova vsakemu koordinatnemu sistemu je zadostno število enakomerno razporejenih geodetskih točk, ki jim z natančnimi geodetskimi meritvami določimo kakovostne koordinate. Takšna merjenja so zelo zahtevna in se običajno izvajajo v okviru velikih mednarodnih izmer.

Slovenija se je že leta 1994 aktivno vključila v mednarodne izmere za določitev koordinat, ki so temeljile na novih tehnologijah. V letih 1994, 1995 in 1996 so bile izvedene tri EUREF GPS-izmere, v katere je bilo vključenih 49 skrbno izbranih geodetskih točk. Rezultate izračunov je leta 2003 na simpoziju v Toledu potrdila EUREF.

Na območju Slovenije se novi državni prostorski koordinatni sistem (D96/TM) vzpostavlja:

• z materializacijo (vzpostavitvijo) državnih geodetskih točk in z geodetsko izmero, s katero se določijo njihove koordinate, in
• z vzpostavitvijo državnega omrežja stalnih postaj za določanje položaja s tehnologijo globalnih satelitskih navigacijskih sistemov (v nadaljnjem besedilu: državno omrežje za globalno določanje položaja).

Državne geodetske točke, ki služijo vzpostavitvi državnega prostorskega koordinatnega sistema, se na terenu stabilizirajo z različnimi načini stabilizacije (znamenji) in označitvami, ki jih določi Geodetska uprava RS glede na vrsto geodetskih točk (horizontalne, višinske, gravimetrične). Državne geodetske točke služijo vzpostavitvi koordinatnega sistema in povezavi z ESRS, obenem pa so tudi referenčne točke za kontrolo stanja državnega prostorskega koordinatnega sistema (spreminjanja koordinat skozi čas) in za izvedbo transformacije prostorskih podatkov med starim in novim državnim prostorskim koordinatnim sistemom.

Državno omrežje za globalno določanje položaja so objekti in naprave, ki so skupaj z državnimi geodetskimi točkami namenjeni vzpostavitvi in spremljanju stanja državnega prostorskega koordinatnega sistema in izvajanju geodetskih meritev. Geodetske naprave (stalne postaje) nadzira, upravlja in kontrolira nadzorni center za upravljanje in kontroliranje delovanja omrežja, kjer se podatke analizira in posreduje uporabnikom za potrebe izvajanja geodetskih meritev v realnem času.

Definicija referenčnega koordinatnega sistema obsega določitev oblike in velikosti Zemlje kot planeta (parametre referenčnega elipsoida), trenutek (epoho) in način umestitve tega koordinatnega sistema na fizično površje Zemlje (parametre geodetskega datuma) ter vrsto in parametre kartografske projekcije, ki točke z referenčnega elipsoida preslika na ravnino (parametre horizontalnega koordinatnega sistema).

Referenčni koordinatni sistem D48/GK temelji na astronomskih merjenjih, ki so bila izvedena leta 1904 v Dunajski zvezdarni in preračunana na izhodiščno točko Hermannskogel v bližini Dunaja. Referenčni elipsoid je Besslov elipsoid (v angleščini) iz leta 1841, ki se posebej prilega ploskvi geoida na območju Evrope in Evrazije. Velika polos Besslovega elipsoida meri 6377.397,155 m, mala polos pa 6356.078,963 m.

Geodetski datum D48 je bil vzpostavljen v času nekdanje Jugoslavije; letnica se nanaša na izračun položajev točk v astrogeodetski mreži oziroma trigonometrični mreži I. reda in ne na srednji trenutek (epoho) geodetskih izmer na teh točkah. V izmere je bilo vključenih 35 trigonometričnih točk I. reda. Te so bile kasneje dopolnjene s trigonometričnimi mrežami II. do IV. reda, ki skupaj vključujejo več kot 30.000 temeljnih geodetskih točk. Točke so na terenu trajno stabilizirane in imajo koordinate določene v koordinatnem sistemu, ki ga realizirajo. Vodenje, vzdrževanje in izdajanje podatkov o teh geodetskih točkah poteka neposredno v centralni bazi geodetskih točk.

Gauß-Krügerjeva kartografska projekcija (GK) je alternativno ime za prečno (transverzalno) Mercatorjevo kartografsko projekcijo (angleško: Transverse Mercator map projection – TM - v angleščini). S starim imenom in krajšavo poudarimo, da gre za stari državni ravninski referenčni koordinatni sistem; stara projekcija se od nove ne razlikuje (iste enačbe in isti parametri), uporabljen pa je Besslov referenčni elipsoid. Gre za kotopravilno (konformno) sekantno valjno (cilindrično) preslikavo z elipsoida na ravnino. Ključni parametri GK-projekcije so elipsoidna širina izhodiščnega vzporednika/paralele, ki znaša 0° (ekvator), elipsoidna dolžina srednjega poldnevnika/meridiana cone, ki znaša 15°E, linijsko merilo na srednjem meridianu, ki znaša 0,9999, navidezni pomik proti vzhodu (angl. false easting), ki znaša 500.000,0 m, in navidezni pomik proti severu (angl. false northing), ki znaša −5000.000,0 m.

Osi oziroma oznaki koordinat referenčnega koordinatnega sistema D48/GK označujemo z: y, ki je usmerjena proti vzhodu, in x, ki je usmerjena proti severu.

Omrežje SIGNAL omogoča geodetske meritve in pridobitev položaja v novem referenčnem koordinatnem sistemu, in sicer v realnem času in z nekaj centimetrsko natančnostjo na celotnem ozemlju Slovenije.

Sestavlja ga 16 stalnih GNSS-postaj. Poleg tega so v omrežje vključene tudi stalne GNSS-postaje sosednjih držav (Avstrije, Madžarske in Hrvaške). Medsebojna oddaljenost sosednjih postaj omrežja je manjša od 70 km. Na vseh postajah omrežja so postavljeni GNSS-sprejemniki z antenami, ki izvajajo opazovanja neprekinjeno 24 ur na dan in 365 dni na leto. Rezultate opazovanj stalno sprejema nadzorni center v Ljubljani.

Ljubljanska GNSS-postaja je vključena tudi v evropsko omrežje stalnih GNSS-postaj (European Permanent Network – EPN).

Več informacij o omrežju SIGNAL

Uporaba omrežne storitve preoblikovanja podatkov omrežja SIGNAL

je uporaba podatkov in omrežne storitve preoblikovanja podatkov državnega omrežja stalnih postaj za določanje položaja s tehnologijo globalnih navigacijskih satelitskih sistemov.

Omrežna storitev SIGNAL omogoča uporabniku omrežnih storitev in podatkov uporabo podatkov državnega omrežja stalnih postaj za določanje položaja s tehnologijo globalnih navigacijskih satelitskih sistemov – podatki omrežja SIGNAL, v izmenjevalnem formatu RINEX in/ali formatu RTCM.

Storitev se zaračuna na podlagi Stroškovnika za uporabo omrežne storitve preoblikovanja podatkov omrežja SIGNAL št. 35391-11/2025-2562-1 z dne 19. 02. 2025, ki se uporablja od 01. 04. 2025 do 31. 03. 2026.

Storitev se zaračuna na podlagi Stroškovnika za uporabo omrežne storitve preoblikovanja podatkov omrežja SIGNAL št. 35391-17/2026-2562-1 z dne 04. 03. 2026, ki se uporablja od 01. 04. 2026 dalje.

Souporaba podatkov in storitev preoblikovanja podatkov omrežja SIGNAL

je souporaba podatkov in storitev preoblikovanja podatkov državnega omrežja stalnih postaj za določanje položaja s tehnologijo globalnih navigacijskih satelitskih sistemov.

Omrežna storitev SIGNAL omogoča uporabniku omrežnih storitev in podatkov souporabo podatkov državnega omrežja stalnih postaj za določanje položaja s tehnologijo globalnih navigacijskih satelitskih sistemov – podatki omrežja SIGNAL, v izmenjevalnem formatu RTCM.

Pristojbina za souporabo podatkov in storitev je določena v Stroškovniku za souporabo podatkov in storitev št. 35391-10/2025-2562-1 z dne 19. 02. 2025 kot letni pavšal (naročnina), ki se uporablja od 01. 04. 2025 do 31. 03. 2026.

Pristojbina za souporabo podatkov in storitev je določena v Stroškovniku za souporabo podatkov in storitev št. 35391-16/2026-2562-1 z dne 04. 03. 2026 kot letni pavšal (naročnina), ki se uporablja od 01. 04. 2026 dalje.

Za potrebe rednega vzdrževanja, nadgradenj in razvoja omrežja in storitev je Geodetska uprava RS vzpostavila Službo za GNSS, ki jo izvaja Geodetski inštitut Slovenije. Njena osnovna naloga je upravljanje državnega omrežja stalnih GNSS-postaj SIGNAL. Organizacija Službe za GNSS:

• Operativni center skrbi za nemoteno delovanje GNSS-postaj v omrežju SIGNAL, vodi dokumentacijo o omrežju in izvaja administracijo omrežja.
• Analitični center na podlagi podatkov iz stalnih GNSS-postaj izvaja analize delovanja omrežja, kakovosti opazovanj in skrbi za periodično izračunavanje položajev GNSS-postaj.
• Podatkovni center posreduje podatkovni tok v realnem času do uporabnikov, izdaja podatke v formatu RINEX, skrbi za arhiviranje podatkov ter informira in nudi strokovno podporo uporabnikom.

Služba za GNSS je začela delovati v letu 2001. V tem času je sodelovala pri izvedbi oz. izvajala naslednje projekte:

• vzpostavitev omrežja SIGNAL,
• upravljanje omrežja SIGNAL,
• izračun koordinat GNSS-postaj omrežja SIGNAL,
• stalno kontrolno preračunavanje koordinat GNSS-postaj,
• distribucija podatkov GNSS-postaje Ljubljana v center omrežja EPN (European Permanent Network),
• posredovanje podatkovnega toka v realnem času do uporabnikov in pogodbenih distributerjev,
• izmenjava podatkov z avstrijskim omrežjem GNSS-postaj APOS, hrvaškim omrežjem CROPOS in madžarskim omrežjem GNSSnet.hu.

Dodatne informacije o omrežju SIGNAL, registraciji ... so na voljo na spletnih straneh omrežja SIGNAL. Za morebitne dodatne informacije se lahko obrnete na Službo za GNSS na elektronski naslov gps@gis.si.

Državna kombinirana geodetska mreža – mreža ničtega reda

Kombinirano geodetsko mrežo sestavlja šest točk, ki so približno enakomerno razporejene po celotnem ozemlju države na medsebojnih razdaljah približno 100 km. To so točke Prilozje (Bela krajina), Areh (Pohorje, Fraj­ham), Kog (Prlekija, ob potre­sni opazovalnici Agencije RS za okolje), Korada (Goriška brda, Zapotok), Šentvid pri Stični (Dolenjska) in Koper (Primorska, na mareograf­ski opazovalnici Agencije RS za okolje). Ključna merila za izbor lokacij teh točk so bila geološka primernost lokacije, lokalna stabilnost te­rena in možnost kakovostnega izvajanja geodetskih meritev (odprto obzorje, odsotnost virov elektromagnetnega sevanja).
 

Glede na to, da je obstoječi sistem poimenovanja geodetskih mrež v Sloveniji: 1. red (najpomembnejše točke), 2. red, 3. red …, točke kombinirane geodetske mreže pa predstavljajo najbolj kakovostne državne geo­detske točke, smo jih poimenovali državna geodetska mreža 0. reda.

Ta mreža povezuje in nadgrajuje doslej najvišje redove geodetskih mrež:

• terestrične mreže, v katerih geodeti določamo koordinate točk v trirazsežnem prostoru, torej njihov geometrijski položaj (koordinate X, Y, Z oziroma koordinate na elipsoidu λ, φ, h),
• nivelmanske mreže, v katerih določamo nadmorske višine točk (normalne višine H) in
• gravimetrične mreže, v katerih določamo vrednosti težnega pospeška (g).

Točke državne geodetske mreže 0. reda so pomemben del državnega prostorskega koordinatnega sistema. Povezujejo njegovo horizontalno in vertikalno sestavino. Na vsaki točki je nameščena GNSS-postaja, ki neprekinjeno spreje­ma signale satelitskih sistemov za določanje položaja; opazovanja pa posreduje v nadzorni center v Ljubljani. Tam se podatki uporabijo za natančno izračunavanje položaja teh točk v skupnem Evropskem koordinatnem sistemu (ETRS89), z natančnostjo nekaj mm. Visoka natančnost meri­tev na točkah te mreže omogoča spremljanje geodinamike (delovanje tektonike) in sprememb v razporeditvi zemeljskih mas.

S pomočjo točk 0. reda se nad­zira tudi uporabniško omrežje SIGNAL. To omrežje sesta­vlja 16 stalnih GNSS-postaj, ki so razporejene po celotni Sloveniji. Omrežje SIGNAL se uporablja za določanje koor­dinat vseh prostorskih podatkov v evropskem koordinatnem sistemu z GNSS-instrumenti. Geodetske koordinate običajno pretvarja­mo v ravninske koordinate, te pa omogočajo izdelavo kart in načrtov v državnem ravninskem koordinatnem sistemu v takoimenovani prečni Mercatorjevi projekciji (TM).

Točko 0. reda tvori steber višine približno 2 m. Steber stoji na temeljni plo­šči, ki je povezana s trdno podlago in zasuta z zemljo. Steber je namenjen postavitvi geodetskih inštrumentov ob izvajanju klasičnih terestričnih, nivelmanskih in gravimetričnih meri­tev. Na vrhu stebra je nameščena GNSS-antena (ali dve anteni) za sprejem satelitskih signalov. V osi stebra se nahaja matična referenčna točka. Znotraj steb­ra so v omarici nameščeni merilni inštrumenti. Na temeljni plošči so neposredno ob vznožju stebra stabilizirane še štiri točke, vključno z referenčno višinsko točko (reperjem) za nivelmansko izmero in meritve težnega pospeška. Temeljna plošča skupaj s stebrom tvori enovito armiranobetonsko konstrukcijo, ki zagotavlja pot­rebno stabilnost točke. Nameščena oprema pa služi za sprejem satelit­skih signalov s satelitskih sistemov GPS, GLONASS in Galileo.

Izven ograjenega dela so na oddaljenosti med 30 m in 40 m od stebra stabilizirane še tri ali štiri dodatne točke, ki tvorijo zavarovalno mikromrežo, ki je približno kvadratne oblike. Tudi te točke so stabilne in nameščene v pokritih betonskih jaških. Uporabijo se za preverjanje stabilnosti same­ga stebra.

Postavitev mreže državnih geodetskih točk 0. reda je mejnik pri vzpostavljanju hrbtenice državnega koordinatnega sistema in mejnik za geodetsko stroko. Za upravljavce in uporabnike podatkov o prostoru je hkrati tudi geodetska osnova za izboljšanje lokacijskih podatkov, nji­hovo povezljivost in izmenljivost.

Državna geodetska mreža 0. reda je bila vzpostavljena v okviru projekta »Posodo­bitev prostorske podatkovne infrastrukture za zmanjšanje tveganj in posledic poplav« in njegovega podprojekta »Ge­odetski referenčni sistem«. Projekt so izvedli Ministrstvo za okolje in prostor, Geodet­ska uprava Republike Slove­nije ter partnerja Geodetska uprava Norveške (Kartverket) in Geodetska uprava Islandije (Lan­dmælingar Íslands). K uspešni realizaciji projekta sta pomembno prispevala Oddelek za geodezijo Fakultete za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani ter Geodetski inštitut Slove­nije. Projekt je bil izveden s podporo Finančnega meha­nizma evropskega gospodarskega prostora (EGP) v letih 2013–2016.