Efectuarea de măsurători de nivelment, determinări GNSS şi oceanografice la maregrafele din porturile Constanța, Mangalia, Sulina pentru urmărirea în timp a oscilațiilor nivelului Mării Negre față de altitudinea „0”

Introducere

Măsurătorile de nivelment geometric și determinările cu tehnologia GNSS sunt efectuate de Centrul Național de Cartografie (CNC) la maregrafele din porturile Constanța, Mangalia și Sulina pe baza Protocolului de colaborare nr. 9875/17.05.2016 între Agenția Națională de Cadastru și Publicitate Imobiliară (ANCPI) și Institutul Național de Cercetare Dezvoltare pentru Fizica Pământului (INCDFP), precum și pe baza Protocolului de colaborare nr. 17632/15.09.2015 între Agenția Națională de Cadastru și Publicitate Imobiliară și Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare Marină (INCDM) „Grigore Antipa”.
Înregistrările maregrafelor sunt legate la sistemul de altitudini normale Marea Neagră 1975 prin intermediul unor Reperi de Nivelment de Legătură (RNL) amplasati în imediata vecinătate a maregrafelor. Cu ajutorul determinărilor cu tehnologia GNSS, RNL se raportează la sistemul geocentric ETRS89 sau WGS84 și, prin urmare, oscilațiile nivelului mării vor fi definite într-o rețea de referință globală geocentrică, rezultând prin măsurători un nivel absolut mediu al mării în loc de un nivel relativ mediu al mării, acesta fiind corectat prin măsurători repetate pe baza determinării valorilor mișcărilor crustale verticale din zona maregrafelor.

Scopul proiectului

În țara noastră s-a adoptat pentru măsurătorile de nivelment sistem de altitudini normale Marea Neagră 1975 având ca referință cvasigeoidul. În condițiile schimbării nivelului mării ca rezultat al schimbării globale a climei, cvasigeoidul nu poate rămâne același pentru totdeauna. Când diferențele de altitudini raportate la nivele medii ale mării înregistrate la diferite maregrafe depăşesc o anumită valoare, se corectează și sistemul de altitudini pentru a se asigura corespondenţa acestuia cu condițiile actuale ale cvasigeoidului.
Determinările de nivelment și GNSS efectuate de CNC în zona maregrafelor contribuie la studiul variațiilor valorilor nivelului mediu al mării prin conectarea acestor măsurători la sistemul de altitudini normale Marea Neagră 1975, precum și la sistemele de referință europene EUREF și EUVN.

Obiectivele proiectului

Pentru realizarea datelor de schimb din cadrul protocoalelor dintre ANCPI și INCDFP și dintre ANCPI și INCDM, CNC efectueaza măsurători de nivelment de precizie și determinări cu tehnologia GNSS pentru estimarea modificărilor curente ale terenului la reperele de nivelment de legătură (RNL) și pentru urmărirea și conectarea înregistrărilor maregrafelor la un sistem de referință stabil (sistemul geocentric ETRS89). Pentru atingerea scopurilor menționate anterior, CNC desfășoară următoarele activități:
- Asigurarea legăturii RNL, prin nivelment geometric, cu senzorul maregrafului, pe baza suportului oferit de INCDFP și INCDM, precum și conectarea înregistrărilor nivelului mării cu sistemul de altitudini Marea Neagră 1975 pentru monitorizarea modificărilor cvasigeoidului;
- Efectuarea de măsurători de nivelment geometric repetate anual în linia de nivelment locală care include RNL de lângă maregraf și conectarea liniei de nivelment locale cu rețeaua de nivelment de stat pentru determinarea unor eventuale modificări în înălțime a RNL din cauza mișcărilor scoarței terestre;
- Asigurarea conectării anuale a RNL și a înregistrărilor nivelului mării cu sistemul de referință geocentric ETRS89 prin efectuarea în RNL de determinări cu tehnologia GNSS;
- Conectarea periodică în sistemul geocentric ETRS89 a RNL cu o stație GNSS permanentă apropiată de maregraf, prin determinarea diferenței de nivel dintre ARP antenă și RNL, pentru determinarea mișcării RNL și a terenului din imediata vecinătate a maregrafului.

Monitorizarea combinată a nivelului mării prin determinări GNSS și măsurători de nivelment geometric

Estimarea directă a oscilațiilor absolute ale nivelului mării, într-un cadru de referință stabil se efectuează utilizând tehnologia GNSS în combinație cu măsurătorile de nivelment de precizie și măsurătorile gravimetrice relative.
Această tehnică de monitorizare utilizează trei metode principale:
a) Montarea fizică a unei antene a unei stații GNSS permanente sau a unui receptor GNSS pe structura unui maregraf astfel încât să asigure urmărirea mișcării acesteia în timp concomitent cu mișcarea senzorului maregrafului la nivelul apei;
b) Efectuarea unei legături, prin nivelment geometric de precizie, între senzorul maregrafului la nivelul apei și punctul de referință al antenei (ARP), stația GNSS permanentă sau receptorul GNSS (fig. 3);

 Fig. 1. Diagrama schematică a monitorizării combinate a nivelului mării prin determinări GNSS și măsurători de nivelment geometric de precizie

c) Efectuarea unei legături, prin nivelment geometric de precizie, dintre senzorul maregrafului la nivelul apei și reper de nivelment de legătură din aproprierea maregrafului (fig. 2), executând în același timp o determinare GNSS pe această marcă, prelucrată cu ajutorul stației/stațiilor GNSS permanente din jurul maregrafului.

Fig. 2. Efectuarea legăturii prin nivelment geometric de precizie dintre senzorul maregrafului și reperul de nivelment de legătură din aproprierea maregrafului