satelitska geodezija, geodetska disciplina koja omogućuje rješavanje geodetskih zadataka koristeći se preciznim mjerenjima između Zemlje i njezinih umjetnih satelita. Mjerenja se provode sa Zemlje prema satelitima, sa satelita prema Zemlji, kao i među samim satelitima. Snimanje Zemljine površine s pomoću satelita ubraja se u područje → daljinskih istraživanja. Satelitska geodezija bavi se određivanjem preciznih globalnih, regionalnih ili lokalnih trodimenzionalnih mreža, određivanjem Zemljina gravitacijskog polja te mjerenjima i modeliranjem geodinamičkih pojava (npr. gibanje Zemljinih polova i tektonskih ploča, deformacija Zemljine kore). Prema metodama istraživanja razlikuju se geometrijske i dinamičke metode satelitske geodezije. Ako se sateliti pri opažanjima rabe kao pokretni objekti koji odašilju signale te su simultano vidljivi na dvije ili više međusobno udaljenih točaka na Zemlji, tada je riječ o geometrijskim metodama satelitske geodezije. Kada su predmet promatranja gibanja satelita po orbitama u Zemljinu polju ubrzanja sile teže kao i poremećajni učinci koji djeluju na to gibanje, tada je riječ o dinamičkim metodama satelitske geodezije. Djelatnost satelitske geodezije omogućena je razvojem satelitskih navigacijskih sustava poput najraširenijeg američkog sustava GPS (engl. Global Positioning System), ruskog GLONASS (ruski Globalnaya Navigatsionaya Sputnikovaya Sistema), kineskog BeiDou, europskog Galileo i dr. Zajedno se nazivaju globalnim navigacijskim satelitskim sustavima (engl. Global Navigation Satellite System; GNSS).

Razvoj satelitske geodezije

Nagli razvoj raketne tehnike nakon II. svj. rata doveo je do lansiranja prvog umjetnog satelita SSSR-a Sputnik 1 1957., nakon čega se satelitska geodezija počela razvijati u zasebnu granu geodezije. Slijedili su Sputnik 2 (1957), a zatim Explorer 1 i Vanguard 1 (1958) koje je lansirao SAD. Primijećeno je da se signal odaslan sa satelita na Zemlju, zbog djelovanja Dopplerova efekta, prima s pomaknutom frekvencijom. To se otkriće počelo rabiti za određivanje položaja satelita, a napuštene su dotadašnje optičke metode s primjenom fotografskih kamera. Jednom kada je bio poznat položaj satelita, postalo je moguće obrnutim postupkom od određivanja položaja satelita, s pomoću Dopplerova efekta, odrediti položaj brodova na moru. Na osnovi odaslanih poruka o položajima satelita i frekvencijski pomaknutih signala primljenih sa satelita postalo je moguće određivanje položaja brodova na svim svjetskim morima i oceanima. Tako je 1964. nastao prvi satelitski navigacijski sustav Navy Navigation Satellite System (NNSS), poznatiji kao Transit sustav koji se sastojao od pet satelita koji su se gibali polarnim orbitama na visini od približno 1100 km. Za civilnu uporabu odobren je 1967., a razdoblje ophoda satelita od 106 minuta rezultiralo je kratkim vremenskim prozorima njihove vidljivosti, posebice na onim dijelovima Zemlje udaljenijima od polova. Kako je tijekom vremena Transit sustav postao sve točniji, 1970-ih su se njime počeli koristiti i geodeti. No, tek je razvojem Globalnog pozicijskog sustava (GPS) 1973. stvoren satelitski sustav kojim je bilo moguće pozicioniranje u bilo kojem trenutku i uvjetima, bilo gdje na Zemlji. Prvi GPS satelit lansiran je 1978. a od 1983. omogućena je i njegova civilna uporaba, što je omogućilo nagli razvoj GPS prijamnika te metoda i algoritama pozicioniranja čineći ga pogodnim za geodetske potrebe. GPS se, kao i svaki satelitski navigacijski sustav, sastoji od svemirskoga (sateliti u tzv. medium Earth orbitama), kontrolnog (sustav za praćenje i nadzor na Zemlji) i korisničkoga segmenta (prijamnici). Potpunu je operativnu sposobnost postigao 1995. kada je izgrađen kontrolni segment, a u konstelaciji su se nalazila 24 satelita, raspoređena u šest orbitalnih ravnina, pri kutu nagiba u odnosu na ravninu ekvatora od 55° te na visini od 20 200 km iznad Zemlje. Tadašnji SSSR uspostavio je svoj satelitski navigacijski sustav pod nazivom GLONASS lansiranjem prvog satelita 1982., NR Kina uspostavila je sustav naziva BeiDou kojega je operativna sposobnost proglašena 2020., a Europska unija trenutačno uspostavlja sustav pod civilnim nadzorom naziva Galileo.

Razvoj satelitske geodezije u Hrvatskoj

Prva opažanja umjetnih Zemljinih satelita na području Hrvatske započela su 1970. na → Geodetskome fakultetu u Zagrebu pod vodstvom → Nikole Čubranića. Zbog opažanja satelita PAGEOS (engl. Passive Geodetic Earth Orbiting Satellite) 1971. osnovan je Opservatorij Hvar, no njegovu je međunarodnu suradnju vojska omogućila tek 1982. kada su opažanja provedena s pomoću Dopplerova uređaja Magnavox posuđenog iz Njemačke. Tada su u opservatoriju započela doplerska mjerenja iz opažanja satelita Transit. Mjerenjima su izračunane koordinate stajališta s preciznošću koja se do tada nije mogla postići na velikim udaljenostima klasičnim geodetskim mjerenjima kao ni optičkim opažanjima umjetnih Zemljinih satelita. To su bila prva najsuvremenija satelitska mjerenja Hrvatske. Godine 1983. u Opservatoriju Hvar ponovljena su satelitska mjerenja u sklopu međunarodnoga projekta WEDOC-2 (engl. West East European Doppler Observation Campaign) u kojem su sudjelovale zemlje zapadnog i istočnog bloka.

Prva geodetska GPS mjerenja u Hrvatskoj provedena su na kalibracijskoj bazi Geodetskoga fakulteta u blizini Zagreba 1990. Iste je godine razvoj satelitske geodezije u Hrvatskoj znatno unaprijeđen nabavom triju geodetskih dvofrekvencijskih GPS prijamnika Ashtech LD-XII koji su s radom na Geodetskome fakultetu započeli 1991. Nabavom tih uređaja ostvaren je napredak u primjeni, popularizaciji i izučavanju satelitske geodezije, što je označilo smjer razvoja satelitske geodezije u Hrvatskoj. U sklopu projekta Osnovni geodetski radovi informacijskoga prostornog sustava RH (voditelji → Asim Bilajbegović i → Miljenko Solarić) provedene su prve GPS mjerne kampanje na teritoriju RH. Nastavljena su satelitska mjerenja na Opservatoriju Hvar, ali ovoga puta koristeći se GPS prijamnicima radi određivanja pomicanja Zemljine kore na području Tirenskog i Jadranskog mora. Prva GPS mjerna kampanja u RH bila je Zagorje’92 u sklopu koje su provedena mjerenja na točkama trigonometrijske mreže I. reda s obje strane rijeke Sutle (Hrvatska i Slovenija). Kampanjom su određena neslaganja blokova stare triangulacijske mreže, odn. nehomogenosti trigonometrijske mreže I. reda te su za potrebe Ministarstva obrane i Državnoga hidrografskog instituta izračunani transformacijski parametri između Hrvatskog državnog koordinatnog sustava (HDKS) i GPS referentnog koordinatnog sustava WGS84.

U suradnji Državne geodetske uprave, zagrebačkog Geodetskoga fakulteta i njemačkog Instituta za primijenjenu geodeziju 1994. provedene su dvije međunarodne GPS kampanje na teritoriju RH. Jedna od njih, EUREF’94, omogućila je uvrštavanje RH u jedinstveni europski koordinatni sustav EUREF (engl. Regional Reference Frame Sub-Commission for Europe). U sklopu tog projekta utvrđeno je 18 osnovnih GPS točaka za koje su odabrane trigonometrijske točke I. reda: deset točaka u Hrvatskoj, isprva pet te poslije još tri u Sloveniji, a u projekt su bile uključene i tri dodatne referentne IGS (engl. International GPS Service) stanice Wettzel u Njemačkoj, Graz u Austriji i Matera u Italiji. EUREF mreže na području Europe bile su poslije osnova za stvaranje gušćih nacionalnih geodetskih GPS mreža. Nakon kampanje EUREF’94 ostvaren je i Hrvatski geodinamički projekt CRODYN’94, u sklopu kojega se trebao utvrditi raspored geodinamičkih GPS točaka ovisno o položajima glavnih rasjeda. Njime su obuhvaćena mjerenja na svih pet mareografa u Hrvatskoj (Rovinj, Bakar, Zadar, Split i Dubrovnik). Godine 1995. u okviru projekta CROREF’95 mjerenja su obavljena na dodatnih 14 točaka u zapadnom dijelu Hrvatske. Godine 1996. ostvarena je velika državna GPS kampanja CROREF’96-CRODYN’96, koja je s približno 80 GPS točaka obuhvatila cijelo područje RH, osim do tada još okupiranih dijelova istočne Hrvatske. Na nju se vremenski neposredno nadovezala druga GPS kampanja u svrhu geodinamičkih istraživanja uz hrvatsku obalu Jadranskog mora. Projekt uspostave homogene državne GPS mreže 10 km × 10 km započeo je 1997., a dovršen je 2002. Vlada RH donijela je 2004. Odluku o utvrđivanju službenih geodetskih datuma i kartografskih projekcija RH. Ostvarenje novog terestričkoga referentnog sustava RH (HTRS96) čini 78 točaka određenih u ETRS89 referentnom okviru na temelju obradbe podataka mjerenja i izjednačenja GPS kampanja ostvarenoga 1994−96. Implementacija novoga geodetskog datuma i kartografskih projekcija u svakodnevnom radu zahtijevala je izvođenje geodetskih radova u novom datumu primjenom modernih metoda mjerenja, ali i definiranje jednoznačnih postupaka transformacije koordinata između novog i starog geodetskog datuma.

Prekretnicu u razvoju satelitske geodezije u Hrvatskoj omogućila je uspostava sustava CROPOS (engl. Croatian Positioning System), sustava i državne mreže referentnih GNSS stanica RH koja omogućava određivanje položaja u stvarnom vremenu s točnošću od 2 cm u horizontalnom te 4 cm u vertikalnom smislu na čitavom području države. Podatci opažanja prikupljeni na GNSS stanicama se kontinuirano šalju u kontrolni centar gdje se obavlja provjera podataka mjerenja, obradba i izjednačenje te računanje korekcijskih parametara koji su dostupni korisnicima na terenu putem mobilnog interneta. CROPOS omogućava određivanje koordinata točaka na cijelom području države s istom točnošću i s pomoću jedinstvenih metoda mjerenja, a njegovom je uspostavom ispunjen jedan od najvažnijih uvjeta za implementaciju novih geodetskih datuma i kartografskih projekcija RH. Tijekom 2019. CROPOS je moderniziran tako da su GNSS uređaji i pripadajuće antene na svim stanicama mreže uz dotadašnje GPS i GLONASS, otad podupirali i satelitske sustave Galileo i BeiDou. Sustav CROPOS stalno se nadograđuje pa je s početnih 30 (2008) narastao na 57 stanica (listopad 2024), odn. sastoji se od 39 referentnih GNSS stanica koje ravnomjerno prekrivaju područje Hrvatske te dodatnih 18 GNSS stanica iz mreža susjednih zemalja (Slovenija, Mađarska, BiH, Crna Gora).







Znanost i visoko školstvo

Satelitska geodezija se na Geodetskome fakultetu u Zagrebu izučava od 1970., odn. prvim opažanjima umjetnih Zemljinih satelita na području Hrvatske (N. Čubranić). Na istom je fakultetu 1975. obranjen prvi doktorski rad iz tog područja (M. Solarić). Satelitska i fizikalna geodezija su se na Geodetskome fakultetu od akademske godine 1994/95. izvodile kao jedno od tri usmjerenja na četvrtoj godini studija. Na istom su se fakultetu predavali i kolegiji Satelitska geodezija I, II i III koji su pokrivali znanja iz nebeske mehanike i orbita satelita, GPS-a, njegove primjene na određivanje koordinata, metoda određivanja faznih višeznačnosti (ambiguiteta), kinematičkih mjerenja, navigacije i integracije senzora, a izvodili su ih M. Solarić, → Tomislav Bašić i → Željko Bačić. Od 2005/06. na Geodetskome fakultetu provodi se nov način studiranja u sklopu kojega se izvodi i nastava iz satelitske geodezije, ponajprije u sklopu kolegija Satelitsko pozicioniranje na prijediplomskome studiju te putem kolegija Navigacija, Svemirska geodezija i Globalna geodezija na diplomskome studiju. Osim na Geodetskome fakultetu u Zagrebu, satelitska se geodezija izučava putem kolegija Satelitsko pozicioniranje na prijediplomskome studiju geodezije i geoinformatike na → Fakultetu građevinarstva, arhitekture i geodezije u Splitu. Na Odjelu za graditeljstvo → Sveučilišta Sjever (sv. 2), u sklopu prijediplomskoga studija geodezije i geomatike, satelitska se geodezija izučava putem kolegija Navigacijski sustavi i integrirani senzori.

Prvu knjigu o GPS-u na hrvatskom jeziku, Osnovni geodetski radovi: suvremene metode GPS, napisali su A. Bilajbegović, Bernhard Hofmann-Wellenhof i Herbert Lichtenegger 1991. Godine 1999. Ž. Bačić i Tomislav Bašić izdali su interna sveučilišna skripta Satelitska geodezija II. U okviru 12. sveska Tehničke enciklopedije LZ-a objavljen je 1992. članak satelitska geodezija M. Solarića. Znanstveni i stručni članci iz područja satelitske geodezije objavljuju se u raznim strukovnim časopisima poput → Geodetskog lista (glasilo Hrvatskoga geodetskog društva) i časopisa → Kartografija i geoinformacije (časopis Hrvatskoga kartografskog društva).