{ V. Kaptüg Geodeet 25(49) 2002 11-13 }

Vitali Kaptüg

Vene Geograafia ühingu tegevliige, Vene TA Astronoomia Peaobservatooriumi teadur,

International Institution for the History of Surveying and Measurement (IIHSM) kirjavahetaja liige

E-mail: vbk.rgo@mail.ru

"Struve meridiaanikaar" ("Vene kaar", vene-skandinaavia kraadi mõõtmine) omab Vene Föderatsiooni territooriumil ainult ühte geograafilises mõttes mälestusväärset kohta - Hoglandi saart (Suur Tütarsaar tõlk) Soome lahes (joonis 1, Struve 1860). W. Struve rajas siia 1826.a astro-geodeetiliste punktide (AGP) võrgu, et ületada lahte ja jätkata meridiaanisuunalist kolmnurkade ahelat võimalikult kaugele põhja poole. AGP kujutas endast võrdlemisi keerulist trigonomeetrilist kujundit (joonis 2, Struve 1831), mis ühendas saare tugevalt liigestatud maastikul Mäki-päälys kaljul asuva geodeetilise punkti E astronoomilise punktiga Z. Selle triangulatsioonivõrgu mõõtmise tulemused on avaldatud punktide ristkoordinaatidena tabelis 1, kus pikkuse mõõtühikuna on käsutatud prantsuse tuaasi (toise). Samas tabelis on lisatud ka mõõdetud punktide nimetused ja üksikasjalikud kirjeldused.

Tabel 1. AGP võrgu koordinaadid

Struve AGP ülesotsimise ja taastamise idee tekkis Pulkovo observatooriumis 1993.a, kui oli päevakorras W. Struve 200. sünniaastapäeva tähistamise piduliku istungi ettevalmistamine. Sama aasta suvel organiseeriti kahepäevane tutvumisreis Hoglandile, mille käigus õnnestus üles leida originaalne Struve geodeetiline märk E Mäki-päälys kaljul ja tuvastada üks Põhjakõrge kaljul asuvatest majadest (Wachthaus), mis oli üheks 1826.a abitriangulatsiooni objektidest (joonis 2). See võimaldas taastada abipunkti L asendi maksimaalse veaga 2 cm Struve poolt 1831.a koostatud joonise järgi, millel on näidatud maja gabariidid ja punkti L asukoht. Endise astropunkti Z asukoht oli metsa kasvanud ja seda ei olnud võimalik ilma spetsiaalse varustuseta taastada.

Joonis 1. W. Struve triangulatsiooni ahel

Joonis 2. W. Struve AGP võrk Hoglandil

Punkti Z tsenter oli Struve poolt määratud Dollondi passaažiriista telgede ristumiskohaga, mille kohale kinnitatud vertikaalse raudvarda abil oli see välja toodud läbi instrumenti kaitsva telgi katuse. See oli viseerimistähiseks punkti sidumisel AGP tsentriga, kuid instrumendi alla kaljusse punkti Z tsentrit ei asetatud. Vaatamata sellele on just punkt "Hochland, puncte Z", aga mitte märk E Mäki-päälys kaljul, lülitatud "Struve meridiaanikaare" mõõtmistulemuste koondtabelisse (Struve 1860).

Edaspidine töö Struve AGP taastamiseks Hoglandi saarel, mis on siiski veel suures osas kinnine piiritsoon, sai teoks tänu paljude Peterburi erinevate organisatsioonide, aga samuti ka väliskolleegide, eriti IIHSM (International Institution for the History of Surveying and Measurement), toetusele ja otsesele abile.  1994.a sügisel töötas saarel kaks ekspeditsiooni. Üks neist kasutas ära seda, et märk E on koos tegutseva Põhjamajakaga ("Severnõi Majak") ära toodud kaasaegsetes koordinaatide kataloogides. Teisendades need koordinaadid ristkoordinaatide süsteemi algusega punktis E ("kvaasi-Struve" süsteemi), õnnestus polügonomeetrilise käigu abil üles leida 1826.a astropunkti asukoht ühe kalju jalamil saare idaosas, Suurkylän-Lahtist läänes. Selle töö tegid St Peterburi sõja-topograafia kooli kursandid J.Sokolovi juhendamisel. Struve märgist E ligikaudu 1,4 km põhja pool asuval platsil (kõrguste vahe 113 m) leiti pärast võsast puhastamist punaste telliste fragmente ja lubjamördi jälgi (eespool nimetatud passaažiriista kahe tugiposti ehitusmaterjal).

Teise ekspeditsiooni töös osalesid 1994.aastal St Peterburi Mäe-geomehaanika ja markšeideri asjanduse teadusliku uurimisinstituudi geodeedid S. Verestšagini juhtimisel. Nad osalesid vene-ukraina-norra GPS-eksperimendis ruumiliste kõõlude sünkroonsel mõõtmisel "Struve meridiaanikaare" säilinud füüsiliste punktide vahel. Need olid Struve poolt asetatud geodeetilised punktid: punkt E Hoglandi saarel ja 3000 km pikkuse triangulatsiooniahela otstes olevad punktid (Kaptüg jt, 1996). Kahe, firma Leica GPS-System 200, komplekti abil seoti samal ajal Struve punktid E ja L saare majakaga ja Soome Geodeesia Instituudi teadusprogrammi "Baltic Sea Level" GPS-punktiga. Joone EL horisontaalprojektsiooni pikkus ja asimuut sobisid päris hästi Struve poolt määratud suurustega (vt Tabel 1, arvutustes on võetud 1 toise = 1,949 061 meetrit, Kaptüg, 2000); W. Struve, 1826.a 2399,16 m 336°04'40,8" (astronoomiline mõõtmine); S. Vereštšagin, 1994.a 2399,43 m 336°04'32,5" (GPS-mõõtmine).

See kooskõla oli peamiseks argumendiks punkti E asukoha tunnetamise õigsuse suhtes kerkinud kahtluste kõrvaldamisel, mis olid tingitud sellest, et Struve poolt 1831.a baromeetrilise nivelleerimise teel määratud kõrgused osutusid ebatäpseteks.  Näiteks, Mäki-päälys kalju kõrguseks oli Struve poolt saadud 420 jalga = 128 m, aga tänapäevaste mõõtmiste põhjal on see 143 m.

Esimese ekspeditsiooni poolt leitud astropunkti Z platsil kindlustati ja määrati kaks abipunkti Z1 ja Z2. Otsitava Struve astropunkti Z tsentri asukoht määrati nende abipunktide suhtes maksimaalse veaga 30 cm. See oli tingitud vektori EL mitmesusest. Muidugi võis GPS-mõõtmiste täpsusele mõjuda ka ebasoodne maastik ja mets. See kahtlus sai kõrvaldatud 2000.a ekspeditsiooni ajal kinnise polügonomeetrilise käigu rajamisega. Lähtepunktidena kasutati "GPS BSL" ja "Severnõi majak" punkte, mille koordinaadid teisendati 1826.a ristkoordinaatide süsteemi. Punkti Z 1994.a ja 2000.a määratud asendi erinevus oli ligikaudu 20 cm. 1993.a alustatud väliuuringud W. Struve AGP võrgu osaliseks taastamiseks lõpetati 2000.a ekspeditsiooni ajal. 1826.a määratud kaheteistkümnest punktist (joonis 2) on taastatud ja kindlustatud viie punkti täpsed asukohad. Nendel punktidel on suur teaduse-, tehnika- ja kultuuriajalooline tähtsus.

Punkt E - W. Struve AGP tsenter. Struve poolt asetatud märk on identifitseeritud 1993.a selle kirjelduse järgi ja seejärel, nagu märgitud eespool, ka instrumentaalselt. Märgi kõrval on avastatud kaljusse raiutud aastaarv "1825/93", mille tekkelugu ei ole teada. Et sel punktil on selge funktsionaalne geodeetiline tähtsus, on Struve märgi kohale monteeritud kaljusse spetsiaalne kunstilise kujunduse elementidega ja mälestustahvliga varustatud instrumendi statiiv (foto 1).

Foto 1. W. Struve AGP tsenter E

Punkt Z - W. Struve astronoomiline punkt. Selle punkti kohale on ehitatud looduslikest kividest mälestustahvliga varustatud monument (foto 2). Mälestustahvlile on märgitud W. Struve poolt 1860.a avaldatud punkti astronoomiline laius: 60°05'09,8" (sama täpsusega nagu Norras ja Ukrainas püstitatud monumentidel). Monumendi esikülje kujundamisel on käsutatud koha-peal leitud põletatud telliste ja lubjamördi fragmente -eespool nimetatud passaažirüsta tugipostide ehitusmaterjali.

Foto 2. W. Struve astropunkt Z

Punkt L - abipunkt Hoglandi Põhjamajaka platsil. Taastatud punkti asukoht on tähistatud 1826.aastast säilinud Majakavahi maja ("Wachthaus") lähedal kaljusse asetatud ilma numbrita metallist tsentrimärgiga.

Punkt Q - abipunkt nn "lootside kaljudel" ("Lootsenfelsen", Struve, 1831), lootside vahimaja lähedal; antud toponüüm ja lootside vahimaja olid hiljem hävinud. Punkti Q asukoht otsiti üles 2000.a polügonomeetrilise käigu abil ja kindlustati ilma numbrita metallist tsentrimärgiga. Lootside vahimaja asukoht taastati samuti selle koordinaatide järgi punkti E suhtes, mis olid määratud 1833.a F. Schuberti juhtimisel toimunud Balti kronomeetrilise ekspeditsiooni käigus. Sellel platsil, nimetatud punktide läheduses, avastati kaljusse raiutud ringi kujutis, mis on jaotatud 32-ks rumbiliseks nurgaks ja dateeritud aastaarvuga "1796". See haruldus on täiendavaks tõendiks selle kohta, et siin asus XVIII - XIX sajandil lootside jaam.

Punkt K ("Kirchthurm") - W. Struve mõõtmiste abipunkt, sel kohal olnud endise Suurküla kiriku torni tipu projektsioon. Selle punkti koordinaadid arvutati 1826.a mõõtmiste põhjal (Struve, 1831), punkt märgiti loodusesse polaarmeetodil ja tähistati suurte kividega. Kivil on tekst: "1826.a oli siin kirik". On teada, et Suurküla kirik, mida renoveerid korduvalt, tegutses alates 1768.a kuni 1939.a. Käesoleval ajal on siin tühermaa.

2000.a, esmakordselt pärast W. Struve ja G. Pauckeri astronoomilisi vaatlusi Hoglandi saarel, määrati uuesti punkti Z astronoomiline laius. Need andmed on esitatud tabelis 2.

Tabel 2. "Hogland, punkt Z" astronoomiline laius

Toodud andmete võrdlusest selgub, et punkti Z astronoomiline laius on suurenenud, mis võib olla tingitud ka põhjapooluse asendi muutusest (kahjuks ei ole teada andmeid põhjapooluse keskmise asendi kohta XIX sajandi esimesel poolel). Soovitav oleks teha Struve meridiaanikaare ühe unikaalseima lõigu - aastatel 1821- 1831 rajatud "Balti kaare" - täielik teadus-ajalooline uurimus. Selle lõigu osas on tänaseks täielikult taastatud kolm astropunkti: Dorpat/Tartu, Jakobstadt/Jekabpils, Hogland Z. Autor, Hoglandi saarel tehtud tööde juhataja 1993-2000.a, kutsub eesti ja läti kolleege kaasa lööma selles ürituses.

Lõpetuseks avaldab autor tänu hr Heiki Porterile kutse eest tulla Eestisse informeerima eesti geodeete viimase aja töödest Struve "Balti kaare" põhjapoolses otsas - Hoglandi saarel.

Kasutatud kirjandus

Struve F. G. W. (1831): Beschreibung der Breitengrad-messung in der Ostseeprovinzen Russlands. Universität-Buchdruckerei, Dorpat, T. I, s. 152-159, T. II, s. 194-245.

Struve F. G. W. (1860): Arc du méridien de 25°20' entre le Danube et la Mer Glaciale. Academie Imperiale des sciences. St Petersburg. Vol. I, 334 p., Vol. II, 483 p., album 26 pl.

Kaptüg V. B. et al. (1996): Struve's Arc of the Meridian agrees with the first GPS-results. "Zeitschrift für Vermessungswesen", Heft 12, s. 572-576.

Kaptüg V. B. (2000): The Toise-Metre Problem in the Struve Arc. QUO VADIS International Conference, FIG Working Week 2000, 21-26 May, Prague.

www.ddl.org/figtree/pub/ proceedings/prague-final-papers/ 6 p.