Post on 17-Jun-2020
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΔΥΤΙΚΗΣ ΑΤΤΙΚΗΣ
ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ & ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ
Τομέας Γεωδαισίας-Φωτογραμμετρίας-Χαρτογραφίας
Συστήματα Αναφοράς και ΧρόνουΗ’ Εξάμηνο
Εισαγωγικό - Γνωριμία
ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ Γ. ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΥΔρ. Αγρονόμος & Τοπογράφος Μηχανικός Ε.Μ.Π.
https://demanasta.github.io/
danastasiou@uniwa.com
ΑΙΓΑΛΕΩ, 25 Φλεβάρη 2019
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
2 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Πληροφορίες επικοινωνίας
Υπεύθυνος μαθήματος:
Δημήτριος Αναστασίου,
Δρ. Αγρονόμος και Τοπογράφος Μηχανικός ΕΜΠΑκαδημαϊκός Υπότροφος (ΕΣΠΑ) ΠΑΔΑ
Επικοινωνία:
danastasiou@uniwa.gr
Ιστοσελίδα μαθήματος (e-class):
https://eclass.uniwa.gr/courses/GEO242/
Ωρολόγιο πρόγραμμα:
Κάθε Τρίτη, 17:00 - 21:00.
Αίθουσα: K16.009 (Α)
3 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Διδακτικά βοηθήματα
Μέσω του συστήματος Εύδοξος (www.eudoxus.gr):
• Τσούλης Δ. (2012) Δορυφορική Γεωδαισία Εκδόσεις Ζήτη Πελαγία &
Σια Ι.Κ.Ε., Θεσ/νίκη. [22767294]
• Τσούλης Δ. (2016) Συστήματα αναφοράς και χρόνου Εκδόσεις Ζήτη
Πελαγία & Σια Ι.Κ.Ε., Θεσ/νίκη. [50658663]
Ηλεκτρονικές σημειώσεις:
Θα αναρτώνται όλες οι διαλέξεις, ασκήσεις, σημειώσεις και άλλα βοηθήματα
στο e-class
4 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Ξενόγλωσση βιβλιογραφία
Altamimi Z. and X. Collilieux (eds.), 2013. Reference Frames for Applications in
Geosciences.Springer eds.
Bomford G., Geodesy 4th Edition, Clarendon Press, Oxford 1983
Jeckeli Ch., (2012). Geometric Reference Systems in Geodesy. Division of Geodetic
Science, School of Earth Sc iences, Ohio State University.
Kovalevsky J., I. I. Mueller and B. Kolaczek (eds.), 1989. Reference Frames in
Astronomy and Geophysics. Springer eds.
Seeber, G. (1993): Satellite Geodesy. Walter DeGruyter, Berlin.
Torge, W. (2001). Geodesy – 3rd ed., completely rev. and extended ed. Berlin; New
York: 2001. ISBN 3-11-017072-8
Torge W., (2000). Γεωδαισία, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις ΕΜΠ, Αθήνα.
Vanicek P., Krakiwsky E., 1992. Geodesy: The Concepts. Elsevier, New York.
5 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι πιστεύετε ότι είναι το μάθημα?
6 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Ποιοί είναι οι στόχοι του μαθήματος
• Κατανόηση της χρήσης των συστημάτων αναφοράς και χρόνου
στις φυσικές επιστήμες και στην γεωδαισία.
• Εξοικείωση με τα συστήματα αναφοράς και συντεταγμένων και
την εξέλιξή τους.
• Μετασχηματισμοί μεταξύ διαφορετικών συστημάτων
χρησιμοποιώντας διαφορετικά μοντέλα.
• Εξοικείωση με σύγχρονα συστήματα αναφοράς που
χρησιμοποιούνται στην αστρονομία και τα δορυφορικά
συστήματα και η σχέση τους με τα τοπικά.
• Συστήματα και έννοιες του χρόνου. Η χρήση τους στην
γεωδαισία.
7 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Που θα μας χρησιμεύσει αυτό το μάθημα
”Τα συστήματα αναφοράς, τα πλαίσια αναφοράς, οι συντεταγμένες και οιμετασχηματισμοί τους αποτελούν βασικά μαθηματικά εργαλεία υποδομής γιατη μελέτη γεωμετρικών και δυναμικών φαινομένων που σχετίζονται με τη γηκαι τις διεργασίες της”
(Τσούλης, 2016)
8 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι (δεν) θέλουμε να γίνει αυτό το μάθημα
• ”Παπαγαλία” και ”τυφλή” επίλυση προβλημάτων;
• Ακατανόητα μαθηματικά μόνο και μόνο για να
γράψουμε στην εξεταστική;
• Θεωρητικού ή πρακτικού χαρακτήρα;
• Ένα βαρετό μάθημα μπας και πάρω πτυχίο;
9 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Συστήματα συντεταγμένων
10 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Το σχήμα της γης
11 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Οι κινήσεις της γης
12 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Ουράνια και επίγεια συστήματα
13 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Συστήματα αναφοράς στην Ελλάδα
14 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Παγκόσμια συστήματα αναφοράς
15 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Μετατροπές μεταξύ των συστημάτων αναφοράς
16 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Υψομετρικά και εκμοντερνισμένα συστήματα αναφοράς
17 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Χρόνος
• Αστρικός
• Παγκόσμιος
• Δυναμικός
• Ατομικός
18 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι μαθαίνουμε σε αυτό το μάθημα?
Διαστημική γεωδαισία
19 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Τι είδους γνώσεις θα μας χρειαστούν
• Γραμμική Άλγεβρα και Πίνακες (1ο Εξ.)
• Τοπογραφικά Δίκτυα και Υπολογισμοί (4ο Εξ.)
• Γεωμετρική Γεωδαισία (5ο Εξ.)
• Εξοικείωση με κάποια γλώσσα προγραμματισμού (Octave/Python)
Δεν είναι προαπαιτούμενα.
Βασικές γνώσεις όμως και μια καλή επανάληψη θα βοηθήσει στην καλύτερη
κατανόηση και εξέλιξη του μαθήματος.
20 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Οργάνωση του Μαθήματος
Περίγραμμα
1. Θεωρητικό μέρος• 12 εβδομάδες διαλέξεων (2ωρες περίπου τη βδομάδα)
• Παρουσίαση και επίλυση προβλημάτων στην αίθουσα
• Επίλυση αποριών και βοήθεια
2. Ασκήσεις• Εκπόνηση 8-10 όλη τη διάρκεια του εξαμήνου
• Ασκήσεις με βάση τις διαλέξεις για την καλύτερη κατανόησή
τους.
• Η βασική επίλυση θα γίνεται μέσα στην αίθουσα με διωρία
παράδοσης μιας βδομάδας.
21 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Οργάνωση του μαθήματος I
Αναλυτικό σχεδιάγραμμα
1. Σύνοψη βασικών εννοιών (1w)• Ιστορικη αναδρομή. Το σχήμα της γης.
• Γεωμετρία Descartes.
• Σχέσεις μεταξύ δύο διαφρετικών συστημάτων αναφοράς.
2. Συστήματα συντεταγμένων (2w)• Καρτεσιανές και μη συντεταγμένες.
• Σφαιρικές, Κυλινδρικές, Γεωδαιτικές, Ελλειψοειδείς.
• Η βασική γεωμετρία του ελλειψοειδούς και στοιχεία
διαφορικής γεωδαισία.
• Μετατροπές μεταξύ γεωδαιτικών και καρτεσιανών
συντεταγμένων.
• Αστρονομικές και ουράνιες συντεταγμένες.
22 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Οργάνωση του μαθήματος II
Αναλυτικό σχεδιάγραμμα
3. Συστήματα αναφοράς σε κίνηση (1w)• Αδρανειακά και επιταχυνόμενα συστήματα αναφοράς.
• Ο νόμος κίνησης του Νεύτωνα και οι κινηματικές εξισώσεις
του Euler.
• Συστήματα αναφορά για παραμορφώσιμα σώματα.
4. Γεωδαιτικό datum και δίκτυα (1w)• Ορισμός και υλοποίηση ενός γεωδαιτικού datum.
• Διαστημική εποχή - Σύγχρονα παγκόσμια συστήματα
αναφοράς.
5. Τα συστήματα αναφοράς στην Ελλάδα (2w)• Ιστορία του τριγωνισμού στην Ελλάδα.
23 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Οργάνωση του μαθήματος III
Αναλυτικό σχεδιάγραμμα
• ΠΕΓΣΑ, ED50, ΕΓΣΑ87, HTRS. Ορισμός και υλοποίησή τους.
• Οι χαρτογραφικές προβολές που χρησιμοποιούνται.
• Μετατροπές
6. Υψομετρικά συστήματα αναφοράς. (1w)• Βασικές έννοιες της θεωρίας του πεδίου βαρύτητας.
• Ορθομετρικά, κανονικά, δυναμικά υψόμετρα.
• Υψομετρία και συστήματα GNSS.
• Εκμοντερνισμός και ενοποίηση των υψομετρικών
συστημάτων.
7. Συστήματα αναφοράς για την περιστρεφόμενη γη.(1w)
• Περιστροφή της γης και χρόνος. Η κίνηση του πόλου.
24 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Οργάνωση του μαθήματος IV
Αναλυτικό σχεδιάγραμμα
• Αστρονομικό, ουράνιο και επίγειο σύστημα αναφοράς.
• Επιλογή αντιπροσωπευτικού συστήματος αναφοράς.
8. Σύγχρονα Παγκόσμια και Τοπικά Συστήματααναφοράς. (2w)
• Σχεδιασμός και υλοποίηση ενός σύγχρονου γήινου
συστήματος αναφοράς.
• Το ITRS, το ITRF και η μέθοδος υλοποίησή τους (GNSS,
SLR, DORIS, VLBI).
• Το ευρωπαϊκό πλαίσιο/σύστημα αναφοράς ETRS/ETRF.
9. Συστήματα χρόνου. (1w)• Αστρικός, παγκόσμιος, δυναμικός, ατομικός χρόνος.
25 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Οργάνωση του μαθήματος V
Αναλυτικό σχεδιάγραμμα
• Η υλοποίηση ενός συστήματος αναφοράς με τη βοήθεια
χρονομέτρων.
• Χρόνος GPS.
• Ο ρόλος της θεωρίας της σχετικότητας. Συστολή μηκών και
διαστολή του χρόνου.
10. Συστήματα αναφορά στην δορυφορική γεωδαισία.(1w)
• Οι νόμοι του Kepler Και η ελλειπτική τροχιά των δορυφόρων.
• Μη κεπλέριες τροχιές.
• Οι τροχιές των δορυφόρων των παγκοσμίων συστημάτων
θέσης.
26 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Οργάνωση του μαθήματος
Επίλυση ασκήσεων
1. Εξοικίωση με τις γεωμετρικές και αναλυτικές μεθόδους των μαθηματικών
και τους πίνακες στροφής.
2. Προβλήματα πάνω στον προσδιορισμό και την μετατροπή των
συντεταγμένων.
3. Γεωδαιτικά datum
4. Μετατροπές μεταξύ των συστημάτων αναφοράς στην Ελλάδα.
5. Ασκήσεις στα υψομετρικά συστήματα αναφοράς.
6. Συστήματα αναφοράς για την περιστρεφόμενη γη.
7. Προσδιορισμός/μετατροπή συντεταγμένων σε Παγκόσμια Συστήματα
Αναφοράς.
8. Εφαρμογή των σύγχρονων συστημάτων αναφοράς σε άλλες επιστήμες.
9. Άσκηση στα συστήματα χρόνου.
10. Άσκηση στις τροχιές των δορυφόρων.
27 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Βαθμολογία - Εξέταση
Εκπόνηση των ασκήσεων:
• εμπρόθεσμα 40% στην τελική βαθμολογία
Υποχρεωτική γραπτή εξέταση:
• Διάρκεια: 2 ώρες
• Ανοιχτά βιβλία-σημειώσεις
• 60% του τελικού βαθμού αν έχουν παραδοθεί οι
ασκήσεις.
28 / 31
Σύντομος οδηγός ”επιβίωσης”
Στο επόμενο μάθημα!
• Ιστορικη αναδρομή. Το σχήμα της γης.
• Γεωμετρία Descartes.
• Σχέσεις μεταξύ δύο διαφρετικών συστημάτων αναφοράς.
• Καρτεσιανές και μη συντεταγμένες.
• Σφαιρικές, Κυλινδρικές, Γεωδαιτικές, Ελλειψοειδείς.
30 / 31