51
zbog toga što precesija i nutacija mijenjaju prostornu orijentaciju koordinatnihosi neophodno je pri definiranju koordinata nebeskih tijela istaknuti na koji setrenutak (epohu) koordinate odnose
PRECESIJSKO-NUTACIJSKO
GIBANJE
52
• parametri Δψ, Δε
(duljina i nagib trenutačne rotacijske osi), u kombinaciji s modelom precesije i nutacije definiraju orijentaciju rotacijske osi prema nebeskom referentnom okviru (CRF), odnosno fiksiraju trenutačnu
rotacijsku os u odnosu na CRF
PRECESIJSKI
KOEFICIJENTNUTACIJSKE
KOMPONENTE/PARAMETRI• nutacijski
parametri mogu biti procijenjeni višednevnih opažanja
kao devijacije (otklon/fluktuacije) od modela
• precesija
ne može biti procijenjena• iz više od 10 godišnjih opažanja
mogu biti separatno utvrđene 18,6 i 9,3 godišnje periodičke komponente
nutacije
i precesijski
koeficijent
ODREĐIVANJE/KONTROLA MODELAPRECESIJE
I NUTACIJA
53
• DORIS
• GNSS: GPS, GLONASS, GALILEO
• SLR, LLR
• VLBI
• HIPPARCOS, HST, ISS• milisekundni
pulsari
SUVREMENI/MODERNI MJERNI SUSTAVI U SATELITSKOJ I SVEMIRSKOJGEODEZIJI I ASTROMETRIJI
54
GPS -
"MOĆNA" TEHNIKA ZA NAVIGACIJU I 3D POZICIONIRANJE - ODREĐIVANJE KOORDINATA TOČAKAGPS - "NAJPRECIZNIJI SAT" ODREĐIVANJE (i/ili SINKRONIZACIJA) VREMENA
GLOBAL POSITIONING
SYSTEM
GNSS: GPS, GLONASS, GALILEO
SUVREMENI/MODERNI MJERNI SUSTAVI U SATELITSKOJ ISVEMIRSKOJ GEODEZIJI I ASTROMETRIJI
NAMIJENJEN GLOBALNOM
POZICIONIRANJU
KOJI OMOGUĆUJE KORISNICIMA NA MORU, KOPNU I U ZRAKU ODREĐIVANJE:3D
POZICIJE (ϕ, λ
i h), BRZINE I TOČNOG VREMENA
55
-
sateliti -
DORIS
instrumenti -
DIODE navigacijska programskapodrška
-
mreža preko 60-ak
permanentnih (orbitografskih) signalnih stanica
-
kontrolno središte + 2 glavne signalne stanice
SVEMIRSKI I ZEMALJSKI DIO SUSTAVA DORIS
DDoppleroppler OOrbitographyrbitography andandRRadiopositioningadiopositioning IIntegratedntegrated byby SSatelliteatellite
DOPLEROVSKI
SUSTAV ZA PRAĆENJE SATELITA SA SVRHOM PRECIZNIH ODREĐIVANJA ORBITA I POLOŽAJA SIGNALNIH STANICA I PRECIZNOG
POZICIONIRANJA
NA ZEMLJI
56
• globalna mreža oko 60-ak
permanentnih autonomnih signalnih
stanica• određivanje apsolutnih 3D
koordinata u ITRS• Zemljini orijentacijski parametri: gibanje Zemljinih polova• referentne visine za određivanje razine mora i njezine varijacije• Zemljino polje sile teže, gibanje geocentra• ...
57
ODREĐIVANJE PRECIZNIH SATELITSKIH ORBITA:Topex/Poseidon, Jason-1, 2, Spot, Envisat
→ altimetrija: srednja razina mora
TOČNOST DORIS SUSTAVA
• određivanje/izračun vrlo precizne orbite nije trenutačno
• točnost izračuna satelitskih orbita raste s vremenom odnosno količinom prikupljenih
mjerenja (suvremena mjerenja):
za 3 sata rms
= 10 cm, za 3 dana rms
= 4 cm, za 30 dana rms
= 2,5 cm,
s ciljem povećanja točnostido 1 cm
58
određivanje geocentričkih
koordinata
(Φ, Λ) laserskih
stajališta iz najpreciznijihlaserskih mjerenja
udaljenost do satelitai
Mjeseca
ZEMALJSKI I SVEMIRSKI DIO SLR
SUSTAVA
SSATELLITEATELLITE LLASERASER RRANGINGANGING
NAJPRECIZNIJE MJERENJE UDALJENOSTI IZMEĐU ZEMLJEI OPAŽANOG SATELITA LASERSKIM MJERNIM SUSTAVOM, ODNOSNO MJERENJE TRENUTAČNOGVREMENA PUTOVANJA/LETA ULTRAKRATKOG LASERSKOG IMPULSA IZMEĐU ZEMALJSKOG STAJALIŠTA (LASERSKOG TELESKOPA) I OPAŽANOG SATELITA (RETROREFLEKTORA)
59
ZEMALJSKI I SVEMIRSKI DIO LLR
SUSTAVA
LLUNARUNAR LLASERASER RRANGINGANGING
• određivanje geocentričkih
koordinata (Φ, Λ)
laserskih stajališta iz najpreciznijih laserskih
mjerenja udaljenost do satelita i Mjeseca
nekoliko stotina reflektora na Mjesečevoj površini postavljenihu
Apollo
i Luna misijama
60
TOČNOST SLR/LLR
JE STROGO KORELIRANA S DULJINOMI REZOLUCIJOM LASERSKOG IMPULSA
I. gener. SLR
duljina impulsa 10 do 40 ns,
točnost 1-6 mII. gener. SLR
duljina impulsa 2 do 5 ns,
točnost 30-100 cmIII. gener. SLR
duljina impulsa 0,1 do 0,2 ns
točnost 1-3 cmNOVA gener. duljina impulsa 100 do 200 ps
točnost 1-3 mm
61
VVERYERY LLONGONG BBASELINEASELINE
IINTERFEROMETRYNTERFEROMETRY
astrofizički VLBI: registriranje i dobivanje slike kompaktnog radioizvora
GEODETSKI VLBI
GEOMETRIJSKA METODA ODREĐIVANJA DULJINE I ROTACIJE
(ORIJENTACIJE) VRLO DUGE BAZE U ODNOSU NA IZVANGALAKTIČKI RADIOIZVOR, MJERENJEM VREMENA KAŠNJENJA/ZAOSTAJANJA
PRIMLJENOG VALNOG FRONTA IZVANGALAKTIČKOG
RADIOIZVORA NA DVIJE ILI VIŠE ANTENA VLBI
BAZE
62
a) faznog kašnjenja (faznog pomaka)
b) grupnog (skupnog) kašnjenja
VREMENSKO KAŠNJENJE/ZAOSTAJANJE (RAZLIKA U VREMENU DOLASKA VALNOG FRONTA NA DVIJE
PRIJAMNE ANTENE Δt) ODREĐUJEMO IZ MJERENJA
Δt = (N + λ/2π)/f
Δt
= (1/2π) dλ/df
63
• ANTENA (RADIOTELESKOP)• SUSTAV ZA UPRAVLJANJE, MJERENJE
I ZAPISIVANJE PODATAKA
• FREKVENCIJSKI
I
SATNI STANDARD
(ATOMSKI SAT I FAZNI OSCILATOR)
• KORELATOR
-
SUSTAV ZA KORELIRANJE
PODATAKA
• SUSTAV ZA KALIBRACIJU• SUSTAV ZA PRIKUPLJANJE ATMOSFERSKIH (METEOROLOŠKIH) PODATAKA
• VLBI
SATELIT(i)
ZEMALJSKI I SVEMIRSKI DIO VLBI
SUSTAVA
64
UPRAVLJAČKI URED: upravljanje, prikupljanje (mjerenje), zapisivanje i
koreliranje
podataka
JEDINICA ZA SNIMANJE
FREKVENCIJSKI STANDARD
KORELATOR
ATOMSKI SAT
ZEMALJSKI I SVEMIRSKI DIO VLBI
SUSTAVA
65
ZEMALJSKI I SVEMIRSKI DIO VLBI
SUSTAVA
TDRSS
• ZEMALJSKI VLBI
SUSTAV (ground-based
VLBI)
• ZEMALJSKO-SVEMIRSKI VLBI
SUSTAV (space-ground
VLBI) → svemirski VLBI
• SVEMIRSKO-SVEMIRSKI VLBI
SUSTAV (space
VLBI)
66
STATIČNI I TRANSPORTABILNI
VLBI
TELESKOPI
TIGO
-
Transportable
Integrated
Geodetic
ObservatoryBKG
-
Bundesamt
fur
Kartographie
und
Geodasie
(nekadašnji IfAG), Wettzell, Njemačka
67
VVERYERY
LLONGONG
BBASELINEASELINE
IINTERFEROMETRYNTERFEROMETRY
((VLBIVLBI))VVERYERY
LLONGONG
BBASEASE
AARRAYRRAY
((VLBAVLBA))
HOBART
HARTEBEESTHOEK
BOLOGNA CRIMEAWETTZELL
SHANGHAI
URUMQI
SAO PAOLO
YELLOWKNIFE
SAINT CROIX
PIE TOWN
OWENS VALLEY
ONSALA
NY ALESUND
GREENBANK
NOTO
MAUNA KEA
N. LIBERTY
MATERA
KITT PEAK
LOS ALAMOS
KASHIMA
EFFELSBERG
MADRIDWESTFORD
FT. DAVIS
FAIRBANKS
TID BINBILLA
američki dugobazisni
radiointerferometrijski
niz (VLBA): 10 identičnih 25 m radioteleskopa
(240 t) od Havaja, uzduž američkog terotorija
do Djevičanskih otoka (>
8000 km)(razlučivost sustava do 0,0002″)
National
Radio Astronomy
ObservatoryVery
Long
Baseline
Arrayhttp://www.vlba.nrao.edu/
68
Europska geodetska VLBI
mreža: 9 (10) radioteleskopa
od 14 m do 100 m
EEUROPEANUROPEAN
VVLBILBI
NNETWORKETWORK
((EVNEVN))
http://www.evlbi.org/
69
globalni VLBI
nizovi (globalna, svjetska VLBI
mreža)VLBA
+ EVN
+ APT
+ AT-LBA
+ ...
GLOBAL GLOBAL VLBIVLBI
ARRAYARRAY
70
• realizacija, održavanje i popunjavanje nebeskog i zemaljskog referentnog
okvira (određivanje koordinata quasara
i radioteleskopa)
• određivanje zemljinih
orijentacijskih parametara
(gibanje polova,
nejednolikost Zemljine rotacije,
kontrola modela precesije
i nutacije)
• spajanje/povezivanje nebeskog i zemaljskog referentnog sustava/okvira
(TRF
↔ EOP
↔ CRF)
• određivanje/praćenje promjena duljina vrlo dugih baza i promjena
položaja stajališta• ...
SUVREMENI/MODERNI MJERNI SUSTAVI U SATELITSKOJ I SVEMIRSKOJGEODEZIJI I ASTROMETRIJI
71
TEHNIKA/
SUSTAV
JEDINSTVENIPRODUKTI
OPĆIPRODUKTI
GEOZNANSTVENA
PRIMJENA
POTPORA
VLBI nebeski referentni okvir CRF
(položaji radioizvora), Zemljina rotacija (UT1
–
UTC), precesija
i nutacija
gibanje pola, terestrički
referentni okvir (TRF)
tektonika ploča, deformacije Zemljine kore, praćenje razine mora
GPS, SLR, DORIS, PRARE, svi sateliti za daljinska istraživanja, svi komunikacijski sateliti u CRF, EOP, modeli precesije
i nutacije
SLR
LLR
model statičkog geopotencijala, dinamički geopotencijal, središte masa (geocentrički
položaj), određivanje orbita (za sve satelite s reflektorima)udaljenost i orjentacija
gibanje pola, terestrički
referentni okvir (TRF), UT1-UTC
tektonika ploča, deformacije Zemljine kore, praćenje razine mora, Zemljin model
GPS, SLR, DORIS, PRARE, svi sateliti za daljinska istraživanja, svi komunikacijski sateliti u TRF, EOP, određivanje orbita za potporu altimetrijskim
satelitima
GPS određivanje orbita GPS satelita, određivanje orbita satelita na kojima je ugrađen GPS
prijamnik, progušćavanje
TRF
gibanje pola, terestrički
referentni okvir (TRF), UT1-UTC
tektonika ploča, deformacije Zemljine kore,praćenje razine mora, GPS
meteorologija
kolokacija
VLBI
i SLR
stajališta, određivanje orbita za potporu altimetrijskim
satelitima, TRF
za potporu svim satelitima za daljinsko istraživanje, svi komunikacijski sateliti
DORIS određivanje orbita terestrički
referentni okvir (TRF)
potpora orbiti satelita za altimetriju, praćenje razine mora, gibanje/cirkulacija oceana
72
• od 1972. koordinate pola neredovito određivane VLBI• od kraja 1980. redovni program opažanja• od siječnja 1984. predikcija
u petodnevnim intervalima
• PRECIZNOST ODREĐIVANJA xp
, yp
: 0,001" -
0,002" (red veličine točnije od klasičnih optičkih određivanja, danas i bolje)
GIBANJE POLOVA
73
• od 1972. - povremeno određivane varijacije UT0
ili UT1• od 1985. -
kompletne serije dnevnih UT1
procjena
NEJEDNOLIKOST ROTACIJE
75
KONTROLA
MODELA PRECESIJE KONTROLA I ODREĐIVANJE VARIJACIJA NUTACIJE• nutacija
–
teorija/modeli (ponekad primijenjene male varijacije/fluktuacije koje omogućuju korekciju modela)
• precesija
–
teorija/modeli
76
PRAĆENJE PROMJENE DULJINE BAZE I PROMJENE POLOŽAJA STAJALIŠTA
• promjene duljine baze WESTFORD (SAD) –
WETTZELL
(Njemačka) /5995,325 km/
• VLBI
opažanja su potvrdila produljenje baze za oko 40 cm u periodu od 1984. -
2006. ("otvaranje dna Atlanskog
oceana)"
77
izvor crteža: http://www.britannica.com/clockworks/
SUNČANAURA
PJEŠČANAURA
URANJIHALICA
URA S OPRUGOMI NEMIRNICOM
SHORTTOVA
URA
OD GNOMONA
DO ATOMSKE URE
78
1921. g. , J. Horton, W. Marrison
- započinju istraživati i razvijati
kvarcnu uru
1928. g.
-
konstruiran prvi kvarcni oscilator
oscilator
djeliteljfrekvencije
cezijev
atomski snop
cezijevizvor
magneti
detektor
servomehanizam
izvor crteža: http://www.britannica.com/clockworks/
1948.-49.
g.
National
Bureau
of
Standards, Washington
1955. g.
Essen
-
konstruira atomsku uru
-
Essen
i Parry
počinju mjeriti
vrijeme sa cezijevom
atomskom urom
OD GNOMONA
DO ATOMSKE URE
79
NIST-F1
primary
frequency
standardsNational
Institute of
Standards
and
Technology
(Boulder, SAD), NIST–F1
mlazni (snopni) cezijev atomski sat, “atomska fontana”
nesigurnost 3-4
×
10-16
NIST
–
NASA –
JPL: PARCS
–
Primary
Atomic
Reference Clock
in
SpaceESA: ACES
–
Atomic
Clock
Ensemble
in
SpacePOBOLJŠANJE PRECIZNOSTI STANDARDA VREMENA NA ZEMLJI DO 10-17
DO
10-18
I KOMPARIRANJE TIH SATOVA S NACIONALNIM FREKVENCIJSKIM STANDARDIMA TEHNIKOM MIKROVALNOG LINKA I PRIJENOS VREMENA GPS-om
80
POSTUPAK PRIJENOSA/USPOREDBE VREMENA ISTODOBNIM
DOGLEDANJEM/PRIMANJEM VREMENSKIH SIGNALA GPS SATELITA NA DVA
STAJALIŠNA PRIJAMNIKA
Common-View
GPS Time Transfer
81
MILISEKUNDNI
PULSARI
KAO SATOVI PULSARI
SU ZBOG SVOJE DUGOROČNE STABILNOSTI PERIODA PULSIRANJA
POTENCIJALNI REFERENTNI “SATOVI”
PA MOGU BITI UPOTREBLJENI
ZA
ISTRAŽIVANJA STABILNOSTI
ATOMSKIH SATOVA NA ZEMLJI
82
MULTIDISCIPLINARNA GEOZNANSTVENA
ISTRAŽIVANJA
najpreciznija određivanja geometrijskih i fizikalnih globalnih Zemljinih koordinata (odnosno određivanja geometrijske i fizikalne Zemljine površine) omogućuju mnogostruku primjenu i interpretaciju i u drugim geoznanostima
GEOGRAFIJAGEOFIZIKAGEOSEIZMIKAGEOMAGNETIZAMGEOLOGIJAGEODINAMIKA...
Top Related