Kozmikus geodézia MSc 1-4 előadás: Tóth Gy. 5-13 előadás: Ádám J. 2 ZH: 6/7. és 12/13. héten (max. 30 pont) alapismeretek, csillagkatalógusok, koordináta- és időrendszerek, függővonal iránymeghatározása SLR, LLR, NNSS, DORIS, VLBI, Űr-VLBI szatellita altimetria, űrgravimetria, műholdradar szatellita geodézia geodinamikai alkalmazása, GGOS, szelenodézia, stb.
1. előadás • • • • •
A kozmikus geodézia feladata, felosztása A Naprendszer, a Föld mozgásai A kozmikus geodézia mérési technikái Égi és földi koordináta rendszerek Az égi és a földi koordináta-rendszerek kapcsolata • Az IERS tevékenysége
A kozmikus geodézia feladata • A kozmikus geodézia feladata helymeghatározás természetes és mesterséges égitestekre (ismert „alappontok”) végzett mérésekkel • térbeli vonatkozások (helyzet, irány, méret, alak, mozgás, helyhez kötött egyéb információk, pl. nehézségi erő) mérése
A kozmikus geodézia felosztása • észlelt égitest szerint – csillagokra végzett mérések: földrajzi helymeghatározás v. csillagászati geodézia – mesterséges holdakra végzett mérés: szatellita geodézia – más égitestekre illetve égi jelenségekre (pl. napfogyatkozás) végzett mérés
A kozmikus geodézia felosztása • meghatározandó hely szerint – Földön: geodézia (szűkebb értelemben) – Holdon: szelenodézia – bolygókon: planetáris geodézia
A kozmikus geodézia kapcsolatai • csillagászat – asztrometria • • • •
gömbi csillagászat (szférikus asztrometria) gyakorlati csillagászat (hely- és időmeghatározás) égi mechanika pályaszámítás
• geofizika – Föld forgása – Föld belső fizikai folyamatai – geodinamika
A kozmikus geodézia kapcsolatai • felsőgeodézia – égitestek alakjának és méretének meghatározása – égitestek térbeli tájékozása – égitestek nehézségi erőterének kutatása – felszíni pontok helymeghatározása
• navigáció – mozgó járművek (szárazföldi, tengeri, légi, bolygóközi) helyzetmeghatározása és irányítása
A Naprendszer
http://www.solarsystemscope.com/
A Föld mozgásai •
keringés a Nap (Naprendszer Bc) körül – ellipszis pálya – ekliptika síka – Tker = 365.24.... nap
•
forgás – – – – – –
iránya és nagysága is változik az időben szögsebesség változásai (perdület = áll.) irányváltozás: precesszió és csill. nutáció 25800 év, 50.3” / év IAU 1980 / 2000 precessziós és nutációs modellek pólusmozgás: szögseb. vektor és a földtest egymáshoz viszonyított helyváltoztatása – pólusvándorlás (0.15 m/év) - IERS
A kozmikus geodézia mérési technikái
Mérési eljárások • a mesterséges holdra és a Holdra vonatkozó lézeres távolságmérés (Satellite Laser Ranging, SLR és Lunar Laser Ranging, LLR), • nagyon hosszú alapvonalú rádióinterferometria (Very Long Baseline Interferometry, VLBI), • globális navigációs műholdrendszerek (Global Navigation Satellite Systems, GNSS; a GPS és a GLONASSZ) • a DORIS (Doppler Orbit Radiopositioning Integrated on Satellite) rendszer.
Felhasználói szolgálatok • az IVS keretében szervezett VLBI-állomások globális hálózata, • az ILRS keretében szervezett SLR- és LLRállomások globális hálózata, • az IGS keretében szervezett GPS/GLONASSZ követőállomások globális hálózata, • az IDS keretében szervezett DORIS-állomások globális hálózata és • a BIPM időszolgálata
Égi és földi koordináta rendszerek éves parallaxis
sajátmozgás
- precesszió - nutáció - pólusmozgás - GAST
ICRS = közepes égi egyenlítői rendszer ~ PICRS
~
ICRF 1 (1997), ICRF 2 (2009) ICRF 1: 212 (608) rádióforrás
ICRF 2: 295 (3414) rádióforrás
Precesszió, nutáció
Nutáció (IAU 1980) Δε
["] Δψ
nap
Nutáció korrekciója (IAU 1980)
valódi égi egyenlítői koordináták
Az átmeneti koordináta-rendszer
A horizonti koordináta-rendszer
A földi térbeli derékszögű koordináta-rendszerek
Geocentrum változása [mm] a) X koordináta b) Y koordináta c) Z koordináta 60 naponkéti geocentrum becslés SLR állomáskoordinátákból (X eltolás +30 mm, Y eltolás -30 mm)
Pólusmozgás, pólusingadozás
Nap hosszának változása [ms]
CIO-BIH rendszer
ITRS
ITRF állomások
http://itrf.ensg.ign.fr
geocentrikus helyvektor
ellipszoidi felületi koordináták
A térbeli derékszögű és az ellipszoidi felületi koordináták kapcsolata
A szintfelületi földrajzi koordináták
Az égi és a földi koordináta-rendszer kapcsolata
Az égi és a földi koordináta-rendszer kapcsolata éX ù = Ry (-xP ) × Rx (-yP ) × Rz (GAST) éxù ê ú ê ú êY ú ê yú êëZ úû ê ú Φ,Λ ëz û(α,δ)
Zenit
N P X = R ( x ) × R ( y ) × R (GAST) × R ( t ) × R (t) éxù é ù y P x P z ê ú ê ú êY ú ê yú êëZ úû ê ú ITRS ëz ûICRS
IERS • Nemzetközi Földforgási és Vonatkoztatási Rendszerek Szolgálat (International Earth Rotation and Reference Systems Service, www.iers.org) • megalakulása: 1987 (1895) • Az IERS fogalmilag meghatározza, és folyamatosan fenntartja a földi és égi vonatkoztatási rendszereket • Meghatározza a két vonatkoztatási rendszer közötti transzformációt, (földtájékozási paraméterek) • Erre a célra a kozmikus geodézia következő korszerű technikai eszközeit és mérési módszereit alkalmazzák
www.iers.org
IERS adatszolgáltatás
Földtájékozási adatok (EOP)
Póluskoordináták, UT1-UTC
Bulletin B – nap hossza (LOD)
Hosszú adatsorok UT1-UTC 2015.07.01
Hosszú adatsorok - pólusmozgás
