geodéziai alapmunkálatok bsc
TRANSCRIPT
![Page 1: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/1.jpg)
Geodéziai alapmunkálatok BSc
2020/21: előadások: Ádám J., Rózsa Sz., Tóth Gy., Völgyesi L., Ambrus B.: MS Teams
gyakorlatok: Rózsa Sz., Tuchband T.
számítási gyakorlatok: MS Teams
alapismeretek, vonatkoztatási rendszerek és időrendszerek, függővonal iránymeghatározása, azimut meghatározás
alappontsűrítés GNSS technikával, transzformációs eljárások vízszintes és magassági alaphálózatok, gravimetria, INGA, 4D
geodéziaműholdas radar interferometria
![Page 2: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/2.jpg)
Tavalyi ütemterv
![Page 3: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/6.jpg)
Bevezetés
• Globális geodéziai alapok
• A Föld mozgásai
• Csillagászati alapok
• Égi koordináta rendszerek
![Page 7: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/7.jpg)
Globális geodéziai alapok
• A feladat helymeghatározás természetes és mesterséges égitestekre (ismert „alappontok”) végzett mérésekkel
• térbeli vonatkozások (helyzet, irány, méret, alak, mozgás, helyhez kötött egyéb információk, pl. nehézségi erő) mérése
![Page 8: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/8.jpg)
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
![Page 9: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/9.jpg)
Mérési technikák
![Page 10: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/10.jpg)
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.
![Page 11: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/11.jpg)
Felhasználói szolgálatok• az IVS keretében szervezett VLBI-állomások
globális hálózata,• az ILRS keretében szervezett SLR- és LLR-
állomások globális hálózata,• az IGS keretében szervezett GPS/GLONASSZ
követőállomások globális hálózata,• az IDS keretében szervezett DORIS-állomások
globális hálózata és • a BIPM időszolgálata
![Page 12: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/12.jpg)
Csillagászati alapok
• égitestek mozgása• csillagkatalógusok
![Page 13: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/13.jpg)
A csillagok látszólagos mozgása
égi pólus körüli látszólagos forgáspóluskörüli (cirkumpoláris) csillagok
kelés, delelés (kulminálás), nyugvás
nem látható csillagok
Láthatóság: Nap a horizont alatt
Nap látszólagos mozgásanapi pályaíve 8-16 óra között
![Page 14: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/14.jpg)
Oregon, USA
![Page 15: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/15.jpg)
Fényszennyezés
az Orion csillagkép nem fényszennyezett (bal oldali kép) illetve nagyvárosi fényszennyezett helyről (jobb oldali kép) fotózva
![Page 16: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/16.jpg)
A zöld és kék szín elfogadható minőségű eget jelent +6m-s határfényességgel. A sárga szín külvárosi jellegű ég általában 5m határfényességgel, néha jobb. A vörös és narancs szín városi, erősen fényszennyezett égboltot jelöl
![Page 17: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/17.jpg)
A csillagképeklátszólag összetartozó csillagok csoportjai
távolságuk nagyon különböző lehetelnevezésük mondabeli alakról vagy állatrólaz égbolt részterületeit is jelentik88 csillagkép, 3 betűs rövidítések (pl. UMi)
Csillagok megjelölésecsillagkép és görög betűk számok (fényesség alapján), pl
αUMinév (Poláris, azaz Sarkcsillag)csillagkatalógus jele és csillag sorszáma
Helyzet megadásaégi koordinátákkal jegyzékben (katalógus, évkönyv,
adatbázis)
![Page 18: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/19.jpg)
Frederik de Wit csillagtérképe (17. szd.)
![Page 20: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/23.jpg)
Csillagtérképeken található koordináták
● égi egyenlítői koordinátarendszer● forgástengely, égi egyenlítő síkja,
ekliptika síka● rektaszcenzió, deklináció
![Page 24: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/24.jpg)
égi egyenlítői koordináták
● α rektaszcenzió (0h – 24h)
● δ deklináció (-90° – +90°)
● ω forgástengely
● ♈ Tavaszpont
![Page 25: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/25.jpg)
Csillagászati programok
HNSKY
![Page 26: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/26.jpg)
HNSKY
![Page 27: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/27.jpg)
StellariumStellarium
![Page 28: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/28.jpg)
Csillagkatalógusokcsillagok koordinátái
asztrometriai módszerrel (pozíciós csillagászat)t0 vonatkoztatási időpontvonatkoztatási rendszer (csillagászati alaprendszer)közepes égi egyenlítői (ICRS) koordinátái: rektaszcenzió,
deklináció100 évre vonatkoztatott sajátmozgás
Fundamental KatalogFK4 (1963): 1535 alapcsillag (1950.0, 1975.0)FK5 (1988): 1535 alapcsillag (2000.0)
FK5(II) kiegészítés: további 3117 csillag
FK6 (2000): ICRF-el összekapcsolt rendszerben (FK5 + Hipparcos asztrometriai mesterséges hold, ESA, 1989-1993)
FK6(I): 878 csillag, FK6(III): 3272 csillag
![Page 29: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/29.jpg)
FK5 adatok
RA: rektaszcenzió
DEC: deklináció
RA, DEC PM: sajátmozgás
MAG: látszó magnitúdó
FK5 No. : katalógus szám
Spec: színképosztály
![Page 30: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/30.jpg)
FK6 katalógus csillagai
![Page 31: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/31.jpg)
Csillagkatalógusok 2.HIPPARCOS (ESA, 1997)
>9m, 118 218 csillag, 0.001" pontosság
SAO >9.5m, 258 000 csillag
Tycho-2 >9.5m, 2 563 686 csillag, 23 MB
GSC-I, II (Guide Star Catalog)6m-15m(21)m, 20(946) millió csillag
UCAC3 (2009), UCAC4 (2012) USNO CCD Astrometry C. >16m, 101 millió csillag (<0.02” 10m-14m), 2.4 GB
![Page 32: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/32.jpg)
Csillagkatalógusok 3.USNO-A 2.0, USNO B 1.0
>21m, 526/1043 millió csillag (<0.2” pontosság, 6/80 GB)
PPMXL >20m, 910,468,710 égi objektum (USNO-B1.0 és az
infravörös 2MASS katalógus kombinációja (39.4 GB)
GAIA (ESA) DR2: >21m, kb. 1.7 md égi objektum, 0.01 mas
<15m (200 TB, DR1)
![Page 33: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/33.jpg)
Tycho-2 katalógus
csillagsűrűség [csillag/négyzetfok]
![Page 34: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/34.jpg)
USNO A 2.0
GSC USNO A 2.0UCAC2
![Page 35: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/35.jpg)
GaiaESA asztrometriai űrprojektje
felbocsátása: 2013.12.19. (L2 Lagrange-pont)
5,5 éves mérési idő, >1 milliárd csillag, 70 mérés/csillag, 1 Gpixeles kamera
mérési pontosság: <10m : 7 µas, 0.000007” (hajszál 2000 km-ről, 100x pontosabb a Hipparcos-nál)
színkép, radiális sebesség
archivált adatmennyiség 1 millió GB (200 ezer DVD)
Gaia DR2 (2018): 1.3 md csillag helyzete, fényessége, > 7 millió csillag parallaxisa, mozgása (Gaia-CRF2)
végső katalógus: 2022
![Page 36: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/36.jpg)
Gaia Data Release 2Image credit: ESA
![Page 37: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/37.jpg)
Gaia – csillagok sűrűsége
2018 ápr. 25. (ESA)https://sci.esa.int/web/gaia/-/60170-gaia-s-new-map-of-star-density
![Page 38: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/38.jpg)
Kellenek-e ilyen részletes csillagkatalógusok?
egy 0.5°x 0.5°-os területet ábrázoló CCD felvételen látható csillagok (>14m) átlagos száma:
• Tycho-2: 2 50 (Tejút)
• GSC: 135 >100 (Tejút)
• UCAC3/4: 135 >100 (Tejút)
![Page 39: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/39.jpg)
Égi vonatkoztatási rendszer● a Föld térbeli tájékozásának meghatározása
● globális geodéziai módszerek igénylik● az égi pontok ismert helyzetének megadása
● mozdulatlan égi keretpontok● gyorsulásmentes (inerciális) rendszer
● Megegyezéses Inercia Rendszer (CIS, Conventional Inertial System)
● alapirányok● ω forgási szögsebesség vektora (égi pólus)● égi egyenlítő alapsíkjában a Tavaszpont iránya♈
![Page 40: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/40.jpg)
Nemzetközi Égi Vonatkoztatási Rendszer (International Celestial Ref. System, ICRS)
● Nemzetközi Csillagászati Unió (IAU) 1991-2001 között vezette be határozatok formájában
● keretpontok: korábban az FK5 csillagászati alapkatalógusban található 1535 alapcsillag
● keretpontok: 1998-tól extragalaktikus rádióforrások (kvazárok; észlelés: VLBI technika)
● origója: Naprendszer tömegközéppontja (Bc)● alapirányok (térben rögzítettek, nem változnak,
pontosságuk ± 20 μas (~0.7 mm a föld felszínén)● ~ω forgási szögsebesség vektora (égi pólus)
Égi Vonatkoztatási Pólus (CRP)● égi egyenlítő alapsíkjában a ~ Tavaszpont iránya♈
(3C27B rádióforrás = Hazard et al. FK5 (J2000.0))
![Page 41: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/41.jpg)
ICRS = közepes égi egyenlítői rendszer
● α rektaszcenzió (0h – 24h)
● δ deklináció (-90° – +90°)
● ω forgástengely
● ♈ Tavaszpont
● O Naprendszer
tömegközéppontja (Bc)
PICRS
~
~
![Page 42: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/42.jpg)
ICRF 1 (1997), ICRF 2 (2009), ICRF 3 (2018)
ICRF 1: 212 (608) rádióforrás
ICRF 2: 295 (3414) rádióforrás
![Page 43: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/43.jpg)
Az ICRF3-at 2018. augusztus 30-án Bécsben az IAU XXX. Általános Közgyűlésén fogadták el új alapvető égi vonatkoztatási keretként, mely 2019. január 1-től felváltotta az
ICRF2-t.
ICRF 3: 303 (4536) rádióforrás
![Page 44: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/44.jpg)
Az átmeneti koordináta-rendszer
![Page 45: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/45.jpg)
A horizonti koordináta-rendszer
észleléseink koordináta-rendszere
![Page 46: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/46.jpg)
Időbeli koordináta-változások● Precesszió● Precessziózavar (csillagászati nutáció)● Precesszió-nutáció modellek
● IAU 1980● IAU 2006/2000A
● átszámítás adott időpontra
r (t)=RN(t )⋅RP( t−t 0)r (t 0)
![Page 47: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/47.jpg)
Precesszió, nutáció (prec. zavar)
![Page 48: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/48.jpg)
Nutáció (IAU 1980)
["]
nap
Δε
Δψ
![Page 49: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/49.jpg)
IAU 2000A modell
![Page 50: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/50.jpg)
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 geodézia korszerű technikai eszközeit és
mérési módszereit alkalmazzák
![Page 51: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/51.jpg)
www.iers.org
![Page 52: Geodéziai alapmunkálatok BSc](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062312/62a7f6cf6b9a972339429839/html5/thumbnails/52.jpg)
IERS adatszolgáltatás