Sat Geodesy 1 Review - NTUAusers.ntua.gr/ddeli/satgeodesy/Notes/Sat_Geodesy_1_Review.pdf · δορυφόροι SLR – GEOS-3 (1974, μαζί με αλτίμετρο ραντάρ)

1

∆. ∆εληκαράογλου, ΣΑΤΜ, ΕΜΠ – Επισκ. Καθ. ΤΕΠΑΚ

∆ορυφορική ΓεωδαισίαΤΕΠΑΚ, Σχολή Πολιτικών Μηχ. /

Τοπογράφων Μηχ. και Μηχ. Γεωπληροφορικής

6ο Εξάμηνο 2011-12

∆ιδάσκων: ∆. ∆εληκαράογλου

Ιστοσελίδες μαθήματος:http://users.ntua.gr/ddeli/tepak/satgeodesy/


Μια σύντομη αναδρομή στην πορεία προς τα σημερινά συστήματα και

γεωδαιτικές δορυφορικές τεχνολογίες

Μια σύντομη αναδρομή στην πορεία προς τα σημερινά συστήματα και

γεωδαιτικές δορυφορικές τεχνολογίες

2


Χαρακτηριστικά ορόσηματης ∆ορυφορικής Γεωδαισίας

Τέσσερεις κύριες φάσεις εξελίξεων:• 1958-1970: ανάπτυξη βασικών μεθόδων δορυφορικών

μετρήσεων και ανάλυσης. • 1970-1980: Σημαντικές επιστημονικές εφαρμογές και

ανάπτυξη νέων γεωδαιτικών μεθόδων παρατήρησης των δορυφόρων: SLR, Doppler(TRANSIT) και δορυφορική αλτιμετρία.

• 1980-1993: Επιχειρισιακή χρήση δορυφορικών τεχνικών στη γεωδαισία, γεωδυναμική και τοπογραφία(πρώτα σημαντικά αποτελέσματα με GPS, ανανέωση ενδιαφέροντος για τις αστρομετρικές μεθόδους)

• 1993-σήμερα: Εκτεταμένη χρήση του GPS; Αλτίμετρα, Συνθετικό Ραντάρ (SAR) – συνεχώς βελτιούμενες νέες αποστολέςTOPEX, ERS-I, ERS-II, ENVISAT, ..., GALILEO.

D. Delikaraoglou, NTUA

4 Οκτωβρίου, 1957... ... Η απαρχήΗ απαρχή της διαστημικής εποχήςτης διαστημικής εποχής

3


Sputnik-1...Ο συντροφικός ταξιδιώτης της Γης

Βασικός στόχος• Η μελέτη του πεδίου της γήινης βαρύτητας, ως συμβολή στο Διεθνές Έτος Γεωφυσικής

Πρωτοποριακά επιτεύγματα• Παρατηρήθηκε το φαινόμενο Doppler

• Τα ραδιοσήματα του, σε δύο συχνότητες 20.005 and 40.002 MHz, χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη της ιονόσφαιρας


1957-1963

• Vanguard 1 (1958), ο αρχαιότερος σήμερα σε τροχιά δορυφόρος

• Explorer 1 (Ιαν. 1958), ο πρώτος αμερικανικός δορυφόρος.

• ΑΝΝΑ 1B (1962), ο πρώτος πραγματικά γεωδαιτικός δορυφόρος (με Laserκατάφωτα, Doppler, SECOR, φώτα)

• Echo 1 (1960)

4


1957-1963 ...• “Geodetic Applications of

Observations of the Moon, Artificial Satellites and Rockets” (George Veis, Ph.D., OSU, 1958)

• Smithsonian Astrophysical Observatory, Καίμπριζ, Mass.(Βοστώνη) – απαρχή της δορυφορικής Γεωδαισίας με τη δημιουργία των καμερών Baker-Nunn (satellite tracking cameras)


1957-1963 ...• Baker-Nunn, oι πρώτες κάμερεςπαρακολούθησης δορυφόρων (1957)

• Περίπου 12 ανά τον κόσμο, σε λειτουργία από το Smithsonian Astrophysical Observatory

• Πρώταδιηπειρωτικής κλίμακας γεωδαιτικά δίκτυα

5


1957-1963 . . .• Φωτογράφηση των δορυφόρων με φόντο τα αστέρια

• Μετρήσεις διευθύνσεων στο χώρο

• Πρώτοι υπολογισμοί του σχήματος της Γης

• J2 (1957)• J3 (1959)• J12 (1961)


1957-1963 . . .• Βαλλιστικέςκάμερες (1962)

• Πρώτα συστήματα Doppler (1958) –Σταθμοί TRANET (1959)

• Ο πρώτος δορυφόρος TRANSIT (1960)– Ακρίβεια εντοπισμού 20-100 m (ίδια περίπου με εκείνητων οπτικών συστημάτων)

6


1964-1970• Echo 2 (1964)• Passive Geodetic

Satellite, PAGEOS (1966)

• Σύστημα TRANSIT– ∆ορυφόροι OSCAR– Πρώτοι φορητοί δέκτες

(Geoceiver)– Ακρίβεια (το 1965)

• 20m (Απόλυτη)• 10m (Σχετική)

– Πρώτα αποτελέσματα για τη κίνηση του γήινου πόλου (1969)


1964-1970 …• Σειρά δορυφόρων SLR

– Beacon – B (1964)– Diademe-1, -2 (1967– GEOS-1, -2 (1970)

• Μόνιμοι Σταθμοί SLR

• Πρώτα μεταφερόμενα συστήματα, Mobile SLR/MOBLAS (1967)

• Μοντέλα πεδίου βαρύτητας (Standard Earth Models)– Cnm, n=m=8

7


1964-1970 . . .• Κατάφωτα λέιζερ στη Σελήνη από τις πτήσεις Apollo 11(1969), 14, 15

• Συστήματα LLR• Ταυτόχρονες καμπάνιες μετρήσεων από οπτικά συστήματα και SLR/LLR

• World Geodetic System, WGS-66


1971-1977• Τέλος των οπτικών συστημάτων – Ακρίβεια 20 m / 5 m– 12 κάμερες BC-4– 1ο παγκόσμιο γεωδαιτικό δίκτυο από 45 σταθμούς

• Συστήματα Doppler– Ακρίβεια 1 m / 0.5 m

8


1971-1977 ... • Γεωδαιτικοίδορυφόροι SLR– GEOS-3 (1974, μαζί με αλτίμετρο ραντάρ)

– Starlette (1975)– LAGEOS-1 (1976)

• Ακρίβεια των SLR– Από 30 cm το 1971– Σε 5 cm το 1977– Nd-Yag και ψηφιακές τεχνικές ανάλυσης


1971-1977• Πρώτοι δορυφόροι με αλτίμετρα ραντάρ– SKYLAB (1973)– Geos-3 (1974)– Μελέτη των ωκεανών

• Ραγδαία βελτίωση των μοντέλων του γήινου πεδίου βαρύτητας– GEM4 (n=m=16), 1972– GEM8 (n=m=25), 1976– WGS-72

9


• ΠρογράμματαTIMATION (από το 1964) και 621Β ενοποιούνται NAVSTAR /GPS

• NTS-1 (Timation III)– Χρονόμετρα Rubidium

• NTS-2 1οςδορυφόρος GPS(1977)

1971-1977 ...


1978-1984• Doppler

– OSCAR NOVA– Ακρίβεια 1 m / 0.25 m

• SEASAT (1978)

• Μεταφερόμενασυστήματα SLR 2ης γενιάς – MOBLAS 4,…, 8– TLRS (1979)– MTLRS – 10/5 cm 4 cm

10


1978-1984 ...• Πρόγραμμα Crustal

Dynamics (NASA)1979-91– Πολυετής διεθνής συνεργασία

– Εντατικές καμπάνιες μετρήσεων VLBI και SLR

• Περαιτέρω βελτίωση των μοντέλων του πεδίου βαρύτητας– GEM10B (n=m=36), 1978– OSU81 (n=m=180), 1981– GPM2 (n=m=200), 1984


1978-1984 ... • Πρόγραμμα MERIT

– 1983-84– SLR/LLR, VLBI,

Doppler– Υπηρεσία μελέτης της Περιστροφή της Γης

• Σταδιακή ανάπτυξη του GPS– 6 δορυφόροι (1980)– Πρώτοι φορητοί γεωδαιτικοί δέκτες (1979-1982)

– Ακρίβεια 50 / 10 cm

11


1985-1995• Οι τελευταίοι των δορυφόρων Doppler TRANSIT (1986-88)

• Νέοι δορυφόροι SLR– Meteor & Ajisai, 1986– Etalon 1 & 2, 1989

• GPS 11 (1985)• Το ατύχημα του δ.λ.

Challenger (1986)επιπτώσεις στο GPS– Επόμενοι GPS Block II δορυφόροι (1989)


1985-1996 ...• 2η γενιά δορυφόροι

GPS (Block II, IIR)– 24 δορυφόροι (1993

– Σκόπιμη υποβάθμιση της ακρίβειας Επιλεκτική ∆ιαθεσιμότητα (SA)

– Τεχνικές ∆ιαφορικού GPS ( < 5 m )

– Γεωδαιτικές τεχνικές σχετική ακρίβεια

από 1 έως 0.1 ppm

12


1985-1998 ... • Νέα γενιά δορυφόρων με αλτίμετρα ραντάρ– GEOSAT (1985)– ERS-1 (1991)– TOPEX/Poseidon (1992)– ERS-2 (1995)– GFO (1998)

• Ακρίβεια από– 10 cm (GEOSAT) – 2 cm (ERS-2, TOPEX)

• Νέες εφαρμογές γεωδαισίας των θαλασσών


1998-2000• ∆ιακοπή της Επιλεκτικής ∆ιαθεσιμότητας Μοναδικές δυνατότητεςεφαρμογών εντοπισμού μευψηλή ακρίβεια, γρήγορακαι χαμηλό κόστος

• Ολοκληρωμένα συστήματαGPS με άλλεςδορυφορικές τεχνολογίες– Εφαρμογές στηνναυσιπλοΐα και αεροπλοΐα

– Global Navigation Satellite Systems (GNNS)

13


2001 - ?? • Νέα γενιά δορυφόρων με αλτίμετρα ραντάρ– Συστηματική μελέτη των θαλασσών

– TOPEX/Poseidon + Jason-1 (2001)

– ENVISAT– ICESAT


2002 - ??

ΣύγκλισηΣύγκλιση τεχνολογιών τεχνολογιών GPS/Galileo, GIS, GPS/Galileo, GIS, Internet,Internet, ....

14


2002 - ??

ΥπηρεσίεςΥπηρεσίες Αξιοποίησης της Αξιοποίησης της γεωγραφικής θέσηςγεωγραφικής θέσης

Location Location Based Based ServicesServices


Σήμερα … σε εξέλιξη• Εκμοντερνισμός του GPS (GPS 3ηςγενιάς)

• Το ευρωπαϊκό σύστημα εντοπισμού καιπλοήγησης GALILEO

15


2004 - …


Χρονοσειρές -> διαχρονικές μεταβολές

ΧρονοσειρέςΧρονοσειρές --> > διαχρονικές διαχρονικές μεταβολέςμεταβολές

16


2004 - …

ΤιΤι πληροφορία πληροφορία περιέχουν οι περιέχουν οι γεωδαιτικές γεωδαιτικές χρονοσειρέςχρονοσειρές??

ITRFITRF


2004 - …Η συμπεριφορά του σεισμικού κύκλου• Interseismic/Μεταξύ σεισμών: γραμμική μεταβολή (κίνηση) σε

συγκεκριμένα σημεία, ως συνάρτηση του χρόνου => σταθερή ταχύτητα

• Coseismic: απότομη μεταβολή στις χρονοσειρές, ανάλογα με το μέγεθος και το βάθος του σεισμικού ρήγματος

• Postseismic/Μετά τους σεισμούς: αναπροσαρμογές του γήινου φλοιού (ολίσθηση, χαλάρωση, …), που σχετίζονται με τους τεκτονικούς μηχανισμούς και τη ρεολογία του φλοιού

Documents

Sat Geodesy 1 Review - NTUAusers.ntua.gr/ddeli/satgeodesy/Notes/Sat_Geodesy_1_Review.pdf · δορυφόροι SLR – GEOS-3 (1974, μαζί με αλτίμετρο ραντάρ)