Theorie und Praxis globaler Bezugssysteme:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
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Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Frankfurt am Main
Verl. des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie
1999
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Schriftenreihe: | Deutschland / Bundesamt für Kartographie und Geodäsie: Mitteilungen des Bundesamtes für Kartographie und Geodäsie
13 |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 1999. - Zsfassung in engl. Sprache |
Beschreibung: | 178 S. Ill., graph. Darst., Kt. |
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adam_text | Titel: Theorie und Praxis globaler Bezugssysteme
Autor: Hase, Hayo
Jahr: 1999
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 9
2 Bezugssysteme 13
2.1 Zum Begriff Bezugssystem ...................................... 13
2.2 Physikalische Grundlagen........................................ 14
2.2.1 Allgemein Relativistische Grundlagen für Bezugssysteme................... 15
2.2.1.1 Riemannsche Geometrie................................ 16
2.2.1.2 Grundgesetze der Einst einsehen Dynamik...................... 17
2.2.1.3 Allgemeines Relativitätsprinzip............................ 18
2.2.1.4 Einsteinsche Feldgleiclmng.............................. 19
2.2.1.4.1 Newtonscher Grenzfall............................ 20
2.2.1.5 Metriktensor gaj.................................... 22
2.2.1.5.1 Liiiearisieruug der Fundamentalforni.................... 22
2.2.1.5.2 Metrik für eine rotationsfreie Erde..................... 23
2.2.1.5.3 Metrik für eine rotierende Erde....................... 24
2.2.1.5.4 Potenzreihenentwicklung des Metrikfensors................ 24
2.3 Grundlagen der Koordinateiigebung.................................. 20
2.3.1 Träger von Bezugssystemen................................... 26
2.3.2 Koordinatengebimg in der Raumzeit.............................. 27
2.3.3 Festlegung von lpN-Bezugssystemen.............................. 30
2.3.4 Relativistische Metrologie.................................... 31
2.3.4.1 Problem einer globalen Zeitskala........................... 32
2.3.4.1.1 Zusammenhang zwischen Eigenzeit und Koordinatenzeir ........ 32
2.3.4.1.2 Koordinatenzeitskalen............................ 33
2.3.4.2 Problem einer globalen Längenskala......................... 36
2.3.4.3 Problem der konsistenten Potentialbesfmunung................... 37
2.4 Modelle geodynamiseher Phänomene.................................. 39
2.4.1 Modelle zur Rotation der Erde................................. 41
2.4.2 Erdrotation in Xewtonseher Raumzeir............................. 42
2.4.2.1 Modelle zur Präzession und Nutation........................ 44
2.4.2.2 Modelle für GST und Polbewegung......................... 47
2.4.2.2.1 Eigenschwingungen der Erde........................ 47
2.4.3 Modelle zur Deformation der Erde............................... 49
Inhaltsverzeichnis
2.4.3.1 Aspekt Geopotential.................................. 49
2.4.3.2 Aspekt Geometrie................................... 50
2.4.3.2.1 Gezeiten der festen Erde.......................... 50
2.4.3.2.2 Ozeanische Auflasten............................ 50
2.4.3.2.3 Atmosphärische Auflasten.......................... 51
2.4.3.2.4 Postglaziale Heilungen............................ 51
2.4.3.2.5 Deformation wegen Polbewegung...................... 51
2.4.3.2.G Deformationen an Meßplattforinen..................... 52
2.4.4 Modelle zur Plattenbewegung.................................. 52
2.5 Realisierungen von Bezugssystemen................................... 53
2.5.1 Zälestische Bezugssysteme.................................... 56
2.5.1.1 International Celestial Reference Frame....................... 58
2.5.1.2 IERS Celestial Reference Frame........................... 61
2.5.1.3 USNO Radio Reference Frame............................ 62
2.5.1.4 HIPPARCOS-Katalog................................. 63
2.5.1.5 Fimdamentalkatalog der Fixsterne FK5....................... 64
2.5.1.6 Zusammenschau und Beurteilung .......................... 65
2.5.2 Terrestrische Bezugssysteme................................... 65
2.5.2.1 TERS Terrestrial Reference Frame.......................... 68
2.5.2.2 Beurteilung....................................... 70
2.5.3 Zielbestimnmng.......................................... 70
3 Prinzipien der Geodätischen Meßverfahren 72
3.1 Zeithaltuug................................................ 73
3.1.1 Parameter in der Zeit- und Frequenzhaltung.......................... 74
3.1.2 Cfisium-Frequenznormal..................................... 7(3
3.1.3 Wasserstoff-Maser-Frequenznormal............................... 78
3.2 VLBI ................................................... 79
3.2.1 Post-?vewfoiisehes Modell für den Delay............................ 83
3.2.1.1 Baryzentrischer Delay................................. 84
3.2.1.2 Geozentrischer Delay ................................. 86
3.2.1.3 Lokaler Delay ..................................... 89
3.2.1.3.1 Vergleich mit IERS Conventions 1906................... 91
3.2.1.4 Atmosphärischer Delay................................ 92
3.2.1.5 Instrumentelle Beiträge zum Delay.......................... 93
3.2.1.6 Delays «lurch ausgedehnte Quellen.......................... 94
3.2.1.6.1 Beispiel Radioquelle 0552+393....................... 98
3.2.1.7 YLBI Delay ...................................... 98
Inhaltsverzeichnis
3.2.2 Signalverarbeitung im Radiointerferometer .......................... 100
3.2.2.1 Signalstruktur..................................... 100
3.2.2.2 Signalverarbeitung auf der Meßplattform...................... 101
3.2.2.2.1 Phasenkalibriersystem............................ 104
3.2.2.2.2 Kabelverzögerungsmeßsystem........................ 105
3.2.2.3 Signalverarbeitung im Korrelator........................... 105
3.2.2.3.1 Grundlagen der Korrelation......................... 107
3.2.2.3.2 Frequenzumsetzung vom Radiofrequenz- zum Videofrequenzbereich . . 109
3.2.2.3.3 Signalanpassung für die Kreuzkorrelation................. 109
3.2.2.3.4 Mehrkaiialmterferometrie.......................... 111
3.2.3 Instrumentelle Parameter bei VLBI .............................. 112
3.2.3.1 Konstruktionselemente von Radioteleskopen.................... 114
3.2.3.2 Systemtemperatur. Signal-Rauschverhältnis und SEFD.............. 117
3.2.3.2.1 Parameter geodätischer Radioteleskope.................. 120
3.2.3.2.2 Signal-Rausch-Verhältnis und SEFD im Interferometer......... 120
3.3 SLR..................................................... 121
3.4 Satellitengestütze Mikrowellenverfahren................................ 125
3.4.1 GPS................................................ 125
3.4.1.1 GPS-Signarverarbeitimg................................ 125
3.4.2 DORIS .............................................. 130
3.4.3 PRARE.............................................. 131
3.5 Gravimétrie................................................ 133
3.0 Pegel.................................................... 133
3.7 Meteorologie ............................................... 133
3.8 Seismographie............................................... 134
3.9 Lokale Einmessung der Sensoren.................................... 134
4 Meßplattformen für globale Bezugssysteme 137
4.1 Fimdameiitalstationen..........................................137
4.2 Transportables Integriertes Geodätisches Observatorium.......................140
4.2.1 VLBI-Modul...........................................141
4.2.2 SLR-Modul............................................145
4.2.2.1 Laser-Teleskop.....................................145
4.2.2.2 Optische Sende- und Empfangseinheit........................146
4.2.3 Grund-Modul...........................................14S
4.2.4 Wartungsmodul..........................................149
4.2.5 Energiemodul ...........................................140
4.3 Zur Standortfrage von TIGO......................................150
Inhaltsverzeichnis
5 Methode zur optimalen Neupunktfindung in globalen Bezugssystemen 152
5.1 Optimierung geodätischer Netze .................................... 152
5.2 Voronoi-Diagramme........................................... 154
5.3 Verdichtung des globalen Bezugssystems mit Fundamentalstationen................. 156
5.3.1 Bestimmung eines 1. TIGO-Standortes............................. 157
5.3.2 Bestimmung eines 2. TIGO-Standortes............................. 158
5.3.3 Bestimmung eines 3. TIGO-Standortes............................. 159
5.3.4 Bestimmung eines 4. TIGO-Standortes............................. 161
5.3.5 Bestimmung eines 5. Standortes für eine Fundamentalstation................ 163
5.3.6 Beurteilung............................................ 164
5.4 Quantifizierung eines Gewinns durch Neupunkte ........................... 164
5.4.1 Standortwahl nach der Methode der Volumenapproximation und Flächenapproximation . 164
5.4.2 Erzielbare Gewinne durch neue Fundamentalpunkte..................... 165
5.5 Beurteilung der ermittelten Standorte................................. 160
6 Ausblick
Literaturverzeichnis
Symbolverzeichnis
Dank 178
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