Ugrás a tartalomhoz

Geodézia 1., A helymeghatározás alapjai

Gyenes Róbert (2010)

Nyugat-magyarországi Egyetem

1.5 A helymeghatározás végrehajtásának módszerei

1.5 A helymeghatározás végrehajtásának módszerei

A helymeghatározás végrehajtásának módszereit három fő csoportba osztjuk. Ezek a

  • földi módszerek,

  • távérzékelés,

  • és a műholdas helymeghatározás.

Földi módszerek esetén a koordináták meghatározásához vízszintes és magassági szögeket, valamint távolságot mérünk. A szögmérés végrehajtására szolgáló műszert teodolitnak nevezzük. A távolságok megmérése mérőszalaggal vagy távmérővel történik. A mai műszerekben egyesítik a szögmérő és a távmérő egységet, azaz a teodolitot és a fizikai távmérőt. Ezeket a műszereket mérőállomásoknak nevezzük. A mérőállomások jellemzője, hogy lehetővé teszik a mérési eredmények digitális formában történő tárolását, valamint az, hogy a méréseket programvezérelt formában a műszerbe épített különböző mérési programok felhasználásával hajtsuk végre. A magasságok meghatározására szintezőműszert alkalmazunk. A szintezőműszer tartozéka a szintezőléc.

1-18. ábra A földi helymeghatározás mérőeszközei és műszerei: mérőszalag, mérőállomás, szintezőműszer és szintezőléc

A távérzékelés jellemzője, hogy a helymeghatározást mérőképek felhasználásával végezzük. A mérőképeket ma már digitális kép formájában állítják elő légifényképező repülőgépeken elhelyezett digitális légi kamarák (Digital Airborne Camera) vagy egyéb szenzorok segítségével (1-19. ábra). A távérzékelésnek ezt a szakterületét fotogrammetriának nevezzük.

1-19. ábra A légi fotogrammetria eszközei. Balra: légifényképező repülőgép. Jobbra: a légifényképező repülőgép belülről a mérőkamerával és az operátorral

A digitális mérőképek kiértékelésének eredményeként többféle végterméket állítanak elő. Egy ilyen lehetséges végtermék a digitális ortofotó (1-20. ábra).

1-20. ábra Digitális ortofotó

A fotogrammetriának egyik speciális szakterülete, amikor az érzékelők platformja nem egy repülőgép, hanem azokat a mérőállomásokhoz hasonlóan, egy műszerállványon helyezik el. Ezt nevezzük földi vagy közel fotogrammetriának. A közel fotogrammetriának szerteágazó alkalmazásait találjuk a műemlékvédelemben, régészeti feltárások során, stb.

A távérzékelés harmadik esetében a szenzorok platformjait a Föld körül keringő műholdak jelentik. A műholdakon elhelyezett szenzorok a Föld körüli keringés során a Föld felszínének egy meghatározott sávját tapogatják le (1-21. ábra). Az elkészült felvételeket megfelelő kapcsolat útján a földi előfeldolgozó állomásokra továbbítják.

1-21. ábra Távérzékelés - Űrfelvétel készítése

A távérzékelés további speciális alkalmazási területe a digitális domborzatmodellek készítésében van. Ilyenkor a repülőgépen egy mikrohullámú vagy lézerletapogató rendszert helyeznek el. A repülés során a repülőgépen elhelyezett radar vagy lézerszkenner folyamatosan méri a terepfelszíntől való távolságot. A feldolgozás előfeltétele, hogy a mérés végrehajtásával egyidejűen ismerni kell a szenzor térbeli koordinátáit. A legismertebb ilyen rendszer az úgynevezett oldalra néző légi radar rendszer (Side-Looking Airborne Radar - SLAR).

1-22. ábra Az SLAR rendszer. Balra: radar a repülőgép hasára erősítve. Jobbra: a radar kép, mint termék

Közelfelmérési feladatok során is alkalmaznak lézerszkennereket elsősorban műszaki létesítmények felmérése és háromdimenziós megjelenítése céljából (1-23. ábra).

1-23. ábra A Leica HDS3000 lézerszkenner és a felmérés eredménye: háromdimenziós modellezés és megjelenítés

A műholdas helymeghatározás a Föld körül keringő műholdakra végzett méréseken alapul. A helymeghatározás alapelve, hogy meghatározzuk a műholdak és a földi pontokon elhelyezett vevők közötti távolságot az elektromágneses hullám futási ideje vagy fázishelyzete alapján. Jelenleg két ilyen globális helymeghatározó rendszer üzemel. Az egyik az Amerikai Egyesült Államok által fenntartott NAVSTAR GPS, a másik pedig az Oroszország által üzemeltetett GLONASSZ. Az Európai Űrhajózási Ügynökség és az Európai Unió közös finanszírozásában megvalósítandó GALILEO elnevezésű műholdas helymeghatározási rendszert 2013-tól tervezik üzembe állítani.

1-24. ábra Bal: A GLONASS (balra) és a NAVSTAR GPS (jobbra) műholdjai. Jobb: a NAVSTAR GPS pályái

A NAVSTAR GPS és a GLONASSZ mellett további, elsősorban tudományos célokat szolgáló rendszerek is léteznek. Ezek ismertetésétől itt eltekintünk, a későbbi tanulmányok során az egyes szaktárgyakban ezekre majd még visszatérünk.