k ap. 8. bølgelængder . refraktion

1

Kap. 8. Bølgelængder. Refraktion.

2

Kap. 8. Triangulation, EDM og Nivellement . Refraktion.

3

Kap. 8. Triangulation, EDM og Nivellement . Refraktion. Terrestriske Målinger:

• Vinkelmålinger (retningsforskelle)• Højde-vinkel målinger• Afstandsmålinger

Målingerne afhænger af atmosfærens tilstand

og

Tyngdepotentialet/Lodretningen/Tyngden

4

Kap. 8. Refraktion, Fermats Princip. Torge, 5.1.

Bølger udbredes, så udbredelsestiden bliver minimum.

n: brydningsindex, funktion af bølgelængden

N=(n-1)x106: refraktivitet.

c=c0/n udbredelseshastigheden

c0=299792458 +/-1.2 m/s

n: typisk 1.0003

tc

n d s im u ms

1

00

m in

5

Kap. 8. Refraktion. Afstandsændring.

s

s

n d s d s

s d s n d s

s s n d s n d s n d s n d s

vejen vejen

vejen

s

vejen

s

m in

( )0 0

1

Afstandsforskel Bøjning

6

Kap. 8. Refraktion. Bøjning/Krumning.Tangentdrejning dz pr. længdeenhed ds.

Krumningsradius: Radius af cirkel, der har samme krumning.

7

Kap. 8. Refraktion, Snellius lov. n sin(z)= konstant.

Krumningen:

8

Kap. 8. Vertikal Refraktion. Hvis vi er bort fra den meget mindre horizontale

refraktion så:

På jorden omtrent:

n=1, z=900

Refraktions-koefficient:

9

Kap. 8.Vertikal Refraktions vinkel,

Hvis cirkel-bue:

1

0ss s

d n

d hd s

s

i( )

k

Rs

2

10

Kap. 8. Refraktion, Modulation af bære-bølgen. Fase-hastighed og gruppe-hastighed:

I atmosfæren: gruppe-refraktions-indexet

f: frekvensen

gr p h

p hd

d

n nd n

dn f

d n

d fgr p h

p h

p h

p h

11

Kap. Refraktion, i standard atmosfære. T=273.15 K, p=1013.25 hPa,

fugtighed: 0, CO20.0375 %.

Fase-refraktiviteten:

Gruppe-refraktiviteten:

12

Kap. 8. Troposfærisk Refraktion. Torge 5.1.2. Temperatur:

dT/dh=-0.00650C/m

Tryk:

dp/dh=tæthed*tyngde=-0.034p/T=-0.12h Pa/m

Luft-fugtighed nær jorden:

de/dh=-0.0035 hPa/m

13

Kap. 8. Troposfære Refraktion. Gruppe-refraktivitet for lys og infrarødt lys:

Mikrobølger:

N np

TN

e

Tl l gr ( ).

..1 1 0

2 7 3 1 5

1 0 1 3 2 511 2 76

14

Kap. 8. Refraktion, krumning nær jordoverfladen. Lys:

For mikrobølger bliver

sidste led:

Lys: kl=0.13 eller rl=8R

Mikrobølger: km=0.25 eller rm=4R

15

Kap. 8. Refraktion.

Atmosfære-modeller mmm:

http://nssdc.gsfc.nasa.gov/space/

http://www.gst.ucar.edu/gpsrg/realtime/

http://www.epncb.oma.be/projects/trop_sp/sp_troposphere.html#vector

http://www.epncb.oma.be/projects/trop_sp/zpd.gif

16

Kap. 8. Ionosfæren: Refraktion. Afhænger af elektrontætheden Ne elektroner pr. m3

Ne typisk 1011 - giver 0.1 m over 250 km.

n KN

fK m sp h ase

e 1 4 0 2 823 2, . /

17

Kap. 8. Ionosfære Refraktion. Total elektron-tæthed:

1 TEC=106 elektroner/m2

For en ikke lodret (skæv)

retning er

http://www.aiub.unibe.ch/ionosphere/gim_all.gif

18

Kap. 8.Ionosfære Refraktion. Z > 700, F=1/cos(z)

19

Kap. 8, Refraktion..

Bestemmelse af konstanter i formlerne:

Start: baselinie med afstand målt med ”målebånd” eller anden metode (GPS).

_

Gentag målingerne under forskellige vejrforhold.

Måling til vejrballoner - med radiosonder.

Gentag målingerne på flere bølgelængder.

20

Kap. 8, Vinkelmåling

http://www.leica-geosystems.com/surveying/product/totalstations/tps110C_410C.htm.

• http://www.trimble.com/type_levels.html

http://www.theodolite.com/

21

Kap. 8, Vinkelmålinger.

Instrument i lodlinien ved hjælp af libeller.

_

Gentag målingerne

for at fjerne skalafejl (”Sats”)

Kikkert vendes om akse for

at fjerne akseskævhed.

Afstande over 10 km - vanskelige. Projektør om natten eller ”heliptrop”.

8-25 cm

20-80x

22

Kap. 8, Vinkelmåling, Torge 5.5.2..

23

Kap. 8, Afstandsmåling, Torge 5.5.2..

Lys: 0.4 - 0.8

Infrarødt: til 1

Mikrobølger: 1 - 10 cm - ringe absorbtion I atmosfæren

Måling ved puls-metoden:

mm

24

Kap. 8, Afstandsmåling. Fase-sammenligning.

Højfrekvent bærebølge udsendes moduleret

f =10 - 100 MHz

25

Kap. 8, Afstand, Fase-sammenligning.

Hermed:

så

N bestemmes ved at bruge modulations frekvenser.

26

Kap. 8, Nivellement.

Vandret sigte:

0.1” - 0.4”

Max 100 m.

Fejl:

Ikke vandret,

Lægte-inddeling

Lægten hælder

Tidejord

Refraktion

.

27

Kap. 8, Hældnings og stræknings-målinger. Torge 5.5.4.

Tiltmetre, Horisont eller vertikal penduler

Laser-inter

ferometri

28

Kap. 8, Inertiteknik, Torge s. 196.

Accelerationer måles:

Beregnes kan postitionen bestemmes:

Tyngdevektoren kan evt. bestemmes langs banen:

(stop eller landing giver ).

Omvendt: Kendes accelerationen findes tyngdevektoren !

ad s

d tW eller V

2

2 ( )

W

s t

d s

d td t d t t t v s t

t

t

t

t

( ) ( ) ( ) 0 0

2

2 0 0 0

W

29

Kap. 8, Inertiteknik, Accelerometre og gyroer.

30

Kap. 8, Inertiteknik

31


http://www.imar-navigation.de/imar.htm

32


33


http://www.imar-navigation.de/imar.htm

k ap. 8. bølgelængder . refraktion

Documents