A felsőgeodézia elmélete és gyakorlata

Tartalom

ELŐSZÓ 7
1. ALAPFOGALMAK 11
1.1. A felsőgeodézia feladata 11
1.2. A felsőgeodézia szervezetei 15
1.2.1. Nemzetközi szervezetek 15
1.2.2. A magyarországi nemzeti szervezetek 25
1.2.3. Szakirodalom 35
1.3. Vonatkoztatási rendszerek 37
1.3.1. Földi vonatkoztatási rendszerek 38
1.3.2. Helymeghatározó adatok a földi vonatkoztatási rendszerekben
1.3.2.1. Geocentrikus helyvektorok 48
1.3.2.2. Ellipszoidi felületi koordináták 49
1.3.2.3. A szintfelületi földrajzi koordináták 54
1.3.2.4. A gömbi koordináták 56
1.3.3. Az égi vonatkoztatási rendszer 5 8
1.3.4. Égitestek helymeghatározó adatai 62
1.3.5. Az égi és a földi vonatkoztatási rendszer kapcsolata 66
1.4. Az időrendszerek 70
1.4.1. A Föld forgásán alapuló időrendszerek 70
1.4.2. Az efemerisz idő és a dinamikai idő 78
1.4.3. Az atomidő 79
1.4.4. Az év 81
2. A FELSŐGEODÉZIA MÉRÉSI MŰVELETEI ÉS EREDMÉNYEIK 83
2.1. A felsőrendű vízszintes és magassági szögmérés 83
2.2. A szabatos távolságmérés 84
2.3. A nehézségi erőtér mérése 86
2.4. A szabatos szintezés 87
2.5. A kozmikus geodéziai mérések 88
2.5.1. A földrajzi helymeghatározás mérések 88
2.5.2. Mesterséges holdas módszerek 102
2.5.2.1. Irányvektorok meghatározása 103
2.5.2.2. Távolságok meghatározása 106
2.5.2.3. Távolságkülönbségek meghatározása 110
2.5.2.4. Szatellita altimetria 114
2.5.2.5. Távolságok és távolságváltozások meghatározása (műholdról-műholdra követés) 116
2.5.2.6. További mérési módszerek és technikák 118
2.5.3. Egyéb geodéziai módszerek 119
2.5.3.1. Interferométeres mérések 119
2.5.3.2. Lézeres távolság- és VLBI-mérések a Holdra 122
3. A FÖLDI NEHÉZSÉGI ERŐTÉR 125
3.1. A nehézségi erőtér potenciálja 125
3.1.1. A potenciál fogalma 125
3.1.2. A tömegvonzás potenciálja 129
3.1.3. A forgásból származó erőtér potenciálja 132
3.14. A földi nehézségi erőtér potenciálja 133
3.2. A nehézségi erőtér geometriája 136
3.2.1. A szintfelületek és az erővonalak 136
3.2.2. A szintfelületek és a függővonalak görbülete 138
3.2.3. Az erőtér elemi változása 139
3.2.4. A szintfelületek analitikus meghatározása 141
3.3. A potenciálfüggvény gömbfüggvény-sorba fejtése 143
3.3.1. A felületi és a térbeli gömbfüggvények 143
3.3.2. A tömegvonzás potenciáljának gömbfüggvény-sora 150
4. GEODÉZIAI VONATKOZTATÁSI RENDSZEREK GYAKORLATI MEGHATÁROZÁSA 159
4.1. A geodéziai földmodell és a geodéziai vonatkoztatási rendszer 159
4.2. Az ellipszoidméretek meghatározása geometriai módszerekkel 162
4.2.1. A fokmérés és alkalmazásának eredményei 162
4.2.1.1. A fokmérés elve 162
4.2.1.2. Nevezetes fokmérések 166
4.2.1.3. A fokmérések eredményei 167
4.2.2. A függő vonal-elhajlás fogalma és alapösszefüggései 168
4.2.3. A felületek módszere és alkalmazásának eredményei 171
4.2.3.1. A Helmert (Hayford)-féle (transzlatív) függővonal-elhajlás kiegyenlítés 171
4.2.3.2. A Vening Meinesz-féle (projektív) függővonal-elhajlás kiegyenlítés 176
4.2.3.3. A felületek módszerének eredményei 177
4.2.4. Az ellipszoid-méretek meghatározása a szatellitageodézia geometriai módszerével 179
4.3. A geodéziai földmodell meghatározásának hagyományos fizikai geodéziai útja 180
4.3.1. A potenciálfüggvény sorbafejtése véges tagszámig, a szintszferoidok 181
4.3.1.1. A szintszferoidok alapösszefüggései 181
4.3.1.2. A szintszferoidok egyes további összefüggései 185
4.3.2. A geodéziai földmodell meghatározása a szintszferoidok elméletével 188
4.4. A geodéziai vonatkoztatási rendszerek meghatározása szintellipszoiddal 191
4.4.1. A megoldás alapelve 191
4.4.2. Gyakorlati megoldások 194
4.4.3. A közepes földi ellipszoid 200
5. A VONATKOZTATÁSI ELLIPSZOID ELHELYEZÉSE, ÁTSZÁMÍTÁS VONATKOZTATÁSI RENDSZEREK KÖZÖTT 201
5.1. A feladat leírása 201
5.2. A vonatkoztatási ellipszoid elhelyezésének gyakorlati megoldásai 203
5.2.1. Az önkényes elhelyezés 203
5.2.2. A simuló (relatív) elhelyezés 205
5.2.3. A geocentrikus elhelyezés 209
5.3. Átszámítás különböző vonatkoztatási rendszerek között 211
5.3.1. A dátummódosítás hatásainak kiszámítása 212
5.3.1.1. A koordináta-rendszer kezdőpontjának eltolódása 213
5.3.1.2. Az ellipszoidi földrajzi koordináták átszámítása 214
5.3.1.3. A függővonal-elhajlások és a geoidundulációk átszámítása 215
5.3.2. A hétparaméteres megoldás 215
5.4. A Magyarországon alkalmazott geodéziai dátumok és kapcsolataik 218
5.4.1. Vonatkoztatási ellipszoidok 218
5.4.2. Háromszögelési alaphálózataink hagyományos (geometriai) elhelyezései 221
5.4.3. Alaphálózataink elhelyezése mesterséges holdak észlelésével 223
5.4.4. Nemzeti vonatkoztatási rendszereink kapcsolatai 225
6. A GEOID ÉS A KÜLSŐ NEHÉZSÉGI ERŐTÉR MEGHATÁROZÁSA 233
6.1. A geoid meghatározásának geometriai (csillagászati-geodéziai) módszere 234
6.1.1. A csillagászati szintezés elve 234
6.1.2. A csillagászati szintezés gyakorlati végrehajtása 236
6.2. A geoid meghatározása gravimetriai módszerekkel 239
6.2.1. A potenciálzavar és a Bruns-féle összefüggés 240
6.2.2. A potenciálelmélet peremérték-feladatai 242
6.2.3. A peremfeltétel felállítása a geoidra 243
6.2.4. A nehézségi rendellenességek 245
6.2.5. A peremérték-feladat megoldása a potenciálfüggvény gömbfüggvény-sorával 249
6.2.6. Megoldás a Stokes-féle sorral 250
6.2.7. A Vening Meinesz-féle összefüggés 255
6.2.8. Geoidundulációk és függő vonal-elhajlások gyakorlati számítása 258
6.2.9. Megoldás gyors Fourier-transzformációval (FFT) 262
6.2.10. A gravimetriai szintezés 272
6.2.11. A függő vonal-elhajlások sűrítése 273
6.2.11.1 A gravimetriai sűrítési módszer 273
6.2.11.2. Sűrítés a domborzat alapján 276
6.2.11.3. A függővonal-elhajlások izosztatikus számítása 280
6.2.11.4. Sűrítés gradiométeres mérések alapján 284
6.3. A geoid meghatározása szatellitageodéziai módszerekkel 291
6.3.1. A szatellitageodézia geometriai alkalmazása 291
6.3.2. Dinamikai szatellitageodéziai módszerek alkalmazása 292
6.3.3. Szatellita gradiometria 296
6.3.4. Szatellita altimetria 300
6.4. Kombinált megoldások 302
6.4.1. Csillagászati-gravimetriai szintezés 303
6.4.2. A kollokáció alkalmazása a geoid meghatározására 305
6.4.2.1. A kovariancia függvény 306
6.4.2.2. Nehézségi rendellenességek legkisebb négyzetek szerinti optimális becslése (predikciója) 307
6.4.2.3. A kovariancia terjedés 311
6.4.2.4. Alkalmazás geoidszámításra 311
6.4.2.5. Lépésenkénti kollokáció 313
6.4.2.6. Gyors kollokáció rács adatokra 313
6.4.3. A szatellitageodéziai és a földi gravimetriai módszerek együttes alkalmazása 315
6.4.4. Geopotenciál modellek 317
6.4.4.1. Geopotenciál megoldások 319
6.4.4.2. Az EGM2008 megoldás bemutatása 324
6.4.4.3. Az ICGEM szolgálat 329
6.5. Magyarországi geoidmeghatározások 330
6.5.1. Korábbi geoidmeghatározások 330
6.5.1.1. A geoidfelület meghatározása csillagászati-geodéziai módszerekkel 332
6.5.1.2. A geoidfelület meghatározása csillagászati-gravimetriai módszerrel 336
6.5.1.3. A geoidfelület meghatározása gravimetriai módszerrel 338
6.5.1.4. A FAGRG80 és a HGE099B geoidfelület összehasonlítása 339
6.5.1.5. Geoidfelület meghatározása a szatellitageodézia geometriai módszerével 341
6.5.1.6. Geoidfelület az EGG97 jelű európai geoidkép meghatározása alapján 343
6.5.2. Újabb geoidmeghatározások 345
7. A FIZIKAI FÖLDFELSZÍN MEGHATÁROZÁSA 355
7.1. A háromdimenziós pontmeghatározás 355
7.2. A hagyományos alappont-meghatározás 356
7.3. A geoid feletti magasság meghatározása 357
7.3.1. A geometriai szintezés 358
7.3.2. Magassági mérőszámok 359
7.3.2.1. A geopotenciális érték 359
7.3.2.2. Az ortométeres magasság 360
7.3.2.3. A dinamikai magasság 362
7.3.3. A trigonometriai magasságmérés 362
7.3.4. Magasságmeghatározás mesterséges hold észleléssel 366
7.4. A peremérték-feladat megoldása a fizikai földfelszínre 367
7.4.1. A normálmagasság 370
7.4.2. A magassági rendellenesség 372
7.4.3. A Mologyenszkij-féle földfelszíni függő vonal-elhajlás 377
7.5. Kombinált megoldás a helyzet és a nehézségi erőtér együttes meghatározására (integrált geodézia) 379
8. MAGYARORSZÁGI FELSŐGEODÉZIAI ALAPPONTHÁLÓZATOK ÉS VONATKOZTATÁSI RENDSZEREIK 383
8.1. A geodéziai alapponthálózatok kialakításának elvei és fejlődése 384
8.2. Vízszintes (háromszögelési) alapponthálózatok, geodéziai dátumaik és vetületi síkkoordináta-rendszereik 386
8.3. Magassági (szintezési) alapponthálózatok és alapszintfelületeik 393
8.4. Nehézségi alapponthálózatok és vonatkoztatási rendszerük 399
8.5. Háromdimenziós alapponthálózatok és vonatkoztatási rendszereik 404
8.6. Integrált geodéziai alapponthálózat létesítése 412
9. A NÉGYDIMENZIÓS GEODÉZIA (GEODINAMIKA) 415
9.1. A Föld belső felépítése 417
9.2. Geotektonika, jelenkori felszínmozgások 420
9.3. A nehézségi erőtér időbeli változásai 426
9.3.1. Az árapály 427
9.3.1.1. Merev földtömeg árapálya 429
9.3.1.2. Folyadékszerű földtömeg árapálya 432
9.3.1.3. A rugalmas földtömeg árapálya 433
9.3.1.4. Az állandó árapály és hatása a geodéziában 437
9.3.2. Nem árapály jellegű változások 439
9.3.2.1. A Föld forgásával kapcsolatos változások 439
9.3.2.2. Sűrűségváltozás és a tömegátrendeződések hatása 442
9.3.2.3. Egyéb hatások 445
9.4. A tengerszintváltozások 446
9.5. Az időbeni változások hatása a helymeghatározó adatokra 450
9.5.1. A természetes koordináták és változásaik 450
9.5.2. A természetes koordináták és az erőtér időbeli változásának kapcsolata 452
9.5.2.1. A magasság és a nehézségi térerősség időben változó erőtérben 452
9.5.2.2. A természetes koordináták változása és a valódi felszínmozgások 461
9.5.3. A szatellitageodézia eredményeinek bevonása 467
9.5.4. Modellszámítások 473
9.5.5. Geodinamikai következtetések 478
FELHASZNÁLT ÉS AJÁNLOTT IRODALOM 483
NÉV- ÉS TÁRGYMUTATÓ 501

Témakörök