Kõrgem geodeesia/hüdrograafia 1. kt vastused (0)

1. Millistest komponentidest koosneb Maa raskusjõud (raskuskiirendus)? Millest kumbki komponent oleneb? Mis on raskusjõu (-kiirendus) ühik ja selle dimensioon ? F – Maa gravitatsioonilisest külgetõmbejõust ja P – Maa pöörlemisest tingitud tsentrifugaaljõust. F oleneb anomaalsete tiheduste jaotusest ja pinnavormidest, P oleneb geograafilisest laiusest. Raskusjõu ühikuks on gall (GL või Gal) või milligall (mGl), dimensioon cm/s2.
2. Loetle Maa loodpinna 3 omadust: * Maa loodpinnad ei puutu ega lõiku üksteisega * Maa loodpinnad ei ole paralleelsed (sh poolustel liginevad üksteisele) * Maa loodpinnad on lainelised.
3. Mis on Maa füüsiline mudel (lähend) ja milline on selle määratlus? Maa füüsilise pinna esimene lähend geoid on keha, mis on piiratud raskusjõu potensiaali loodpinnaga mis läbib Maailmamere teatud keskmist tasemepunkti, mis on võetud kõrguse arvestamise aluseks.
4. Mis on Maa füüsilise pinna matemaatiline (geomeetriline) lähend? Loetle selle 3 põhiomadust? Maa füüsilise pinna matemaatiline (geomeetriline) lähend – pöördellipsoid (sferoid). Pöördellipsoidi 3 põhiomadust: * geomeetriline kese peab ühtima Maa masskeskmega, aga lühem telg – Maa pöörlemisteljega. * maht peab võrduma geoidi mahuga * ellipsoidi ja geoidi pindade kõrguserinevuste ruutude summa peab olema minimaalne
5. Loetle Maa ellipsoidi tähtsamad parameetrid (2 põhilist ja 4 tuletatut, viimased koos valemitega). Maaellipsoidi tähtsamad parameetrid: *ellipsoidi pikem pooltelg a ja lühem pooltelg b *ellipsoidi polaarlapikused α ja α’ ning ekstsentrilisuse ruudud e2 ja e’2 * I polaarlapikus α ja II polaarlapikus (α’) arvutatakse α= (a-b)/a, α’=(a-b)/b * I ja II ektsentrilisuse ruut leitakse valemiga: e2=(a2-b2)/a2, e’2=(a2-b2)/b2. Polaarlapikuse ja ekstsentrilisuse seos avaldub valemiga: e2=2 α- α2
6. Kirjelda taustsüsteemi WGS-84. WGS-84 on ülemaailmne ruumiliste geotsentriliste koordinaatide süsteem alguspunktiga Maa masskeskmes. Z-telg on Maa pöörlemistelg , x- telg on suunatud ekvaatori ja Greenwichi meridiaani lõikepunkti, y- telg on pööratud x teljest ekvaatoritasandis 90° ida poole.
7. Loetle fundamentaalsed geodeetilised konstandid (7). fM- geotsentriline gravitatsioonikonstant, a0-ekvatoriaalraadius, J2- dünaamiline lapikus e geopotensiaali normaalne harmooniline II astme koefitsent, f- universaalne gravitatsioonikonstant, fMA- geotsentriline gravitatsioonikonstant atmosfääris, ω- Maa nurkkiirus, c- valguse kiirus vaakumis
8. Millised on ulemaailmse (mitte WGS-84) ja Euroopa taustsustemide nimetuste tahtluhendid. Millist ellipsoidi kasutatakse nenede taustsusteemide 3Dristkoordinaatide taandamiseks geodeetilisteks koordinaatideks ? Ulemaailmsed on ITRF ja Euroopa ETRF.Nende koord.taandam.geodeetil.koordin.-ks.kasut. GRS-80.
9. Kirjelda geograaf .koordin. Mis on nende alaliigid (2)? Geograafilised koordinaadid määravad punkti asukoha Maa pinnal. Geodeetilised ja astronoomilised.
10. Kirjelda geod.ja astron .koord.erinevuse.Geod.koord.kuuluvad ellipsoidi juurde, astronoom .aga geoidi juurde.lk.176.Punkti geodeetiliseks laiuseks nim.nurka ellipsoidi normaali ja ekvaat.tasandi vahel. Geodeet .pikkuskeks on kahetahuline nurk algmeridiaanitasandi ja meridiaanitasandi vahel,Pikkused jagunevad ida-ja laane pikkusteks(0-180kr), laiused louna-ja pohjalaiusteks(0-90kr).Geodeet.asimuudiks nim. kahetahulist nurka geodeet.meridiaani ja tasndi vahel. asimuuti loetakse paripaeva 0....360kr.
Astronoom.laius on nurk φ ja antud punkti labiva loodjoone ja ekvaatoritasandi vahel, astronoom.pikkus λ aga kahetahuline nurk algmeridiaanitasandi ja astronoom.meridiaani tasandi vahel.Astronoom.asimuudiks nim.nurka alfa antud punkti astronoom.meridiaani tasandi ja suurringjoont labiva vertikaaltasandi vahel.
11. Kirjelda luhidalt projektsioone TK-64 ja GK-Est-94. Milliste etappidega saab projektsioonist TK-64 projektsiooni Lambert -Est? TK-64 pohineb Krassovski ellipsoidi , Gaussi-Krugeri poiksilindrilisel konformsel projektsioonil.Telgmeridiaan on 24kr IP ja mootkava tegur telgmeridiaanil 1,0000.GK-Est-94 on 2D abiprojektsioon, on GRS-80 ellipsoidi projektsiooni Gaussi-Krugeri poiksilindrilises konformses projektsioonis.Mootkava teguriga telgmeridiaanil 1,0000.
12. Kirjelda loodjoone absoluut .ja suhtelist korvalekallet.Milleks kaheks komponendiks need jagunevad? Suhteliseks korvalekaldeks nim.nurka referentsellipsoidi normaali ja loodjoone vahel.Absol.korvalekaldeks nim. nurka uldise maaellipsoidi normaali ja loodjoone vahel.ξ-korvalekalle antud punkti meridiaanitasandis ja η-korvalekalle antud punkti esimese vertikaali tasandis.
13. Millised suurused tuleks moota, et saaks Laplacei asimuudi ?B,L,φ,λ,α-astronoomiline asimuut ,z-vaadeldava suuna seniitkaugus.
14. Selgita sfaarilise kolmnurga ja sfaarilise liia moistet .Sfaar. kolmnurk on sfaari osa, mis on piiratud 3 loikuva suurringjoone kaarega.sfaaril.liig- ε =A+B+C-180
15. Väikese kumerusega kolmnurgaks nim. Kolmnurka küljepikkusega kuni 40 km. Teist tüüpi elementaarne sfääriline kolmnurk on kolmnurk, mille 2 külge on väga suured võrreldes kolmandaga
16. Ellipsoidi normaallõige on kõver, mis sadakse pinna lõikamisel tasandiga, millel asub selle pinna normaal . Ellipsoidi normallõiked 1)instrumendi kollimatsioonitasandi ja maaellipsoidi lõikejoon.2) kaks ristuvat normaallõiget, millest ühel on max ja teisel on min kõverusraadius .
17. geodeetiline joon e. ortodroom on sirgjoone analoog kõverpinnal, st see on lühim kaugus ellipsoidi punktide vahel. Normaallõiked ja geodeetiline joon ühtivad geodeetilise joone otstes .
18. Geodeesia otseülesandel ellipsoidil on antud: lähtepunkti kordinaadid B1, L1; lähteasimuut A1,2, kaugus S1-2 . Otseülesandel tuleb leida: määratava punkti koordinaadid B2, L2, vastuasimuut A2-1. Pöördülesandel on antud ; joone otspunktide koordinaadid B1, L1, B2, L2. Pöördülesandel tuleb leida: joonepikkus S1-2, otse ja vastuasimuudid A1-2 A2-1
19. Neli põhilist metodoloogilist käsitlust on: Otsene lahendus, kaudne lahendus, lahendus vahepealse üleminekuga tasandile , kõõlude meetod. Kaudsel lahenduse puhul leitakse esmalt koordinaatide ja asimuudi muudud, millest minnakse üle otsitavatele suurustele. Lahendus vahepealse üleminekuga tasandile, mille puhul sferoidiline kolmnurk projitseeritakse mingi kaardiprojektsiooni tasandile, lahendatakse tasandilise trigonemeetria valemitega ja saadud tulemused projitseeritakse tagasi sferoidile. Kõõlude meetod, mille puhul kasutatakse geodeetiliste joonte asemel ellipsoidil kõõlusid. Lahendus toimub vahepealse üleminekuga geotsentrilistele ruumilistele ristkoordinaatidele. Otsitav lahend saadakse analüütilise ruumigeomeetria meetodiga, misjärel taandatakse andmed tagasi ellipsoidile.
20. Käsitletava projektsiooni põhiliikide hulka kuuluvad lõikajasilindrit kasutav Mercatori põikprojektsioon(nt. Nato sõjaväekaartide 60 tsoonidest koosnev maailmakaardisüsteem UTM; Airy ellipsoidil rakendatud Inglismaa kaardisüsteem UKTM; ellipsoidil GRS-80 Rakendatud Eesti baaskaart TM Balti) ja puutujasilindrit kasutav Gaussi-Krügeri projektsioon( näiteks Krassovski ellipsoidile rakendatud 60 tsoonidest koosnev Venemaa maailmakaart NL42 ning 30 tsoonidest koosnev kaart NL63) Gaussi-Krügeri projektsioonis on mõõtkava telgmeridiaanil 1,0000.
21. Kirjelda meridiaanide koonduvust ellipsoidil ja TM ning L-Est projektsioonides:
Maa kumerus tingib meridiaanide koonduvuse. Selle termini alla mahub kaks mõistet. Esimene neist on geodeetiline meridiaanide koonduvus ehk meridiaanide koonduvus ellipsoidil. Selle all mõistetakse nurka (kamma primm) punkti K meridiaani ja läbi punkti K moodustatud punkti J meridiaani paralleeli vahel (joonis).
Meridiaanide koonduvus ellipsoidil- nurk γ` punkti K meridiaani ja läbi punkti K moodustatud punkti J meridiaani paralleeli vahel.
Meridiaanide koonduvus TM projektsioonides: nurk γ suundade tn ja tP vahel ehk tb ja tf pikenduse vahel.
Meridiaanide koonduvus L-Est proj. avaldub valemiga γ= α(Li-Lo), kus Li on antud punkti geodeetiline pikkus ja Lo telgmeridiaani geodeetiline pikkus; α on konstant, mis näitab meridiaanidevahelise nurga suhet projektsioonis ja ellipsoidil (L-Est puhul 0,854 175 858 05).
22. Mida nimetatakse projektsiooni joonmõõtkavaks ja pindala mõõtkavaks? Joonmõõtkava avaldub avaldisega ds`/dS; ds` - lõpmatult väike joonepikkus tasandilja dS – lõpmatult väike joonepikkus ellipsoidil.
23. Milline on GPS satelliitide kõrgus (1000 km täpsusega) ja tiirlemisperiood? 20200 km merepinnast ja tiirlemisperiood on 11 h ja 58 min.
24. Kuidas nimetatakse vastuvõtja (antenni) ja satelliidi vahelisi kaugusi (2). Mis on nende erinevus? Pseudokaugused (t – määratakse koodi vastavate elementide järgi) ja koodi-, faasipseudokaugused (täpsem, selle puhul määratakse signaali kulgemisaeg kandevsageduseabil).
25. Millised tegurid mõjutavad taevakehade näivat asendit? Ööpäevane parallaks, aberratsioon, mille tõttu objekt näeb siirduvat vaatleja liikumise suunas, kusjuures Maa liikumisel ekliptikal tekib aberratsioon 21`` ja Maa pöörlemisest ööpäevane a. 0,3``, refraktsioon, tekib sellest, et vaatlus hetkel pole objekt enam täpselt seal, kus ta näib olevat.
26. Loetle koodipseudokauguseid mõjutavad tähtsamad vead (7). Millised (3) jäävad alles DGPS puhul? Satelliidi ja vastuvõtja kellavead, satelliidi trajektoori vead, efemeriidide vead, signaali iono- ja troposfääri refraktsioon, signaali mitmeteelisus, vastuvõtja müra , teised. Viimased kolm mõjutavad jäävad alles DGPS puhul.
27. Loetle tähtsamad geoidide tüübid. Milliste mõõtmisandmete põhjal nad määratakse?
Astrogeodeetiline( kaasajal on selle tähtsus väike), geomeetriline(määratakse nivelleerimise ja GPS mõõtmise abil), gravimeetriline.
28. Selgita intervalli ja epohhi mõistet.
Intervall (l.k) intervallum 'vahemik, kaugus': suurus, mis väljendab kahe sündmuse (punkhetke) vastastikust eraldatust ajas ja ruumis.
Epohh – sündmuse juhtumise moment teatud ajaskaala suhtes.
29. Mis on võetud GPS standardepohhiks? Millistes ühikustes mõõdetakse GPS aeg?
GPS standardepohh on 06.jaanuar 1980 kell 0 UT. Sellest nullhetkest alates näidatakse aega nädalate ja sekunditega, nii et uus GPS nädal algab igal põhapäeval kell 0UT. Ajaepohhi dateeritakse tihti Julianuse päevaga(JD).
30. Milline kõrgus määratakse GPS abil? Millist väärtust peab teadma üleminekuks normaalkõrgusele?
Kõrgus määratav GPS abil – ellipsoidist. Peab teadma korgusanomaalia ξ väärtust antud kohas. (joonis lk.11)
31. Selgita, mis on perigee, apogee, keskanomaalia ja loomulik anomaalia ?
Perigee on umber Maa tiirleva taevakeha orbiidi punkt, mis asub Maale kõige lähemal.
Apogee on umber Maa tiirleva taevakeha orbiidi punkt, mis asub Maale kõige kaugemal.
32. Defineeri Kepleri esimene seadus sateliitidele kohandatult.
I seadus: Sateliidid tiirlevad piki ellipseid, mille ühe fookuses asub Maa.
33. Kepleri 2 seadus- Planeedi raadiusvektor katab võrdsetes ajavahemikes võrdsed pindalad . See tähendab, et kujuteldav joon, mis ühendab Päikest ja planeeti, katab võrdsetes ajavahemikes võrdse pindala ellipsis. Kui planeet on fookusele lähemal, siis on tema liikumise kiirus suurem. Satelliidi sektorkiirus on konstantne suurus e. satelliidi raadiusvektor katab võrdse ajaga võrdsed pindalad. Sellest järeldub – mida suurem on trajektoori ekstsentrilisus , seda rohkem muutub satelliidi kiirus traektooril.
34. Kepleri 3 seadus- Planeetide tiirlemisperioodide ruudud suhtuvad nagu nende planeetide orbiitide suurte pooltelgede kuubid. , T = planeedi tiirlemisperiood, a = planeedi orbiidi suur pooltelg
Satelliitide tiirlemiseperioodide ruudud on võrdrlised nende orbiitide suurte pooltelgede kuupidega p2= 4 πa3/(G(m1+m2)).
35. Kuus tähtsamaid tegurit mis häirivad reaalset saatelliiti Kepleri traektoorilt- Satelliidi traektoori ei ole tegelikult sugugi täiuslik ellips. Hälbeid tekitavad häired võib jagada gravitatsioonilisteks ja mite gravitatsioonilisteks. Esimeste hulka kuuluvad Kuu, Päike ja planeetide külgetõmbest põhjustatud häired ja Maa massi ebaühtlane jaaotus sh. Lapikus. Teiste hulka kuuluvad sageli palju keerukamad nähtused nagu loode , Päikese kiirguse surve, päikesetuul, magnetvälja mõju ja õhutakistus.
36. Efemeriid on tabel, mis esitab Päikese, Kuu, planeetide või muude liikuvate taevakehade näivad asendid taevas teatud ajahetkel Maa teatud punktis.
IGS ( International GPS Servise for Geodynamics) pakub satelliitide täpse efemeriide. ITRF efemeriidid taustsüsteemis. Almanahh- andmed.
37. Efemeriidid sisaldavad järgmised 6 andmeid: te – referentsepohh, a0,5 – traektoori suurema pooltelje ruutjuur, e – traektoori ekstsentrilisus, M0 – keskanomaalia, w0 – perigee argument, i- inklinatsioon.
38. Kui vastuvõtja on satelliidi navigatsioonisõnumi identifitseerinud, siis loetatakse satelliit lukustatuks kuni ühenduse katkemiseni.
Satelliitide efemeriide saab internetist ja veel raadioringhäälingu kaudu.
Loetle GPS vaatlussuurused (7)
1) L1-C/A koodipseudokaugus, 2) L2-P koodipseudokaugus, 3) L1-P koodipseudokaugus, 4) L1- kandevlaine faas, 5) L2- kandevlaine faas, 6) L1- faasi Dopleri nihe , 7) L2- faasi Dopleri nihe.
Milliseid mudelid kasutatakse troposfäärirefraktsiooni modelleerimisel. Kuidas need on saadud? Hopfieldi troposfäärimudel kujutab endast empiirilist mudelit kuiva ja niiske troposfääri refraktsioonikoefitsiendi leidniseks kõrgusel h. Saastamoise mudel lähtub gaaside olekuvõrrandeist.
Mida nim. signaali mitmeteelisuseks ja millisel juhul on selle esinemine tõenäone? Mida see kaasa toob ja milliseid mõõtmisi see mõjutab eriti? Signaali mitmeteelisus- lähedastest ehitistest ning veekogude pinnalt peegeldunud signaalid põhjustavad vastuvõetud signaali faasinihke, mis võrdub signaalide kulgemisteede vahega. Mida madalamalt signaal tuleb, seda tõenäosem on mitmeteelisus. Mitmeteelisus mõjutab rohkem koodipseudokaugust (koodipseudokaugus hetkemuut võib ulatuda 10-20 m või vastuvõtja kaotab üldse signaali). Faasipseudokaugusi kasutamisel mõjub mitmeteelisus järgmiselt. Olenevalt faasinihkest peegeldus kas tugevdab või nõrgendab vaadeldud signaali. See toodab sarnast signaali-müra suhet, kus signaali amplituud maksimaalselt kahekordistub. Max faasinihke st kauguse määramise viga võib ulatuda umbes 5cm, kuid üldiselt jääb see alla 10mm.
42.Milles seisneb antenni faasikeskpunkti asendist tingitud viga ja kuidas seda saab vähendada?- Antenni faasikeskpunkt ei pruugi asetseda antenni geomeetrilises keskmies, ta oleneb mitte üksi antenni ahitusest, vaid ka signaali suunast, sagedusest js intensiivsusest. Viga püütakse elimineerida , orienteerides kõik mõõtmises osalevad antennid uhtemoodi. Eri antennitüüpidel on faasipunkt tõenäoliselt eri kohtades, seega on soovitav kasutada sessioonis ühesuguseid vastuvõtjaid.
43. Milleks kasutatakse andmetöötlusel lineaarkombinatsioone? Kuidas nim. nelja põhilistnkombinatsiooni?- Suhteliste mõõtmise puhul moodustatalse lineaarkombinatsioonidest nn vahevaatlused. 4 põhilistnkombinatsiooni: kitsa sagedusriba kombinatsioon, laisageduseriba kombinatsioon, ionosfäärivaba kombinatsioon, geomeetriavaba kombinatsioon.
44.Milliseid `vahevaatlusi` kasutatakse GPS andmetöötlusel? Milleks kasutatakse referentssatelliiti (taustsatelliiti) ja millisele tingimusele see peaks vastama?- Kasutatakse ühekordset vahevaatlust ( single defference): a)epohhide-, b) satellitide-, c) vastuvõtjate vahevaatlus
kaksikvahe (double defference) vaatlus: -kehe vastuvõtjaga vaadeldakse ühte satelliiti kahel epohil t1 ja t2, - kahe vastuvõtjaga vaadeldakse kahte satelliiti ühel epohil
komlevahe (tripla defference) vaatlus: kolmikvahe moodustatakse kahest kaksikvahest, kusjuures kahe vastutõtjaga mõõdetakse kahte satelliiti kahel epohhil
45.Mis on Dop-kordaja?Millise satellitide asendi puhul see on parem?Millisteks alaliikideks see jaotub? (5) - DOP all mõistetakse satellidigeomeetriat olenevat GPS absoluutse kohamäärangu tulemuste täpsuse vähenemise koefitsienti,mis leitakse satellitide traektooride ja vaatluskorde koordinaatide alusel.DOP on parem,kui satelliidid on hajalt. Geomeetriline, asukoha, ajaline, horisontaalne, vertikaalne DOP
46.Mida nim. Tsüklivääratuseks ja mis on selle põhjused (3)? Faasipseudokauguste abil tehtud mõõtmiste algushetke täisiainepikkuste arv vaatlusvõtjast satelliidini (täisarvuline väärtus,mis on üldjuhul konstantne kui vaatluste lõpuni).
1)satelliidi teele ilmuvad takistused (sh. satelliidi enda liikumise tõttu) või satelliidi loojumine, 2)madal SNR,mis on põhjustatud halvast lonosfäärust,signaalide mitmeteelisusest,sateliide madalast kaldenurgast.
3)vastuvõtja tarkvara.
47.Mida nim. üldtundmatuks (algtundmatuks) ja mis arvude liiki see üldjuhul peaks kuuluma ?
Mis on põhieeldus üldtundmatu leidmiseks? Aga kui see ei ole täidetud,kuidas siis veel saab üldtundmatut leida?Täpse kphamäärangu põhiprobleem on kandefaasi algtundmatu lahendamine,kus tuleb jälgida järgmisi aspekte .
1)algtundmatuks peab saama üldjuhul täisarvulise väärtuse st. Nn fikseeritud lahendi,siiski lubatakse erinevus täisarvust kuni 0.01, 2)hea satelliidigeomeetria ja maksimaalne sateliide arv, 3)vaatlusaeg peab olema küllaldaselt pikk, 4)mitmeteelisuse puudumine, 5)lühikeste baasjoonte puhul (