Προσδιορισμός των συνιστωσών ξ, η της απόκλισης της κατακορύφου συνδυάζοντας την εξίσωση Laplace και τις δυνατότητες των σύγχρονων γεωδαιτικών οργάνων

Abstract

Το αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας προσδιορισμού των συνιστωσών της απόκλισης της κατακορύφου σε κάποιο σημείο, χρησιμοποιώντας την εξίσωση Laplace και χωρίς τον πρωτύτερο υπολογισμό του αστρονομικού μήκους Λ. Για την περάτωση της εργασίας πραγματοποιήθηκαν αστρογεωδαιτικές παρατηρήσεις αλλά και μετρήσεις με το σύστημα GPS.

Η εργασία αποτελείται από 5 κεφάλαια.

Το πρώτο κεφάλαιο αναφέρεται περί της απόκλισης της κατακορύφου. Παρουσιάζονται μεγέθη τα οποία είναι άμεσα συνδεδεμένα με αυτή καθώς και η εξίσωση Laplace.Επίσης γίνεται αναφορά στο γεωειδές.

Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται μέθοδοι προσδιορισμού των αστρονομικών συντεταγμένων Φ και Λ, του αστρονομικού αζιμουθίου ΑΑ και οι αναγωγές οι οποίες πρέπει να γίνουν. Αναπτύσσεται η τεχνολογία του συστήματος παγκόσμιου εντοπισμού GPS, με το οποίο προσδιορίζονται οι γεωδαιτικές συντεταγμένες φ, λ του σημείου, καθώς και το γεωδαιτικό αζιμούθιο AG. Τέλος, αναλύεται η μέθοδος προσδιορισμού των συνιστωσών της απόκλισης της κατακορύφου ξ, η που μελετάται στην παρούσα εργασία.

Στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται η διαδικασία προσδιορισμού των παραπάνω μεγεθών. Παρουσιάζονται ο εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε στην παρούσα εργασία, ο σχεδιασμός και η προεργασία των παρατηρήσεων, καθώς και η διαδικασία των μετρήσεων καθεαυτή. Επίσης, αναλύονται οι υπολογισμοί και η επεξεργασία των παρατηρήσεων.

Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνονται οι συγκρίσεις τον αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την παρούσα εργασία με τιμές από άλλες εργασίες και γεωδυναμικά μοντέλα.

Τέλος στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν αλλά και τα προβλήματα και οι δυσκολίες που αντιμετωπίσθηκαν στη διαδικασία των μετρήσεων.

Το βασικό συμπέρασμα της εργασίας είναι ότι η μεθοδολογία που παρουσιάζεται επιτυγχάνει ικανοποιητική ακρίβεια σε σχέση με παλαιότερες μεθόδους, δίνει αξιόπιστα αποτελέσματα με σχετικά εύκολη διαδικασία. Επίσης, η μεθοδολογία δεν απαιτεί ειδικές γνώσεις ή εξοπλισμό ο οποίος είναι σε περιορισμένη διάθεση.

Aim of this thesis is to develop a method for determining the components ξ, η of the deviation of the vertical, using Laplace equation without the earlier calculation of astronomical longitude Λ. In this task took place astrogeodetic observations and use of the GPS.

This work consists of 5 chapters.

The first chapter refers on the deviation of the vertical. Values that are directly associated with the deviation of the vertical are presented and Laplace equation as well.

The second chapter outlines methods for determining astronomical coordinates Φ and Λ, astronomical azimuth AA and the appropriate reductions. The Global Positioning system GPS is presented which specifies the geodetic coordinates φ, λ and the geodetic azimuth AG. Finally the method suggested by this thesis of determining the components ξ, η of the deviation of the vertical is analyzed.

The third chapter deals with the determination of the above sizes. Presenting the equipment used in this work, the design and preparation of astrogeodetic observations and the process of observations itself. The necessary calculations are analyzed.

In the forth chapter, values from this thesis, older thesis and geodynamic models are compared.

Finally, the fifth chapter presents the conclusions, the advantages and disadvantages of the methods used and the problems and difficulties encountered in the process of observations.

To calculate the component η is necessary to know the astronomical longitude Λ. Astronomical longitude Λ, which results in many errors in the determination process, is calculated indirectly from Laplace equation, as expressed in terms of astronomical and geodetic azimuth and the geodetic longitude φ.

Conducting the astrogeodetic observations is made by a crew of two people. The design and preparation of the observations takes about one hour depending on the user experience, the installation time of the system is only 15 minutes and the number of observations for each star is 80 -120 in 6 minutes approximately.

The components ξ, η of the deviation of the vertical at the stand of the Lambadario building at the School of Rural and Surveying Engineering in National Technical University of Athens were determined as below:

Although this method has reduced accuracy to previous methods, it is effective as possesses some advantages. The advantage of this methodology is the easy implementation. The equipment required is accessible to anyone, without any specialized or unique tool. The design and preparation of the observations is relatively simple and quick procedures, which also does not require unique or hard to reach software