تطور علم الجيوديسيا

تطورات الجيوديسيا:

حدثت العديد من التطورات ذات الصلة على علم الجيوديسيا وذلك منذ عام 1968 للميلاد، حيث إن بعض مجالات التطورات الجيوديسية الجديدة هي: نطاق الليزر عبر الأقمار الصناعية، نطاق الليزر القمري، قياس التداخل الأساسي الطويل، قياس الارتفاع بالرادار الساتلي، نظام تحديد المواقع العالمي (NAVSTAR)، التتبع من الأقمار الصناعية إلى المسح بالقصور الذاتي.

تجربة المدى بالليزر القمري:

في يوليو 1969 قام الرجال الأوائل الذين وطأت أقدامهم القمر بعدد من المهام ذات الأهمية العلمية، كان من بين هذه المهام نشر هيكل حامل يحمل مجموعة من 100 من عاكسات السيليكا المصهورة المصممة؛ لإعادة بعض ضوء شعاع الليزر النبضي إلى التلسكوب الذي تقترن به معدات الليزر.

حيث إن هذه العواكس العاكسة هي جزء من تجربة أبولو تسمى (LURE) (تجربة المدى بالليزر القمري)، حيث تم تصميم (LURE) للحصول على قياسات دقيقة للغاية للمدى من المواقع المعروفة على سطح الأرض إلى العواكس الخلفية القمرية، كما أنها تساهم في تمكين وتحسين معرفتنا بتناوب الأرض والقمر حول مركز كتلتهما واهتزاز القمر والحركة حول الأرض.

قياس التداخل الأساسي الطويل:

يمكن أن توفر أرصاد المصادر الراديوية خارج المجرة مثل الكوازارات المعلومات الجيوديسية لتحديد فواصل المتجهات بين هوائيات مقرابين راديويين منفصلين على نطاق واسع، حيث إن مكونات المتجه هي طوله واتجاهه، ولتحقيق ذلك فإنه ومن الضروري قياس الاختلاف بدقة شديدة في وقت الوصول المسجل عند الهوائيين لواجهة موجة معينة من مصدر (نقطة) معين للإشعاع الراديوي.

يتم إنتاج الظواهر التي تسمى التداخل في قياس الخط الأساسي الطويل جدًا (VLBI) عن طريق التراكب الإلكتروني للإشارات المسجلة لإنتاج اضطراب ناتج أو نمط “تداخل”، يوضح التعبير النظري لتأخر الطور النسبي أنه دالة لتحديد اتجاه المصدر ومواقع الهوائي وخطأ الساعة النسبي بين الموقعين ومعرفة الوقت من اليوم والغلاف الجوي المستخدم في النموذج ومعلمات المد والجزر للأرض وتردد الراديو الذي تتم فيه المراقبة وما إلى ذلك.

يجب أيضًا مراعاة دوران الأرض بشكل صحيح، حيث إن هناك اثنان من العوامل الرئيسية المحددة في تقنية (VLBI) هما؛ استقرار الساعة والتغيرات الجوية، كما يتمثل أحد الأهداف الرئيسية لـ (VLBI) في تقليل عدم اليقين في خطوط الأساس العابرة للقارات إلى مستوى السنتيمتر.

كما ساهمت خطوط الأساس المشتقة من (VLBI) بالفعل بمعلومات المقياس لتطوير النظام الجيوديسي العالمي لوزارة الدفاع في عام 1972، حيث ستعمل خطوط الأساس الدقيقة حتى مستوى السنتيمتر كمعايير لمقارنة الأنظمة العالمية المستقبلية. كما تشمل التطبيقات الأخرى لـ (VLBI) تحديد الحركة القطبية والتغيرات في دوران الأرض ومراقبة حركات الصفائح الرئيسية التي تتكون منها قشرة الأرض.

قياس الارتفاع بالرادار الساتلي:

إن تطوير الأقمار الصناعية الفضائية التي تدور حول الأرض، والتي يمكن من خلالها تحقيق الاستشعار عن بعد بالموجات الدقيقة للأرض قد وفر أداة جديدة لعالم الجيوديسيا، والتي تقيس بشكل مباشر شكل الجيود في مناطق المحيط، يتكون مقياس الارتفاع الساتلي من رادار يتجه لأسفل، والذي يقيس التأخير الزمني من الإرسال إلى استقبال نبضة من الطاقة.

كما أن المسافة الملحوظة في اتجاه واحد من هوائي الإرسال إلى السطح تساوي نصف ناتج التأخير الزمني وسرعة الضوء، من هذه المسافة أو الارتفاع تتم إزالة التأثيرات السطحية المحلية مثل المد والجزر والرياح والتيارات للحصول على ارتفاع القمر الصناعي (h) فوق الجيود، مع وجود تقويم دوبلر دقيق متاح للساتل، فإن نصف القطر (R _sat) للقمر الصناعي المحدد لوقت كل ملاحظة جنبًا إلى جنب مع نصف القطر (R _Ø ) إلى الشكل الإهليلجي يكون في متناول اليد، ومن الممكن بعد ذلك حساب إرتفاع الجيود (N) بطرح نصف القطر (R _Ø) وتحديد ارتفاع الساتل h من (R _sat).

ارتفاع القمر الصناعي:

قدمت المركبة الفضائية سكايلاب التي أطلقت في عام 1973 الفرصة الأولى لقياس الارتفاع بالرادار القائم على الأقمار الصناعية، لقد كانت في الأساس مهمة بحثية تم من خلالها الحصول على بيانات من أجلها لتصميم أجهزة قياس الارتفاع في المستقبل.

تم إطلاق مقياس الارتفاع (GEOS-3) الذي يشتمل على العديد من ميزات التصميم التي تم اختبارها في مقياس الارتفاع (Skylab) في عام 1975 وقدم قياسات جيويدية فوق مناطق المياه في الأرض من 65 درجة شمالاً إلى 65 درجة جنوباً، تم إطلاق مقياس الارتفاع (SEASAT) الذي كان أداة أكثر تطوراً مع قدرات قياس أكبر في يونيو 1978 وأضيف بيانات من 72 درجة شمالاً إلى 72 درجة جنوباً.