جيوديسيا الأقمار الصناعية والفضاء
لقد أحدثت الأقمار الصناعية تحولًا في علم الجيوديسيا، حيث قدمت أطرًا مرجعية عالمية، وتحديدًا للمواقع بدقة المليمتر، وقياسات مباشرة لمجال جاذبية الأرض وتغيراته بمرور الوقت.
Definition
جيوديسيا الأقمار الصناعية والفضاء هي تحديد هندسة الأرض، ومجال الجاذبية، والتوجه، وتغيراتها الزمنية باستخدام ملاحظات من الأقمار الصناعية الاصطناعية ومصادر الراديو خارج المجرة، بما في ذلك أنظمة تحديد المواقع، وتحديد المدى، وقياس الارتفاع، ومهام رسم خرائط الجاذبية.
Scope
يغطي هذا الموضوع التقنيات الفضائية للجيوديسيا الحديثة: أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية لتحديد المواقع بدقة، وتحديد المدى بالليزر عبر الأقمار الصناعية والتداخلية ذات الخط الأساسي الطويل جدًا للأطر المرجعية ودوران الأرض، وقياس الارتفاع عبر الأقمار الصناعية لقياس سطح البحر والجيود، ومهام الجاذبية المخصصة التي تستعيد مجال الجاذبية المتغير بمرور الوقت. ويتناول تعريف وتحقيق الأطر المرجعية الأرضية، والإشارات الجيوفيزيائية التي تكتشفها هذه الطرق، من حركة الصفائح إلى إعادة توزيع الكتلة. وينصب التركيز على كيفية تحديد الملاحظات من الفضاء للموقع والشكل والدوران والجاذبية.
Core questions
- كيف تحقق أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية تحديد المواقع العالمية بدقة؟
- كيف يتم تحقيق الأطر المرجعية الأرضية ودوران الأرض من الفضاء؟
- كيف يقيس قياس الارتفاع عبر الأقمار الصناعية سطح البحر والجيود البحري؟
- كيف تستعيد المهام المخصصة مجال الجاذبية المتغير بمرور الوقت؟
Key concepts
- أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية وتحديد المواقع بدقة
- تحديد المدى بالليزر عبر الأقمار الصناعية والتداخلية ذات الخط الأساسي الطويل جدًا
- الأطر المرجعية الأرضية وتوجيه الأرض
- قياس الارتفاع عبر الأقمار الصناعية
- الجاذبية المتغيرة بمرور الوقت من مهام الأقمار الصناعية
Key theories
- الأطر المرجعية الجيوديسية الفضائية وتحديد المواقع
- يؤدي الجمع بين الملاحة عبر الأقمار الصناعية، وتحديد المدى بالليزر، والتداخل الراديوي إلى إطار مرجعي عالمي مستقر ومواقع بمستوى المليمتر، مما يتيح القياس المباشر لحركات الصفائح، وتشوه القشرة الأرضية، ودوران الأرض.
- الجاذبية المتغيرة بمرور الوقت من الأقمار الصناعية
- يؤدي تتبع المسافة المتغيرة بين الأقمار الصناعية المدارية أو اضطراباتها إلى استعادة خرائط شهرية لمجال الجاذبية، وتسجل تغيراتها إعادة توزيع المياه والجليد والكتل الأخرى على السطح وتحته.
Mechanisms
يؤدي التوقيت الدقيق للإشارات من أقمار الملاحة الصناعية، وتحديد المدى بالليزر ثنائي الاتجاه، والمراقبة التداخلية للكوازارات البعيدة إلى تثبيت المواقع وتوجيه الأرض في الفضاء؛ أما بالنسبة للجاذبية، فإن مدار قمر صناعي منخفض، أو التباعد المتغير لزوج من الأقمار الصناعية، يستجيب لتوزيع الكتلة الأساسي، لذا فإن قياس هذه الاضطرابات المدارية بمرور الوقت ينتج مجال الجاذبية الثابت والمتغير.
Clinical relevance
توفر جيوديسيا الفضاء تحديد المواقع العالمية والأطر المرجعية التي تقوم عليها البنية التحتية للملاحة ورسم الخرائط والتوقيت، وتقيس التشوه التكتوني والبركاني لمراقبة المخاطر، وتتبع ذوبان الصفائح الجليدية، واستنزاف المياه الجوفية، وارتفاع مستوى سطح البحر، وهي أمور أساسية لعلوم المناخ.
History
بدأت جيوديسيا الأقمار الصناعية بتتبع الأقمار الصناعية الاصطناعية المبكرة التي حسنت تسطح الأرض، ونضجت مع أنظمة الملاحة العالمية عبر الأقمار الصناعية وتحديد المدى بالليزر في أواخر القرن العشرين، ووصلت إلى قياس الجاذبية بمهام مخصصة مثل GRACE، التي أُطلقت عام 2002، و GOCE.
Key figures
- Byron Tapley
- Reiner Rummel
- Günter Seeber
Related topics
Seminal works
- seeber2003
- tapley2004
- torge2012
Frequently asked questions
- كيف يمكن للأقمار الصناعية قياس مجال جاذبية الأرض؟
- يتأثر مدار القمر الصناعي بالجاذبية غير المنتظمة للأرض تحته؛ ومن خلال التتبع الدقيق لهذه الاضطرابات، أو التغيرات الطفيفة في المسافة بين قمرين صناعيين يحلقان في تشكيل، يمكن للمهام رسم خرائط لمجال الجاذبية وحتى مراقبته وهو يتغير مع حركة الماء والجليد.
- ماذا تساهم جيوديسيا الفضاء في دراسة تغير المناخ؟
- تكتشف مهام الجاذبية المتغيرة بمرور الوقت فقدان الكتلة من الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية والتغيرات في تخزين المياه الجوفية، بينما يقيس قياس الارتفاع عبر الأقمار الصناعية ارتفاع مستوى سطح البحر، مما يوفر قياسات عالمية مباشرة لكيفية إعادة توزيع الكتلة والمياه.