Geodesi Satelit dan Antariksa

Satelit telah mengubah geodesi, menghasilkan kerangka acuan global, penentuan posisi milimeter, dan pengukuran langsung medan gravitasi Bumi serta perubahannya seiring waktu.

Definition

Geodesi satelit dan antariksa adalah penentuan geometri Bumi, medan gravitasi, orientasi, dan variasi temporalnya menggunakan pengamatan dari dan terhadap satelit buatan serta sumber radio ekstragalaksi, termasuk sistem penentuan posisi, penentuan jarak, altimetri, dan misi pemetaan gravitasi.

Scope

Topik ini mencakup teknik antariksa dalam geodesi modern: sistem satelit navigasi global untuk penentuan posisi yang presisi, penentuan jarak laser satelit dan interferometri garis dasar sangat panjang untuk kerangka acuan dan rotasi Bumi, altimetri satelit untuk pengukuran permukaan laut dan geoid, serta misi gravitasi khusus yang memulihkan medan gravitasi yang bervariasi seiring waktu. Topik ini membahas definisi dan realisasi kerangka acuan terestrial, serta sinyal geofisika yang dideteksi oleh metode-metode ini, mulai dari pergerakan lempeng hingga redistribusi massa. Penekanannya adalah pada bagaimana pengamatan dari antariksa menentukan posisi, bentuk, rotasi, dan gravitasi.

Core questions

• Bagaimana sistem navigasi satelit mencapai penentuan posisi global yang presisi?
• Bagaimana kerangka acuan terestrial dan rotasi Bumi direalisasikan dari antariksa?
• Bagaimana altimetri satelit mengukur permukaan laut dan geoid laut?
• Bagaimana misi khusus memulihkan medan gravitasi yang bervariasi seiring waktu?

Key concepts

• Sistem satelit navigasi global dan penentuan posisi yang presisi
• Penentuan jarak laser satelit dan interferometri garis dasar sangat panjang
• Kerangka acuan terestrial dan orientasi Bumi
• Altimetri satelit
• Gravitasi bervariasi waktu dari misi satelit

Key theories

Kerangka acuan geodetik antariksa dan penentuan posisi

Menggabungkan navigasi satelit, penentuan jarak laser, dan interferometri radio menghasilkan kerangka acuan global yang stabil dan posisi tingkat milimeter, memungkinkan pengukuran langsung pergerakan lempeng, deformasi kerak bumi, dan rotasi Bumi.

Gravitasi bervariasi waktu dari satelit

Melacak perubahan jarak antara atau perturbasi satelit yang mengorbit memulihkan peta bulanan medan gravitasi, yang variasinya mencatat redistribusi air, es, dan massa lainnya di dan di bawah permukaan.

Mechanisms

Penentuan waktu sinyal yang presisi dari satelit navigasi, penentuan jarak laser dua arah, dan pengamatan interferometrik kuasar yang jauh menetapkan posisi dan orientasi Bumi di antariksa; untuk gravitasi, orbit satelit rendah, atau pemisahan yang bervariasi dari pasangan satelit, merespons distribusi massa yang mendasarinya, sehingga mengukur perturbasi orbit ini seiring waktu menghasilkan medan gravitasi statis dan yang berubah.

Clinical relevance

Geodesi antariksa menyediakan penentuan posisi global dan kerangka acuan yang mendasari infrastruktur navigasi, pemetaan, dan penentuan waktu, mengukur deformasi tektonik dan vulkanik untuk pemantauan bahaya, serta melacak pencairan lapisan es, penipisan air tanah, dan kenaikan permukaan laut yang menjadi inti ilmu iklim.

History

Geodesi satelit dimulai dengan pelacakan satelit buatan awal yang menyempurnakan kepepatan Bumi, berkembang dengan sistem satelit navigasi global dan penentuan jarak laser pada akhir abad kedua puluh, dan mencapai gravimetri dengan misi khusus seperti GRACE, yang diluncurkan pada tahun 2002, dan GOCE.

Key figures

• Byron Tapley
• Reiner Rummel
• Günter Seeber

Seminal works

• seeber2003
• tapley2004
• torge2012

Frequently asked questions

Bagaimana satelit dapat mengukur medan gravitasi Bumi?

Orbit satelit terganggu oleh gravitasi Bumi yang tidak merata di bawahnya; dengan melacak perturbasi ini secara presisi, atau perubahan kecil dalam jarak antara dua satelit yang terbang dalam formasi, misi dapat memetakan medan gravitasi dan bahkan mengamati perubahannya saat air dan es bergerak.

Apa kontribusi geodesi antariksa terhadap studi perubahan iklim?

Misi gravitasi bervariasi waktu mendeteksi hilangnya massa dari lapisan es dan gletser serta perubahan penyimpanan air tanah, sementara altimetri satelit mengukur kenaikan permukaan laut, menyediakan pengukuran global langsung tentang bagaimana massa dan air didistribusikan ulang.