Műholdas geodézia Pencen

A műholdak korábban soha nem látott perspektívákat nyitottak meg az 1960-as évektől kezdődően, ténylegesen égitestként tárták a földtudományok elé bolygónkat, egységes egészként tették vizsgálhatóvá, ezzel gyökeresen átalakítva a geodézia hagyományos eszközrendszereit és képességeit.

Kiragadva a leglényegesebb alkalmazási területeket, a műholdas geodézia űrszegmensének eszközeit a következőképpen csoportosíthatjuk:

1. a műholdas helymeghatározás (Global Navigation Satellite Systems, GNSS) rendszerei, amelyekkel a klasszikus térképi helymeghatározás bonyolult feladata egy gombnyomás szintjére egyszerűsödött;
2. műholdlézer (Satellite Laser Ranging, SLR), amely dedikált műholdakon (pl. Jason, LAGEOS, de akár GNSS-holdak is) elhelyezett lézertükrökre lőtt rövid lézerimpulzusok elemzésével, 1 cm pontossággal méri a műhold távolságát, és határozza meg a bolygó középpontjának helyzetét;
3. altimetriai műholdak (TOPEX, Sentinel–3), amelyek az óceánok felületére bocsátott radarimpulzusok segítségével végzik a tengerfelszín topográfiájának felmérését, ezzel támogatva a földalak, vagyis a geoid meghatározását és természetesen a tengeráramlások hidrológiai vizsgálatát;
4. gradiometriai küldetések (GOCE, GRACE), amelyek bolygónk gravitációs erőtere és annak időbeli változása mérését végzik mind a földalak meghatározásához, mind földfelszíni tömegátrendeződések (csapadékviszonyok, sarki jégtakarók olvadása) vizsgálatához;
5. SAR (Synthetic Aperture Radar) radareszközt hordozó speciális (Sentinel–1, TerraSAR–X) küldetések vagy komplex távérzékelési műholdak (pl. ERS–1, ENVISAT), amelyekkel topográfiai felszínmodell és ami fontosabb, a felszín – elsősorban épített környezeti – magasságváltozásai határozhatók meg nagy pontossággal. A SAR adatokra alapozott interferometriai (InSAR) eredményeket külön mutatjuk be.

A műholdas geodézia tevékenysége és eredményei ma már messze túlmutatnak a kezdeti célokon. Nemcsak globálisan egységes koordináta-rendszerek, azaz vonatkoztatási rendszerek jöhettek létre, és váltak egyre nagyobb pontossággal mérhetővé a Föld geometriai és fizikai paraméterei, gravitációs és mágneses tere, de képesek vagyunk térben és időben vizsgálni, monitorozni a bolygónk felszínén és a légkörében végbemenő folyamatokat, ezzel nagyban hozzájárulva a klímaváltozás hatásainak felméréséhez is.

Műholdas geodézia Magyarországon – a KGO

A földméréshez kötődő hazai űrtevékenység kiemelt mérföldköve volt a Kozmikus Geodéziai Obszervatórium (KGO) mint az első hazai dedikált űrkutatási intézmény 1976-os átadása. A KGO Penc község közelében, a Cserhát egy védett fekvésű részén található, ahol a helyszín választása tükrözte a korszak technológiai kereteit. Budapest viszonylagos közelsége mellett az optikai műholdas észlelések zavartalanságát kellett biztosítani. Ez a szempont ma már sokkal nehezebben lehetne elérhető a nagymértékű fényszennyezés miatt. Ugyanakkor a műholdas geodéziában az optikai megfigyelések teljesen háttérbe szorultak, a főszerepet ma már védett rádiótartományokban működő technológiák játsszák.

A KGO évtizedeken át a Földmérési és Távérzékelési Intézet (FÖMI) része volt, jelenleg pedig a Miniszterelnökség szakmai háttérintézményeként működő Lechner Tudásközpont szervezeti egysége.

A KGO egy gyakorlatorientált kutatóhely, ahol az elsődleges cél a geodéziai gyakorlat modernizálása műholdas technológiák meghonosításával, kidolgozásával és átadásával, szolgáltatásokkal, valamint mérések végzése a kapcsolódó tudományterületeken (geofizika, meteorológia). Az ehhez szükséges alapkutatásokat és kutatás-fejlesztést szoros hazai és nemzetközi együttműködésben végzik. A K+F+I munka két fő iránya a műholdas helymeghatározás, illetve a műholdradar interferometria, amelyek dedikált műholdrendszerek mérési adatainak felhasználásával a tudományos kutatásoktól kezdve az ipari, mezőgazdasági alkalmazásokig használhatók. A KGO tevékenységét, munkájának aktualitásait részletesen bemutatja a www.sgo-penc.hu weboldal.

Történeti kiállítás

Az elmúlt több mint 40 évben a földméréshez köthető eszközrendszerek hihetetlen fejlődésen mentek keresztül. Kiválóan szemlélteti mindezt a műholdakat használó helymeghatározás, ahol a kezdetben 10 méteres pontosságot eredményező, akár heteket igénylő mérések napjainkra elérték az azonnali centiméteres pontosságot. Megőrizve és bemutatva az évtizedes eszközöket, a KGO történeti kiállításán végigkövethetjük a technológiák evolúcióját, mindazon kísérleteket és eredményeket, amelyeket a KGO kutatói hoztak létre. A kiállítás előzetes bejelentkezéssel várja látogatóit.

Földfizikai észlelések

A KGO 6 hektáros parkja, amely optimális távolságra van a mérések számára zajt jelentő civilizációs hatásoktól, számos földfizikai és műholdas észlelési technológiának nyújt ideális helyszínt.

A KGO-ban az obszervatórium elnevezés ellenére ma már nincsenek optikai észleléseket végző távcsövek. Területén a következő hazai és nemzetközi együttműködésben üzemeltetett kutatási infrastruktúrák találhatók:

A KGO kiemelt eredményei

A KGO a következő műholdas geodéziai hálózati infrastruktúrákat hozta létre a gyakorlati és tudományos kutatások támogatására: (1) a hagyományos geodéziai (EOV) és a GNSS vonatkoztatási rendszerét (ETRS89) összekötő OGPSH-t; (2) a hazai aktív GNSS-hálózatot (GNSSnet.hu), amely a hazai műholdas helymeghatározás elsődleges infrastruktúrája; (3) a magassági (EOMA) és GNSS-hálózatot integráló INGA hálózatot, amely a GNSS-magasságmeghatározás alapja; (4) a GNSS Mozgásvizsgálati Alapponthálózatot (MGGA), amelyet geokinematikai vizsgálatokhoz használnak; (5) a Sentinel Geodéziai Alapponthálózatot (SENGA), amely MGGA- és/vagy GNSSnet.hu-pontokban integrálja a GNSS- és InSAR-méréseket.

A KGO által kidolgozott GPS-magasságmeghatározási eljárással sikerül lezárni az EOVA IV. rendű és EOMA III. rendű hálózati meghatározásokat.

A KGO-nak kezdeményező szerepe volt a műholdradar-interferometria hazai bevezetésében. Kutatásai fő célja a technológia alkalmazásának előkészítése a hazai magassági rendszer modernizációjához.

Kenyeres Ambrus, Magyar Bálint