CCD Kameralar ile astro-jeodezik çekül sapmalarının belirlenmesi

Özet: 

Yeryuvarının gravite alanının araştırılması, Jeodezi’de ve Jeofizik’te güncel konulardan biridir. Diğer yer bilimleri ve uzay araştırmalarında da bu konu ile ilgilenilir. Potansiyeli, ortalama deniz yüzeyi potansiyeline yakın olan jeopotansiyel yüzey “geoit”, bir düşey datum olarak yükseklik sistemlerinin temelini oluşturur ve bu nedenle, koordinat transformasyonu, ölçülerin indirgenmesi, yoğunluk araştırmaları ve benzeri çalışmalarda özel bir öneme sahiptir. Bir santimetre geoidininin belirlenmesi çalışmaları devam etmektedir. Bir cm-geoidi GNSS’den (Türkiye için CORS-TR) rasyonel yararlanmanın temel koşuludur.

Geoit, farklı teoriye ve ölçmelere dayanan gravimetrik (stokes integrali ve gravite anomalileriyle), astro-jeodezik (astronomik ve jeodezik koordinatlardan hesaplanan çekül sapmaları ile), GPS/Nivelman (ortometrik yüksekliklerin (H) nivelman ile ve elipsoidal yüksekliklerin (h) GPS ile elde edilmesiyle hesaplanan geoit yüksekliklerin N=h-H modellenmesi ile), yersel, uydu ve uzay sistemlerinden elde edilen ölçülerle jeopotansiyel harmonik katsayılarının belirlenmesi esasına dayanan global jeopotansiyel modellerle belirlenebilir. Uygulamada bir modelin sonuçlarının doğruluğu ve güvenilirliği, diğer yöntemlerle karşılaştırılarak sağlanır. Yöntemlerin kısıtlamaları ve zayıflıkları da yöntemlerin kombinasyonu ile giderilir. 

GPS/Nivelman yöntemi en pahalı yöntemdir. Grevimetrik yöntem topografyayı karakterize eden çok yoğun gravite verisi gerektirir. Deniz ve göllerde gravite verisinin doğruluk sınırlaması olduğundan, kıyılarda, ülke sınırlarında doğruluk sınırlamaları vardır. Astro-jeodezik yöntemin özellikle dağlık bölgelerde, gravimetrik yönteme göre 2-5 kat daha ekonomik olduğu ve kıyılarda kullanılabildiği gösterilmiştir (Gerstbach G., 1996). 

Geleneksel optik-mekanik açı ölçme düzenleri ve kronograflarla zaman kayıtlarıyla elde edilen çekül sapmaları ±1”doğruluk sınırına ulaşmıştır. 2000’li yılların başında sayısal görüntü sensörlerinin kullanan CCD teknolojisi, GPS zaman ve konum belirleme, elektronik düzeçleme donanımları ile birleştirilerek “Sayısal Zenit Kameraları” (SZK) geliştirilmeye başlanmıştır. Otomatik kontrol ve veri işleme yazılımlarıyla birlikte SZK kullanılarak ±0.2” (2mm/km) doğruluklarla çekül sapmalarının (geoidin eğimi) belirlenmesi, gündelik uygulamalar içine girmiştir. İsviçre, Avusturya ve Almanya’da başlayan çalışmaların Avrupa’da ve en son Avustralya’da Astro-jeodezik Teknoloji Projesi ile uygulama alanı genişlemeye devam etmektedir (Hirt C., vd. 2010). 

Türkiye’de ulusal nirengi ağının yönlendirilmesi amacıyla 1976 yılına kadar 98 noktada astro-jeodezik çekül sapmaları belirlenmiştir (Ayan T., 1976).  Bu verilerle birlikte 1994 yılına kadar toplam 200 noktada elde edilen astro-jeodezik çekül sapması ile Türkiye Astro-jeodezik Geoidi (TAG-94) belirlenmiştir (Deniz R., 1998). Ancak geleneksel yöntemin doğruluk sınırlamaları nedeniyle uygulamalara uzun bir süre ara verilmiştir. Bir santimetre geoidi elde etmek için 5-10 nokta/1000 km2  nokta yoğunluğu gerekmektedir (Gerstbach G., 1996). Türkiye için santimetre astro-geoidinin belirlenmesi 4000-8000 nokta ile gerçekleştirilebilmektedir. 

Proje kodu: 111Y125

Durumu:Tamamlandı (2014)

Proje Yöneticisi: Prof. Dr. Rasim Deniz

Proje çalışanları: Prof. Dr. Rasim Deniz (İTÜ), Prof. Dr. Haluk Özener (BÜ), Dr. Haşmet Bölge, Kerem Halıcıoğlu (Doktora Öğrencisi)

Bütçe: 163500 TL