Геодезия и картография с нуля. Как?

Обычному геодезисту не понадобится работать с этими цифрами. В компактных суперЭВМ будут в реальном времени производится расчёты.

 

Формально, ITRF и IGS - это разные отсчётные основы. Последняя, как полученная только с использованием GNSS, есть подмножество ITRF. Фактически, разница между ITRF2008 и IGS08 не превосходит 0.3 мм вблизи поверхности Земли. В навигационных сообщениях не скорее всего, а точно, что координаты спутников даются в WGS 84. В настоящий момент это WGS 84 G1674, но приведенная на середину текущего года.

--- Сообщения объединены, 6 авг 2013, Оригинальное время сообщения: 6 авг 2013 ---

Расчёты чего?

 

Спасибо за уточнение.

Неужели только я считаю целесообразным создание такой системы координат в случае освоения человечеством дальнего космоса у Антоновича их называют "инерциальными".

 

Вы пробовали оценить сложность этой задачи и поиграть в Бога? Для справки, только в нашей Галактике порядка 300 000 000 000 звезд. По моим прикидкам на современном самом быстром суперкомпьютере (~34 петафлопс) только один шаг интегрирования точных дифференциальных уравнений движения всех звезд в Галактике займет время, как минимум, 60 лет. Развитие компьютеров приближается к своему физическому пределу. Никакие квантовые компьютеры в этом деле нам не помощники.

 

А зачем сразу по всем рассчитывать, достаточно подобрать перечень очень ярких, очень далёких и хорошо расположенных. По мере изучения этого вопроса будут уточнять систему добавлять и исключать. Если научатся мгновенно перемещаться, то только если откроют некие новые свойства материи, понимание которых позволит установить систему отчёта для этой системы координат.

 

Хрен с ними с порядками цифр в это самой "общегаллактической системе координат". Предположим даже, что создание такого каталога технически возможно. Пусть даже будет так, что параллельно с возможностью телепортироваться мы изобретём принципиально новый метод обработки информации, позволяющий увеличить производительость планшетника в сто почтальонов раз. Остаются 2 вопроса:
1. Для каких целей нам нужен этот каталог.
2. Какие точности нам доступны при измерениях и какие точности мы получим на выходе?

По первому вопросу предлагаю разделить рассуждения на 2 направления: перемещение в космосе (между планетами и космическими станциями) и геодезическое освоение конкретных планет.

Как бы это не было смешно но в перемещениях по космосу тоже есть 2 варианта: положение окна выхода задаётся координатами и не требует наличия материальной базы, и положение окна выхода определяется положением устойства, открывающего это окно. Если окно выхода привязано к положению устройства, то нам для путешествий по космосу нужен номерной каталог эих окон и без разницы, какие координаты их положения (где смонтировали - туда и попадём).
Другой вопрос, если окно выхода не имеет материальной базы и открывается в точке пространства с указанными координатами. Тогда нам будет жизненно необходима динамическая пространственная карта космоса (хотя бы одной галактики) - не хотелось бы телепортироваться в центр звезды или куда-нибудь в зону влияния чёрной дыры. Да и оказаться в нескольких сотнях световых лет от ближайшей колонизированной планеты, тоже удовольствие не из приятных...

Теперь о планете. Если речь идёт о полярной системе координат, то начальной точкой самое логичное брать условный центр масс планеты (широта, долгота и всё такое). Если речь идёт о прямоугольной системе, то все координаты привязаны к среднеуровневой поверхности (неважно, океаны это будут или иное математическое решение), и начало отсчёта берётся с конкретной точки планеты (лепестка 6-ти градусной зоны).
В любом случае каждая планета будет иметь свою внутреннюю систему координат как тело большого объёма и площади поверхности и привязана к общегаллактической системе координат как материальная точка. При работе с внутренней системой координат планеты логично и обосновано создание каталога звёзд. Но, на кажой планете это будет собственный каталог, и объединять эти данные в общую систему с множеством начальных отсчётов дело нелогичное и неблагодарное.

Второй вопрос тоже очень интересен. Все земные каталоги небесных тел созданы методом экстраполяции. Любой мало-мальски грамотный геодезист должен знать о том, что при таком методе величина исходной ошибки будет возрастать прямопропорционально расстоянию (особенно важно влияние угловой ошибки). Более того, высокоточное измерение расстояний в масштабах космоса вообще невозможно ввиду ограниченности скорости света (если расстояние до луны может быть измерено с сантиметровой точностью с использованием маяков, расположенных на её поверхности, то ждать возвращённый сигнал с братской планеты несколько тысяч лет...), так что трилатерация и полигонометрия - не вариант, остаётся только триангуляция... Вот тут-то и начинаются точности. Нынче говорят об радиоинтерферометрах, тающих точность угловых наблюдений 0.001". Угол расширяется и линейная составляющая угловой ошибки будет чуть меньше 47.5 млн. км. на каждый световой год (всего в 3 раза меньше, чем расстояние от Земли до Солнца), а этих лет - тысячи!!! Если мы с такой точностью будем расчитывать координаты на 1000 световых лет, то промах нашей телепортации составит всего 2 световых дня. Дальше интереснее...

Тут Виталий прав, действительно для общегаллактического каталога нам нужны будут данные тольк для ориентирных Звёзд и звёздных систем, которые мы собираемся посещать (чтобы закрепиться на всех Звёздах нашей Галактики, и возле каждой звезды разместить хотя бы одного человека для мониторинга и т.п. мы должны начать размножаться так, чтобы все тараканы передохли от зависти). Другой вопрос, что в нашем волшебном каталоге должны быть данные не только о звёздах, но и о всех мало-мальски крупных объектах звёздной системы, в которую мы прыгаем. Очень весело будет телепортироваться на пути кометы за пару секунд до столкновения . А вот тут уже начинаем считать песчинки на берегу океана... А наблюдения на малые тела звёздной системы на расстояниях в тысячи световых лет нецелесообразны (даже если возможны), поскольку за тысячи лет изменяются и орбиты, и скорости и размеры, да и сами тела могут исчезать и появляться новые (мы же помним, что в телескопы мы видим не сами тела, а их фантомы ).

Вместо выводов...

Я до сих пор не понимаю как Вы это себе представляете!!!

 

Вы опередили меня со следующими вопросами.
Я хотел их задавать медленно и не спеша.

 

Да, трудновато будет геодезистам в будущем. Особенно в условях многомерных пространств и неевклидовой геометрии Пора создавать отдельную тему "Геодезическая фантастика"

 

А, вы хотели медленно, медленно, спустится вниз и "разобраться" со всем стадом? Скорее оно "разберется" с вами.

тем более, что само понятие "пространство" пока размыто и завуалировано.

 

Пока не создали "геодезический рай" на своей территории нет смысла пытаться его строить у гуминоидов. А не то получится как всегда.

 

Чтоб каждый раз не перерисовывать заново карту звёздного неба как здесь предложено.

Более того если будет такой каталог можно будет в любой точке вселенной почти мгновенно определить своё местоположение по звёздам.

Для абсолютной привязки звёздной системы в общегалактической системе координат не требуется очень высокая точность, главное "однозначно" определить где она расположена. Далее наблюдатель (кто или что пытается определить свои координаты) измеряя с гораздо более высокой точностью скорость и направление своего перемещения не теряет своей координатной привязки.

Если ты каждый день ездишь на автобусе на работу и обратно, то тебе не обязательно знать координат дома и работы, главное знать номер маршрута автобуса и как до остановки дойти. Но это не значит, что водителю автобуса не нужно знать координаты точек маршрута по которым он должен ехать.

Крупные объекты можно на такую карту нанести, но сильно детализировать не стоит. Будут выбираться специальные территории куда удобно и безопасно перемещаться, в крайнем случае вперёд можно радио зонд послать.

Зачем опять создавать такие же сложности как и на земле. Если орбита не стабильна и есть сейсмическая активность, то потом придётся уточнять её постоянно.
Ещё очень давно это придумали и это будет актуально и в будущем: привязка к каркасной сети. Точки каркасной сети можно перепроверять регулярно, а в пределах одной ячейки искажения будут минимальными. Если ядро стабильно то можно и произвольную геоцентрическую создать (не обязательно чтоб с центром масс совпадало начало). Широта, долгота, высота над эллипсоидом вообщем отказаться стоит от этой ерунды.
Я уже писал:

 

Скорее всего, получится именно так. По аналогии с покорением Северной Америки англосаксами, Южной - испанцами, Дальнего Востока - славянами. Куда занесет корабль, там и поселятся. А потом будут описывать территорию словами, потом привезут теодолиты (пока GPS не создадут) и пошло поехало....(Если на Земле не вырежут друг друга).

--- Сообщения объединены, 7 авг 2013, Оригинальное время сообщения: 7 авг 2013 ---

Окна входа.., окна выхода... А в интервале между ними мы как ориентироваться будем?

 

Перефразируя известный анекдот.

Попали два геодезиста на не обитаемый остров и начали спорить один говорил, что надо сначала произвести топографическую съёмку, а второй, что первоначально нужно закрепить точки обоснования.
В результате многочасовых споров геодезисты наконец пришли к согласию и пошли вместе искать пищу и строить жилище.

 

Ладно... Пойдём от противного...
Ура! Свершилось чудо, и коллективный разум Земли создал каталог координат звёзд (упасть и не встать, какой рывок в геодезии). Теперь моделируем ситуацию... Мы мгновенно с Земли перемещаемся на несколько тысяч световых лет. Естественно мы помним, что упор в каталоге делался на самые дальние и самые яркие звёзды, но нас кружают миллиарды других звёзд, более ближних и более ярких. На небе есть звёзды находящинся на разном удалении, но одинаково яркие для земного наблюдателя. Надеюсь, уважаемый Виталий не будет отрицать, что при перемещениях на большие расстояния видимое расположение звёзд будет меняться (так же понимаем, что меняется яркость и относительная скорость движения, а может ещё что не так будет как на Земле). И вот мы в новой точке Космоса пытаемся найти ориентирные звёзды среди миллиардов точек вокруг нас. Да! Самые тусклые, самые невероятные и ещё какие-нибудь мы сможем отсеять, но даже если останется десяток тысяч (некоторые из них будут более яркие, чем ориентирные), то как мы поймём, с какой звезды нам начинать наблюдение (ориентирные звёзды в космосе не будут помечены стрелкой "смотри сюда!"). В добавок мы помним, что Солнце находится на серьёзном удалении от центра галактики. А если перемещение будет в точку поближе к центру? Там плотность и яркость звёзд затмит все ориентиры! Напрашивается логичный вывод: а давайте создатим интерактивную пространственную карту нашей галактики (замахиваться на весь космос пока не будем), тогда по этой карте можно будет ориентироваться... Ок! Тогда даже исходя изсобственного скудоумия перед вселенскими масштабами могу предположить что должны содержать карта и каталог.
1. В виду конечности скорости света карта должна менять своё видимое содержание при наведении на корнкретную точку этой карты. Фактически карта должна быть выполнена в виде планетария, только первичное расположение звёзд должно быть таким, как будто мы находимся в центре галактики. Дальше мы определяем точку пространства из которой мы хотим созерцать звёздное небо и карта меняет нам картинку (не только согласно проекции пространства, но и в пересчёте времени - видимые фантомы в разных частях галлактики будут иметь разные координаты в одно и то же время). Согласен, у нас есть суперкомпьютер и ядро карты (откуда исходят проекционные лучи) имеет диаметр 5см и весит 100гр, пусть даже это ядро генерирует голорафическое изображение не на внутреннюю поверхность сферы (как в современных планетариях), а просто создаёт видимые точки в пространстве вокруг себя...
2. Непосредственно сам каталог. Он естественно тоже интерактивный... Но тут интереснее...

Получается, что для создания первичной карты галактики мы должны будем либо вести все наблюдения из центра галактики (Это технически возможно? Что там в самом центре?), либо объявить Землю центром галактики (да здравствует святая инквизиция!!!). Это лирика, поскольку нам нужно будет вообще отказаться от такого вида координат... Да и помимо координат нужны будут дополнительные данные:
- реальное расстояние до звезды от места положения наблюдателя
- пересчёт положения видимого фантома (скорость света конечна, а расстояния многие тысячи световых лет)
- собственная яркость звезды
- относительная яркость звезды для настоящего положения
- собственные спектральные данные
- спектральные данные для настоящего положения
- сведения о временных изменениях вышеперечисленных данных (должны содержать расчётные данные на десятки, сотни тысяч лет вперёд и назад).
- для наблюдений с планеты поправки к вышеперечисленным данным за динамику движения планеты и особенности искажений из-за атмосферы
- для наблюдений с космического корабля... а вот тут пока край фантазии и идей нет.

А теперь внимание вопрос!

Да какими методами будут с Земли добываться вышеперечисленные данные???

З.Ы. В рамках Земли так и не научились определять свою высоту по звёздам. Наблюдая на звёзды мы получаем только 2 координаты. Маловато для решения глобальных задач геодезии... А уж для создания общегаллактического каталога...

 

Излучение каждой звезды индивидуально. Распределение по спектру, период пульсации и т.д. так что всё возможно да и в пределах нашей галактики расположение дальних звёзд кардинально не изменится.

Нет смысла об этом говорить если есть телепортация.

А разве для того чтоб произвести съёмку в СК95 нужно производить съёмку с экватора, а в геоцентрической СК обязательно из центра земли?

Засечкой по звёздам всегда получают 3D координаты, но так как мы не можем наблюдать звёзды ниже горизонта и излучение всех низких звёзд подвержено сильному влиянию атмосферы, поэтому определить высоту получается менее точно, чем плановые координаты.

Был бы госзаказ, а любую систему координат и любые каталоги сделать не проблема.

 

http://mexlab.miigaik.ru/osnovnye_razdely/nauchnaja_dejate/

 

Очень интересно и познавательно. НО!!!

И посмотрите на точности построения сетей: если на Фобосе точность составляет десятки метров, то на более удалённых спутниках планет точность оценивается в километрах (до 16 км).

Для разведки местности и приблизительной оценки мест начала колонизации пойдёт. А для развития геодезии с точностями адекватными Земным - как-то неубедительно... Да и колонизируемая планета будет никак не "малым небесным телом"...

Опять же. Все экспедиционные спутники отправляются в путешествия к другим планетам с билетом в один конец. Никто не догадался пока как можно расчитать возврат спутника на Землю. А информация собирается посредством дистанционной передачи. Если планета будет на удалении многих световых лет - об этом канале можно забыть. Соответственно возникает вопрос получения данных с экспедиционных спутников. Я как-то слабо себе представляю этот фантастический момент. Остаётся предположение, что к месту колонизации будет отправлен здоровенный корабль с огромным колличством ресурсов на борту, включая телепортирующее устройство с запасом энергии для обратного прыжка (предлагаю поа не отвлекаться на споры о том, как этот обратный прыжок может быть расчитан). А это уже такое вложение ресурсов, что сомнительные фотографии поверхности с сомнительными точностями мало кого заинтересуют. Поэтому высаживаться придётся без предварительной подготовки

 

http://www.gisa.ru/97979.html?from_email=Y
Вот и пульсары будут использоваться в качестве маяков.

 

Замечательно! Как ориентироваться в космосе - начало положено (пусть даже пока в теории). Но это не решает проблемы развития геодезии на колонизируемой планете...

 

У меня в голове нарисовалась простая и вполне футуристическая картинка, в которой, однако ничего фантастического - всё уже есть сегодня и даже вчера...
... вскоре после высадки с базы выезжает бравая команда небольших роботов (непременно на гусеницах), которые разъезжаются по окрестным вершинкам. Там они окапываются и выставляют вверх манипуляторы-мачты с антеннами, превращаясь в систему ретрансляторов связи, она же система локальной навигации, она же система геодезического позиционирования, она же, если угодно, система геофизического мониторинга (или как там это будет называться) - кому что нужно. Как будет происходить сбор и обработка информации, как будет всё вычисляться и уравниваться - это всё давно известно и опробовано. Да, конечно, сначала эта сеть будет, скорее всего, плоской и сугубо локальной, не ориентированной строго. Потом дойдёт очередь и до этих задач. Как сориентировать сеть относительно оси вращения планеты? По наблюдаемому суточному движению звезд. Не видны звёзды, плотная атмосфера? Из гироскопии. Слишком медленно вращается планета? Ну.. тогда придется дождаться строительства телескопов для РСДБ, а пока довольствоваться хоть магнитным полем...
Кстати, не забудем про важнейший геодезический параметр, который нужно знать к моменту высадки и затем уточнить: абсолютное значение силы тяжести на поверхности планеты! А то мы там ничего спроектировать и построить не сможем....