dt At J At
J J v
f n ds At At
c J c
tische activiteiten als een onderdeel van het Nederlandse
nationale programma van ruimteonderzoek.
Intussen was een andere optische techniek voor nauw
keurige satellietplaatsbepaling beproefd en op zijn toe
passingsmogelijkheden bekeken. Pionierswerk, voorna
melijk verricht door Amerikaanse en Franse onderzoe
kers, had rond 1965 aangetoond, dat vanaf de grond
laserafstandmetingen konden worden verricht met een
nauwkeurigheid van een paar meter en dat nauwkeurig
heden van beter dan één meter mogelijk zouden zijn.
Zulke verbeterde nauwkeurigheden, zowel 's nachts als
overdag, kwamen rond 1970 inderdaad ter beschikking.
Rekening houdend met de mogelijk geachte verdere ver
betering van de nauwkeurigheid van laserafstandmeten
tot het peil van beter dan één decimeter, en met de bij
drage die het benutten van zulke geavanceerde nauw
keurigheden ook zou kunnen leveren tot bepaald onder
zoek in de geodynamica en op aanverwante gebieden,
werd besloten dat naast de fotografische richtings
meting naar satellieten, ook laserafstandmeting zou wor
den uitgevoerd.
Met succes werd in GROC een overeenkomstig ver
hoogde subsidie aangevraagd en in nauwe samenwer
king met de Afdeling der Geodesie van de Technische
Hogeschool Delft (THD) kon de Technische Physische
Dienst TNO-TH (TPD) in 1973 beginnen aan het ontwerp
en de bouw van een geavanceerd laserinstrument voor
het meten van afstanden naar satellieten. In het Engels
wordt de laserafstandmeting naar satellieten aangeduid
met SLR, een afkorting voor „Satellite Laser Ranging".
In dit begin werd het programma technisch ondersteund
door het Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO)
te Cambridge, Massachusetts, VS, dat waardevolle er
varing bereidwillig ter beschikking stelde.
Het instrument werd eind 1975 geïnstalleerd in het Ob
servatorium voor Satellietgeodesie dat de THD in 1973
te Kootwijk, niet ver van Apeldoorn, had gevestigd
I Poelstra, 1974]. De vestiging van dit speciale observato
rium lag ten dele in het verlengde van de eerder uit
gestippelde beleidslijn om geodynamisch onderzoek te
zien als een hoofddoelstelling van het in de toekomst aan
de THD te verrichten satellietgeodetische werk. De
meetnauwkeurigheden die daartoe nodig zouden zijn, en
die werden verwacht van de laserafstandmeting, zouden
alleen zinvol kunnen worden benut als de waarnemingen
zouden worden gedaan vanaf „vaste grond". Wat dat
betreft bood het gebied bij Kootwijk een beter vooruit
zicht dan de meeste andere gebieden in het land. Boven
dien zouden te Kootwijk, met het oog op optische waar
nemingen, betere omstandigheden bestaan dan op het
tijdelijk gekozen meetpunt nabij Delft. Figuur 1 toont het
observatorium vanuit de lucht.
In de volgende paragrafen zal nader worden ingegaan op
de SLR-techniek in het algemeen en zijn toepassing te
Kootwijk in het bijzonder, op de betrokkenheid van het
observatorium bij internationaal opgezette SLR-pro-
gramma's, op verricht onderzoek en de resultaten daar
van, en op de technische en programmatische ontwikke
lingen gericht op de toekomst.
2. Grondbeginselen van de laserafstandmeting
naar satellieten
Fig. 2. Laserafstandmeting naar satelliet S en ijkpunt P, meetkun
dig bekeken. Ft, is het effectieve reflectiepunt op de satelliet op
het moment TIL,) dat de uitgezonden laserpuls referentiepunt L,
in het instrument passeert; R2 is het reflectiepunt op het moment
T(L2dat het terugkerende licht referentiepunt L2 passeert. S, en
S2 zijn de posities van het massamiddelpunt van S achtereen
volgens op TIL,) en T(L2). B is het geodetische hoofdpunt, waar
naar de resultaten van de metingen in het instrumentele hoofdpunt
L zullen worden overgebracht.
In beginsel is laserafstandmeting tamelijk eenvoudig.
Wat wordt gemeten (zie figuur 2), is de grootheid (Eng.:
„range") t die, afgezien van een onbekende, maar hope
lijk constante instrumentele vertraging At, gelijk is aan
de looptijd
T(L )-T(L [T(L2')-T(R)] [T(R)-T(L1)]
van fotonen, waaruit een laserlichtpuls bestaat, vanaf
referentiepunt L,, in het zenderdeel, via een retrore-
flector op de satelliet, geïdealiseerd door punt R, naar
referentiepunt L2 in het ontvangerdeel van het meet
instrument, zodat:
t [T(L2)-T(L1)] At
Hierin is v de op het desbetreffende tijdstip geldende
plaatselijke lichtsnelheid en c de lichtsnelheid in vacuo,
n is de momentane en plaatselijke brekingsindex langs
de lichtweg met optische lengte I. De integratie wordt
uitgevoerd gedacht over deze totale lichtweg.
Behoudens de nauwkeurigheid van de meetkundige de
finitie (idealisatie) van de eindpunten L van de lichtweg
in het meetinstrument en van R op de satelliet, kan de
rechtlijnige afstand tussen deze punten voor het tijd
stip:
T(L1- [T(L2)-T(L1)]
met een uitstekende benadering worden berekend uit:
1 j (I-AI), waarbij AI (n-1) ds
Deze benadering is slechter als men zegt dat de afstand
is op tijdstip T(R).
NGT GEODESIA 83
Fig. I. Het Observatorium voor Satellietgeodesie te Kootwijk.
150
