Hierbij wordt t uitgedrukt in de tijdseenheid, zoals die op
het moment van de waarneming wordt voortgebracht
door een geijkte plaatselijke frequentiebron. AI, voor
licht in de praktijk nooit meer dan 10 m, kan door het
meten van atmosferische druk ter plaatse van het laser-
afstandmeetstation worden bepaald met een precisie die
op het ogenblik in de meeste gevallen beter is dan die
van ct. At moet worden afgeleid uit een ijking van het
laserafstandmeetsysteem op een lichtweg
[T(L )-T(P)] rT(P)-T(L
waarvan t bekend is (zie figuur 2); deze lichtweg kan
eventueel geheel binnen het SLR-instrument liggen.
Omdat de satelliet ten opzichte van de aarde beweegt,
moeten de afstandmetingen worden gerelateerd aan een
internationaal overeengekomen tijdschaal, bijv. UTC;
deze relatie behoeft voor alle praktische toepassingen
niet nauwkeuriger te zijn dan 1 fxs. Tenslotte moeten de
metingen worden gerelateerd aan een op aarde verze
kerd punt B.
De correctie Al voor troposferische refractie is in het
optische deel van het elektromagnetische spectrum in
sterke mate onafhankelijk van de in ruimte en tijd veran
derende vochtigheid van de dampkring. Aan deze onaf
hankelijkheid ontleent de optische afstandmeting naar
satellieten een belangrijk voordeel in vergelijking tot
technieken gebaseerd op de voortplanting van micro
golven.
Samenvattend kan worden gezegd, dat een laseraf-
standsysteem van de huidige generatie de volgende min
of meer kritieke punten vertoont:
de meting van tijdstip T (L,);
de meting van IT (L2) - T L,
de looptijd van de laserpuls;
de idealisatie van L: vanaf welk aards punt worden
de afstanden gemeten?
de ijking van de totale systeemvertraging At;
de inmeting van L ten opzichte van plaatselijke vast
leggingen B;
de schatting van de effectieve plaats van R ten op
zichte van het massa-middelpunt S van de satelliet.
Wat betreft dit laatste punt, dat aanleiding geeft tot de
zogenaamde massa-centrum-correctie, zij opgemerkt
dat in het geval van één enkele hoekspiegel, het reflec-
tiepunt eenduidig samenvalt met het hoekpunt van die
spiegel. In het algemeen is de retroreflector opgebouwd
uit enkele tientallen tot enkele honderden hoekspiegels.
In dat geval hangt het effectieve reflectiepunt af van de
richting waaronder het hoekspiegelspakket wordt aan
gestraald en moet dan zorgvuldig worden bepaald ten
opzichte van het massamiddelpunt van de satelliet, bij
voorkeur in het laboratorium, vóór de lancering.
Bij moderne SLR-systemen met grote laserpulsfrequen
tie zullen de prestaties niet zozeer afhangen van het aan
tal foto-electronen, gedetecteerd per uitgezonden puls,
maar meer van het aantal per tijdseenheid. Zulke syste
men vragen om de toepassing van interpolatietechnie
ken, die dan kunstmatige waarnemingen, met de meet-
informatie over een zeker tijdsinterval, opleveren; in het
Engels heten zulke geïnterpoleerde waarnemingen:
„normal points". Met zulke „normal points" overeen
komende looptijden bereiken op het ogenblik geschatte
standaardafwijkingen van 100 ps (1,5 cm in afstand
maat) of beter.
De SLR-techniek is in belangrijke mate gebaseerd op de
hoge graad van coherentie en monochromatisme van
het laserlicht, die nauwe bundel- en bandbreedten van
NGT GEODESIA 83
straling mogelijk maken; op hun beurt maken die het
meten bij laag energieniveau en bij daglicht mogelijk.
Deze mogelijkheden worden benut door gebruik te ma
ken van nauwkeurige voorspellingen van de posities van
de aan te meten satellieten. Des te nauwkeuriger zulke
voorspellingen zijn, zowel in richting en afstand, des te
grotere signaal-ruis-verhoudingen er bij het meten te be
halen zijn.
Tabel I geeft enkele technische gegevens van het SLR-
systeem dat in 1975 aan het Observatorium te Kootwijk
werd afgeleverd.
nominale laser golflengte
694 nm
uitgezonden energie
1 J
pulsduur
2 ns
pulsfrequentie
15/min
opening ontvangeroptiek
50 cm
Tabel I: Technische gegevens van het SLR-systeem te Kootwijk.
Figuur 3 toont een gedeelte van het systeem, opgesteld
in een koepel van het observatorium. De prestaties van
het systeem, die ten tijde van het ontwerp daarvan de
praktische mogelijkheden vertegenwoordigden, werden
in de loop der jaren door wijzigingen van technische en
meetprocedurele aard gaandeweg verbeterd. Thans (be
gin 1983) benadert de standaardafwijking per enkele
waarneming van de afstand naar een satelliet 10 cm, een
kenmerkend getal voor SLR-systemen van de zoge
naamde tweede generatie.
Fig. 3. De laserafstandmeetapparatuur te Kootwijk in een van de
waarneemkoepels van het observatorium.
Meer uitvoerig werd het Kootwijkse SLR-systeem be
schreven door [Havens et al, 1975] en [Aardoom en Zee
man, 1978]. [Zeeman en Vermaat, 1978] besteedden
tevens aandacht aan de verwerking van de metingen.
Recentelijk werden de geodetische aspecten van het
SLR-proces te Kootwijk, in het bijzonder ook de proce
dures van kwaliteitscontrole die aanleiding gaven tot
bovenvermelde precisieschatting, in enige mate van de
tail beschreven door [Aardoom et al, 19821.
3. De laserafstandmetingen te Kootwijk in inter
nationaal perspectief
De SLR-metingen begonnen in augustus 1976 met als
meetobjecten: GEOS-1, GEOS-2, STARLETTE en
GEOS-3. Er werden zowel nacht- als daglichtover
komsten waargenomen, maar hoewel LAGEOS (figuur
4) in het najaar van 1976 bij duisternis reeds kon worden
151
