W,
Fig. 4. De nominale baan van de satelliet in een aardvast coördina
tensysteem.
Er zijn echter nog andere criteria die een rol spelen bij de
keuze van de baan voor een altimetersatelliet. Om dit wat
duidelijker te maken, is het noodzakelijk iets dieper in te
gaan op de baanmechanica. In fig. 4 is daarom de nomi
nale baan van de satelliet weergegeven, inclusief de be
langrijkste variabelen die een rol spelen in de definitie
ervan.
Het is bekend dat bij benadering de beweging van een
satelliet in een inertieel coördinatenstelsel plaatsvindt in
een zogenaamd baanvlak. De oriëntering van de snijlijn
van dit baanvlak met het x-y vlak in een inertiële ruimte
wordt normaal gesproken weergegeven door Q, de rech
te klimming van de klimmende knoop. De helling of incli
natie van het baanvlak wordt altijd gerepresenteerd door
een variabele die een vrij constant gedrag vertoont.
Echter een aardvast stelsel is niet inertieel o.a. door aard
rotatie; de snelheid van de rotatie wordt weergegeven
door 0. De stand van het baanvlak ten opzichte van de
xe-as van een aardvast coördinatenstelsel bestaat der
halve uit de combinatie van Q - 0, hetgeen gelijk is aan
we (fig. 4). Naast we bestaat ook nog de tijdsafgeleide
cjje, een grootheid die wordt bepaald door enerzijds aard
rotatie (0) en anderzijds precessie van Q. Dit laatste wordt
voornamelijk veroorzaakt door het afplattingseffect van
het zwaartekrachtsveld (J2), de straal van de satelliet r
en de inclinatie
Door de minimale excentriciteit van de altimeterbanen is
het mogelijk de beweging in het baanvlak te benaderen
door een eenparige rotatie. De stand van de satelliet in
het baanvlak is dus te benaderen met een hoek co0, die
ook wel .argument of latitude" wordt genoemd (zie ook
fig. 4). De variabele co0 heeft net als coe een tijdsafge
leide, hier aangeduid met co0, die op zijn beurt wordt
benaderd door de som M co, respectievelijk de ge
middelde beweging (mean motion) en de precessie
snelheid van het argument van het perigeum. Evenals
cjoe wordt co0 voornamelijk bepaald door J2, r en I.
Het is nu gemakkelijk in te zien dat door een juiste keuze
van r en een situatie ontstaat waarbij de ground track
van de satelliet zichzelf herhaalt. Voor een bepaalde keu
ze van r en vindt men namelijk dat:
M 00 (£o <x_
Q - 0 coe p
waarbij a en ft gehele getallen (integers) voorstellen. Voor
een willekeurige keuze van r en zal dit meestal niet het
geval zijn, tenzij men erg grote integers kiest. (Elk reëel
getal is te benaderen door een integer verhouding zoals
NGT GEOOESIA 89
Ti 22/7 355/113 De fysische interpretatie van
vergelijking (1) is vrij eenvoudig: na a omlopen in het
baanvlak en rotaties van het baanvlak zelf om de ze-as
zal de ground track van de satelliet zichzelf herhalen.
Voor SEASAT heeft men in de laatste maand een her
halingsperiode van 3 dagen gekozen, waarbij alf)
-43/3. Hetzelfde is het geval met de huidige baan van
GEOSAT, waarbij de herhalingsperiode 17 daqen is:
alp -244/17.
Doordat radarhoogtemetingen worden herhaald over de
zelfde ground track, is het mogelijk tijdsvariaties in de
vorm van het zeeoppervlak te meten. De manier waarop
een en ander in zijn werk gaat, zal later in dit verhaal aan
de orde komen.
Baanberekening
Het blijkt dat een succesvolle toepassing van altimeter-
metingen eigenlijk alleen maar mogelijk is, indien andere
externe informatie aan de metingen wordt toegevoegd.
De belangrijkste externe informatie wordt ongetwijfeld ge
leverd door de baanberekening van de satelliet. De eisen
die worden gesteld aan de nauwkeurigheid van de baan,
zijn zonder meer extreem te noemen. Zo wil men in de
oceanografie circulatiepatronen in de oceanen bepalen,
die overeenkomen met vormveranderingen in het zee
oppervlak in de orde van enkele centimeters over afstan
den van 5000 a 10 000 kilometer. Derhalve wil men overal
de radiële positie van de altimeter weten met een nauw
keurigheid van zo'n 5 a 10 cm.
De hoofdeffecten die de beweging van de satelliet bepa
len, zijn het zwaartekrachtsveld, de beginsnelheid en de
beginpositie. Een puur radieelsymmetrisch zwaarte
krachtsveld, veroorzaakt door een bolvormige homogene
aarde, zou de bekende Keplerbaan opleveren. Dat de
aarde helemaal niet homogeen is en dat derhalve het
zwaartekrachtsveld is verstoord, blijkt onder andere uit
de verstoringen van de satellietbewegingen (fig. 5).
Fig. 5. Onder invloed van de aantrekking van aarde, zon en maan,
remmingseffecten van de hoogste luchtlagen en stralingsdruk, be
schrijft de satelliet een onregelmatige baan om de aarde.
67
