Media
h
m
U- ijzer
moer
Steker
naar de meetbrug
Fig. 2. Meling van de rondheid van een tap.
We maten de verplaatsing bij een groot aantal hellingen
van de kijker en konden zo de Fourier-coëfficiënten, en
daaruit de vorm van de tap, berekenen [De Munck, 1954],
Een derde toepassing van het idee van Heuvelink was de
bepaling van het koerseffect bij de ontvangantenne bij
hyperbolische plaatsbepaling op zee [De Jong en De
Munck, 1987], Bij hyperbolische plaatsbepaling heeft
men te maken met een zelfde moeilijkheid als bij het
randonderzoek: één meting bestaat uit het verschil van
twee „aflezingen", ieder met hun eigen fout. Die aflezin
gen zijn hier de afstanden naar de beide zenders. Recen
telijk kwam ik op het idee om ook hier naar Heuvelink te
kijken, maar dit lijkt nu niet zo belangrijk meer in verband
met de tegenwoordige satelliettechnieken.
Dikwijls worden fysische begrenzingen veroorzaakt door
media, zoals lucht en water bij refractie van elektromag
netische en akoestische signalen, de vloeistof bij hydro
statische waterpassing en het materiaal van meetbanden
en meetdraden bij mechanische afstandmeting.
Reductie van refractie-effecten
Refractie-effecten worden veroorzaakt door plaatselijke
afwijkingen in de brekingsindex van het medium. Deze
brekingsindex wordt gedefinieerd als de verhouding van
een standaardwaarde van de voortplantingssnelheid van
het signaal tot de voortplantingssnelheid ter plaatse.
We zullen nu een aantal methoden behandelen om de
refractie te elimineren of om ervoor te corrigeren:
a. Aangezien elektromagnetische golven geen tussen-
stof nodig hebben om zich voort te planten, kan men
bij deze signalen eenvoudig het medium verwijderen
(vacuüm). Een toepassing hiervan kan men vinden in
Belgrado, waar men bij de sterrenwacht vacuüm-
buizen heeft aangelegd tussen een groot doorgangs
instrument en de bijbehorende meridiaanmerken
[Mitec en Pakvor, 1977]. Andere voorbeelden zijn
interferometrische aardvormingsmeters.
b. Het is in het algemeen zeer zinvol om gunstige om
standigheden uit te zoeken, zoals de juiste weers
gesteldheid in de troposfeer, een hoge frequentie in
de ionosfeer, een gunstige fase van het getij bij onder-
waterakoestiek, licht- of radiowegen op voldoende af
stand van obstakels, enz. Zo'n keuze kan gebaseerd
zijn op ervaring en op kennis van de voortplantings-
mechanismen van de signalen door het medium.
c. Men kan de brekingsindex en, indien gewenst, de gra
diënt daarvan, meten in één of meer punten. Dikwijls
is het eenvoudiger om in plaats hiervan een aantal
toestandsgrootheden van het medium te bepalen
waarvan de brekingsindex afhankelijk is, zoals tempe
ratuur, druk en samenstelling (vochtigheid van de
lucht, of zoutgehalte van zeewater). Omdat het in het
algemeen niet praktisch is om zulke metingen te ver
richten langs de hele ,,licht"weg, worden ze meestal
gecombineerd met een model van het medium.
d. Een model van het medium. In de literatuur kan men
een groot aantal modellen vinden. Zie bijvoorbeeld
[Brunner, 1984] voor de troposfeer en [Klobuchar,
1987] voor de ionosfeer. Voor de troposferische re
fractie gebruikt men dikwijls de veronderstelling dat
het optische pad symmetrisch is; men kan dan de
refractie elimineren door de verticale hoek van weers
zijden te meten.
e. Afgeleide metingen. In veel gevallen is het voldoende
om in plaats van de metingen zelf, afgeleide metingen
te gebruiken, zoals verschillen of verhoudingen van
metingen. In zulke gevallen kan de invloed van
refractie-effecten soms drastisch worden beperkt.
Voorbeelden zijn: trigonometrische waterpassing met
een referentiepunt, „single differences" en „doublé
differences" bij GPS-draaggolffasemetingen en leng
teverhoudingen bij elektronische afstandmeting. Een
ander voorbeeld is de meting van hoeken en afstan
den in ruimtelijke netwerken [Hradilek, 1982].
f. Het gebruik van een toegevoegd signaal. Een inte
ressant voorbeeld hiervan is het gebruik van een
akoestisch signaal om de brekingsindex of de gradiënt
daarvan langs de lichtweg te vinden [Hübner, 1986].
Meer algemeen bekend is de methode met meer fre
quenties, waarbij gebruik wordt gemaakt van de even
tuele kleurschifting (dispersie) van het medium. Uit
metingen op twee of drie frequenties kan het refractie
effect, althans gedeeltelijk, worden geëlimineerd.
Deze methode is zeer effectief bij radio-afstandmeting
door de ionosfeer, zoals bij satellieten en VLBI [Hart-
mann en Leitinger, 1984]. De tweekleurenmethode
wordt ook wel gebruikt voor elektro-optische afstand
meting van hoge nauwkeurigheid. Voor hoekmeting is
de tweekleurenmethode zeer moeilijk, maar mis
schien niet onmogelijk [De Munck, 1970],
Hydrostatisch waterpassen
Een geheel ander gebruik van een medium is het water
in de slang bij hydrostatische waterpassing [Waalewijn,
1964], Bij deze methode wordt een met water gevulde
buis van bijvoorbeeld enkele kilometers lengte gelegd
tussen de waterpasbouten A en B. De beide uiteinden
van de buis zijn open. Als de luchtdruk bij de punten A en
B gelijk is, en als de soortelijke massa van het water in de
buis constant is, zullen de waterspiegels aan beide ein
den even hoog staan. Een moeilijkheid we zullen dat
hier opvatten als een fysische begrenzing is de tem-
peratuurverdeling over de lengte van de buis, want tem
peratuurverschillen in niet-horizontale delen van de buis
kunnen hoogteverschillen tussen de waterspiegels ver
oorzaken (fig. 3).
186
NGT GEODESIA 89 - 4
