Cultuur in de na
tuur: de ijkbasis
Loenermark als
Apeldoorns monu
ment (2008).
Dr. E. Bergstrand, niet denkend in termen van lengtever
houdingen, was zich ervan bewust dat EDM zou staan of
vallen met de bekendheid van de waarde van c. Daarom
had zijn vroege werk met de Geodimeter, in de jaren '40
van de vorige eeuw, in belangrijke mate, zo niet primair,
de bepaling van c ten doel. In het kort geschreven, modu
leerde hij zichtbaar licht met een bekende frequentie f en
bepaalde hij de golflengte k van die modulatie door me
ting op een ijkbasis van bekende lengte d. Gecorrigeerd
voor refractie, volgde lichtsnelheid c dan uit c fk. Naar
mate de frequentiestabiliteit van de oscillatoren (aanvan
kelijk kwartsklokken) verbeterde, kon door metingen als
Eenheid van lengte uit het laboratorium en via de ruimte
Door de herdefinitie van de meter in 1983 werd afstandmeting Iteruggebracht tot (loop)
tijdmeting (x):
cx, (1)
waarbij de in velband met de gebruikelijke heen- en terugmeting in te voeren factor 1/2
hier kortheidshalve is weggelaten. Met c als invariante schaalfactor zouden, althans in
vacuüm, voortaan nadrukkelijk lengteverhoudingen worden gemeten.
Zonder op de details van afzonderlijke EDM-apparatuur in te gaan, wordt x gemeten met
een in het apparaat opgenomen klok, gestuurd door een gepast stabiele frequentie v:
x n/v, (2)
met n het aantal trillingen (periodes) in de tijd dat het betreffende elektromagnetische
signaal (bij EDM gewoonlijk een modulatie van de draaggolf) over het in lengte te me
ten trajectonderweg is. Onderdelen van n worden daarbij gemeten door fasevergelijking
van het uitgezonden signaal met het gereflecteerde. Dit alles hier eenvoudigheidshalve
beredeneerd in vacuiimomstandigheden, waardoor complicaties, als die met refractie en
groeps- in plaats van fasesnelheid, buiten beschouwing blijven.
Met (1) en (2) is:
l c (n/v),
waaruit, bij invariant veronderstelde c, voor de als differenties A genomen onzekerheids
toleranties:
A l c {An/v - (n/v2) Av} (c/v)An - (cx){(Av)/v)
Omdat, met (1) en (2), c/v (cx)|n l jn geldt:
A l {(An)/n) l- {(Av)/v)
waaruit:
(AI) 11 (An)/n - (Av)/v.
Hierin vertegenwoordigt (Av)/v een eventuele proportionele onzekerheid in de EDM-klok-
frequentie en (An)/n in de telling van het aantal periodes. Bij een positieve afwijking van
v (te korte golflengte c/v) wordt te kort gemeten; bij een positieve afwijking van n (teveel
golven), te lang. Afgezien van een eventuele door de gebruiker te bepalen optelconstante
en van de in het veld onvermijdelijke refractie, wordt de nauwkeurigheid van de met EDM
gemeten lengteverhoudingen dus sedert 1983 beheerst door de frequentie en de lange-
termijn-stabiliteit van de EDM-klok.
deze de nauwkeurigheid van de c-
bepaling worden opgevoerd tot de in
1973 door de International Council of
Scientific Unions aanbevolen waarde
van 299 792 458 ±1,2 m/s (standaard
afwijking). Omdat, onafhankelijk
daarvan, de lengte van de seconde (s)
inmiddels was gedefinieerd als een
exact aantal periodes van eigentril
ling van het cesium-atoom (atoomtijd
in plaats van astronomisch bepaalde
tijd), kon de lengte van de meter (m)
in 1983 reproduceerbaar worden
vastgelegd als 1 299 792 458 'lichtse-
conde': de afstand die licht in vacuüm
aflegt in één seconde, te weten in de
tijd van 9 192 631 770 van voornoem
de atomaire trillingen. Deze keuze
met c en s als de primaire grootheden,
die ook geldt in de geodesie, zowel op
aarde als via de ruimte, bezegelde na
de afschaffing van de invardraden het
lot van de Vaisala-bases, op de Loener
mark en elders.
Met geodetische afstandmeting terug
gebracht tot tijdmeting en tijdme
ting tot frequentiemeting, bepaalt
de in EDM-apparatuur ingebouwde
oscillator in essentie de schaal en de
nauwkeurigheid. Daar de oscillator
af-fabriek wordt ingesteld - een lange-
termijn-stabiliteit van 1:107 is daarbij
allang geen probleem meer - is ijking
op bases als die in de Loenermark over
bodig geworden en hebben die bases
ook daarvoor geen functie meer. Voor
zover, zekerheidshalve, periodieke con
trole gewenst is, kan die 'in huis' wor
den uitgevoerd, hetzij door de gebrui
ker, hetzij in een door de leverancier
daarvoor ingericht laboratorium.
Ingevolge de beheersoverdracht dooi
de RCG aan het Kadaster maakte de Af
deling RD van eind 1980 tot begin 2003
ter controle van haar EDM-apparatuur
nog gebruik van de basis, waarbij met
name de optelconstanten van de inge
bouwde prisma's - gezamenlijk resulte
rende in een potentiële 'nulpuntsfout'
- werden bepaald. Deze ijking wordt
sedert 2003 voor de RD in het laborato
rium van Leica Geosystems uitgevoerd.
De laatste jaren daarvóór werd de basis
slechts gebruikt voor steekproefsge
wijze controle op het uitbestede peri
odieke onderhoud van de apparatuur.
De Landmeetkundige Afdeling van Ge
meentewerken Apeldoorn had voor de
ijking van haar tachymeters na de ja
ren '70 al geen gebruik meer gemaakt
van de basis.
GEO-INFO 2008-9
