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Modeling Atmospheric Refraction Inuences by Optical Turbulences Using an Image-Assisted Total Station

Dieser Beitrag ist in der zfv 3/2012 erschienen.

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Zusammenfassung: 

Ein großer Teil der geodätischen Messsysteme verwenden elektromagnetische Wellen, um die notwendigen Messwerte (Distanzen, Richtungen etc.) zu bestimmen. Die Geometrie des Ausbreitungsweges und die Geschwindigkeit der elektromagnetischen Welle ist stark vom physischen Zustand der Atmosphäre beeinf lusst. Da die meisten geodätischen Messungen in der unteren Atmosphäre durchgeführtwerden, stellt das Studium der Refraktion und der entsprechenden Auswirkungen ein zentrales Forschungsfeld dar. In der Geodäsie wird häuf ig der Brechungsindex verwendet, um die terrestrische Refraktion zu beschreiben – in der Literatur f inden sich verschiedene Methoden zur Bestimmung dieses Wertes. Die vorliegende Arbeit basiert auf optischen Messungen zur Bestimmung des Einf lusses der Refraktion. Die mathematische Ableitung basiert auf bekannten Gleichungen – die Kombination verschiedener Ansätze führt zu einem einheitlichen Berechnungsalgorithmus. Wir präsentieren die theoretischen Grundlagen, Details über die Implementierung und erste praktische Versuche.

Summary: 

A large part of geodetic sensor systems use electromagnetic radiation to determine the measurement values (distances, directions, etc.). The geometry of the path of propagation and the velocity of the electromagnetic wave is strongly influenced by the physical state of the atmosphere. As most geodetic measurements are performed in the lower atmosphere, the study of refraction and of corresponding impact constitutes a key research field. In geodesy, the refractive index represents a common way to describe the terrestrial refraction – the literature refers to different methods for determining this value. Our study presents a method for the determination of the influence of refraction on the basis of optical measurements. The mathematical derivation is based on wellknown equations – the combination of different approaches leads to a uniform processing sequence which can easily be implemented. We present the theoretical foundations, details about the implementation and some preliminary tests.

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