การหาตำแหน่งโดยใช้ดาวฤกษ์
การหาพิกัดโดยใช้ดวงดาวเป็นวิธีการหนึ่งในวิชาธรณีวิทยาและสาขาย่อยธรณีวิทยาอวกาศที่ใช้ในการวัดรูปร่างทางเรขาคณิตของโลก นักดาราศาสตร์ชาวฟินแลนด์ Yrjö Väisälä เป็นคนแรกที่ใช้ดวงดาวเพื่อจุดประสงค์นี้ในปี 1959 โดยเขาได้ถ่ายภาพท้องฟ้ายามค่ำคืนจากสถานีสองแห่งร่วมกับบอลลูนสำรวจที่มีแสงสว่างอยู่ระหว่างสถานีทั้งสอง
แม้เพียงก้าวแรกนี้ก็แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของวิธีการแล้ว เนื่องจากไวซาลาสามารถหาค่ามุมอะซิมุธระหว่างเฮลซิงกิและตูร์กู (ระยะทาง 150 กิโลเมตร) ได้ด้วยความแม่นยำถึง 1 นิ้ว ในไม่ช้า วิธีการนี้ก็ได้รับการทดสอบอย่างประสบความสำเร็จกับ จรวด ขีปนาวุธและดาวเทียม พิเศษบาง ดวง
มีการเขียน โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่เหมาะสมขึ้นมาสำหรับ
- การลดขนาดทางดาราศาสตร์ของแผ่นฟิล์มถ่ายภาพ
- จุดตัดของ "ระนาบสังเกตการณ์" ที่ประกอบด้วยสถานีและเป้าหมาย
- และการปรับค่ากำลังสองน้อยที่สุดของเครือข่ายระหว่างดวงดาวและโลกที่มีความซ้ำซ้อน
ข้อดีของการใช้ระบบสามเหลี่ยมดาวฤกษ์คือ สามารถวัดระยะทางไกลได้ (การสังเกตการณ์บนพื้นโลกจำกัดอยู่ที่ประมาณ 30 กิโลเมตร และแม้แต่ในพื้นที่ภูเขาสูงก็จำกัดอยู่ที่ 60 กิโลเมตร) และไม่ขึ้นอยู่กับสนามแรงโน้มถ่วงของโลก ผลลัพธ์ที่ได้คือค่ามุมอะซิมุธระหว่างสถานีในระบบนำทางด้วยดาวฤกษ์และแรงเฉื่อย แม้ว่าจะไม่มี เส้นสายตาโดยตรงก็ตาม
ในปี 1960 ยานสำรวจอวกาศ ที่เหมาะสมลำแรก ได้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ นั่นคือโครงการเอคโค่ (Project Echo ) ซึ่งเป็น ดาวเทียมบอลลูน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง30 เมตร ในเวลานั้น พื้นที่ทั้งหมดของยุโรปตะวันตก สามารถเชื่อมต่อกันได้ด้วยวิธี การทางภูมิศาสตร์ โดยมีความแม่นยำดีกว่าวิธีการสามเหลี่ยม แบบดั้งเดิมถึง 2-10 เท่า
ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 บริษัท HH Schmid (สวิตเซอร์แลนด์) ได้เริ่มโครงการระดับโลกเพื่อเชื่อมต่อสถานี 45 แห่งทั่วทวีปต่างๆ ซึ่งมีระยะทาง 3000–5000 กิโลเมตร โครงการนี้เสร็จสมบูรณ์ในปี 1974 โดยการลดขนาดแผ่นภาพดาวฤกษ์ประมาณ 3000 แผ่นอย่างแม่นยำ และการปรับเครือข่ายของสถานี 46 แห่ง (เพิ่มอีก 2 แห่งในเยอรมนีและแปซิฟิก แต่ไม่รวมพื้นที่ของรัสเซียและจีน ) ความแม่นยำเฉลี่ยอยู่ที่ระหว่าง ±5 เมตร (ยุโรป สหรัฐอเมริกา) และ 7–10 เมตร (แอฟริกา แอนตาร์กติกา) ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและโครงสร้างพื้นฐาน เมื่อรวมกับ การวัด แบบดอปเปลอร์ (เช่นจากรายการ Transit ) ความแม่นยำโดยรวมสูงถึง 3 เมตร ซึ่งดีกว่าก่อนหน้านี้มากกว่า 20 เท่า เพราะ ก่อนปี 1974 การคำนวณ สนามแรงโน้มถ่วง ระหว่าง ทวีปที่อยู่ห่างไกลทำได้ดีที่สุดเพียง 100 เมตรเท่านั้น
การใช้ดาวฤกษ์เป็นระบบอ้างอิงได้รับการขยายวงกว้างในช่วงทศวรรษ 1970 และต้นทศวรรษ 1980 สำหรับเครือข่ายภาคพื้นทวีป แต่ต่อมาการวัดระยะทางด้วยเลเซอร์และอิเล็กทรอนิกส์ มีความแม่นยำมากกว่า 2 เมตร และสามารถดำเนินการได้โดยอัตโนมัติ ปัจจุบัน เทคนิคที่คล้ายกันบางอย่างดำเนินการโดยใช้การแทรกสอด ของคลื่นวิทยุ ควาซาร์ที่อยู่ไกลมาก( VLBI ) แทนการสังเกตการณ์ดาวเทียมและดาวฤกษ์ด้วยแสง การเชื่อมต่อทางธรณีวิทยาของกล้องโทรทัศน์วิทยุสามารถทำได้ด้วยความแม่นยำระดับมิลลิเมตร-เซนติเมตร ดังที่ได้รับการตีพิมพ์เป็นระยะโดยชุมชน โครงการกลุ่มระดับโลกนี้ก่อตั้งขึ้นในปี 2000 โดย Harald Schuh (มิวนิก/มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเวียนนา) และโครงการวิจัยอีกหลายสิบโครงการทั่วโลก และปัจจุบันเป็นบริการถาวรของสหภาพธรณีวิทยาและธรณีฟิสิกส์ระหว่างประเทศ (IUGG) และบริการระบบอ้างอิงและการหมุนของโลกระหว่างประเทศ (IERS)
การสังเกตการณ์ด้วยภาพถ่ายที่ดำเนินการในช่วงปี 1959–1985 ถือว่าไม่เกี่ยวข้องในปัจจุบันเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูง แต่ก็เป็นปัจจัยที่นำไปสู่การฟื้นฟูเทคนิคทางอิเล็กโทรออปติกเช่นCCD
ดูเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
- คลังภาพทางธรณีวิทยาของ NOAA