Uluslararası Jeodezik Referans Sistemleri ve CBS

Transkript

1 Uluslararası Jeodezik Referans Sistemleri ve CBS Rasim Deniz 1, Tevfik Ayan 1, Onur Gürkan 2, Ergün Öztürk 3, R. Nurhan Çelik 1 1 İstanbul Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi Jeodezi ve Fotogrametri Müh. Jeodezi ABD, Maslak İstanbul, ayan@itu.edu.tr, denizr@itu.edu.tr, celikn@itu.edu.tr 2 Boğaziçi Üniversitesi, Kandilli Rasathanesi Deprem Araştırma Enstitüsü Jeodezi ABD, Kandilli İstanbul, gurkano@boun.edu.tr 3 Kocaeli Üniversitesi, Karamürsel/Kocaeli, krmyo@kou.edu.tr Özet. Bu çalışmada Uluslararası Jeodezik Referans Sistemleri ve Coğrafi Bilgi Sistemleri ile olan ilişkileri yürütülen uluslararası çalışmalar ve projeler incelenerek örneklerle açıklanmaktadır. Anahtar Kelimeler. Jeodezik Referans Sistemleri, Datum, GPS, GIS, IGS, EUREF, ITRF Abstract. In this study International Geodetic Reference Systems and relations with Geographic Information Systems are explained with examples regarding international studies and projects. Keywords. Geodetic Reference Systems, Datum, GPS, GIS, IGS, EUREF, ITRF 1 Coğrafi Bilgi ve Coğrafi Konum Coğrafi konum; tanımlanan ve oluşturulan yersel koordinat sisteminde ve datumda bir yer noktasının konumunun genel ifadesidir (Mueller 1992). Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliğinin uygulamalarında, küresel, bölgesel, lokal, jeosentrik, toposentrik, kartezyen, kutupsal koordinat sistemlerinin ve düzlem, küre, elipsoit, geoit yüzeylerini esas alan datumların kullanıldığı bilinmektedir. Yer üzerindeki konumlarla doğrudan veya dolaylı olarak ilişkilendirilen detaylara veya olaylara ait bilgiler coğrafi veya mekansal bilgi olarak tanımlanmaktadır (ISO 2003). Yeryüzünün konumlandırılmasına aşağıdaki modelleme aşamalarıyla yaklaşılır: 1-) Gerçek yeryüzünün bazı parçaları diğerlerinden daha önemlidir basitleştirme yaklaşımıyla, amaç ve ölçek dengesi içinde gerçek dünyanın bir algılama yapısı veya zihinsel modeli noktalarla oluşturulur. 2-) Bu zihinsel model bir kavramsal veya lojik model ile kullanıcıların ve bilgisayarların anlayabileceği kodlara ve formatlara dönüştürülür. Kavramsal model; Geometriyi Topolojiyi Detayları ve öznitelikleri Detay ve öznitelikler arasındaki bağıntıları içerir (Reinhardt 2000). Ölçüler, koordinatlar ve yükseklikler, ölçü krokisi ve diğer sözel bilgiler bu modelin elemanlarıdır. Zihinsel modelin ve kavramsal modelin oluşturulması ölçme sanatını gerektirir. Kavramsal model standartlarla bir ortak veri platformu biçiminde düzenlenir. 3-) Ortak veri platformundaki coğrafi bilgi, bir coğrafi veri tabanı yapısına dönüştürülerek coğrafi bilgi sistemleri nde kullanılır biçime sokulur. Yukarıda tanımlanan süreç bir coğrafi veri üretimi süreci olarak kalite yönetimi esaslarına göre organize edilir. Coğrafi bilgi sistemlerinde kalite model kalitesi ve veri kalitesi olarak iki grupta incelenir. Model, genellikle gerçeğin bir basitleştirmesidir ve modellerin kalitesi hem detayların veya detay noktalarının seçimiyle ve hem de abartma veya genelleştirme derecesiyle ilgilidir. Model kalitesi, Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliğinin bilgi birikimi ve deneyimi ile büyük ölçüde güvence altına alınır. Verilerin kalitesi, yersel veya uydu teknikleriyle, fotogrametrik veya uzaktan algılama teknikleriyle veya mevcut plan veya haritalardan veri elde etmeye bağlı olarak, geometrinin, topolojinin, detayların ve öznitelikler ile aralarındaki ilişkilerin kalitesiyle ilgilidir. Genel olarak coğrafi verinin kalite parametreleri ; verinin doğruluğu (konum, yükseklik, detay, topoloji) TUJK 2003 Yılı Bilimsel Toplantısı Coğrafi Bilgi Sistemleri ve Jeodezik Ağlar Çalıştayı Eylül 2003 Konya 4. Oturum (CBS ve Jeodezik Ağlar) Çağrılı Bildiri

2 verinin bütünlüğü verinin topolojik uyumluluğu verinin güvenirliği verinin eksiksizliği olarak alınır. Bu parametrelerin ilki jeodezik altyapı ve veri elde etme tekniği ile doğrudan ilgili önemli bir parametredir (Reinhardt 2000). Coğrafi veri standartlarından, Geometri Kalite Meta veri Referans sistemleri Standartları, uygulamadan bağımsız, genel bilgi teknolojisinin gerektirdiği standartlardır (Ostensen 1996). 2 CBS ve Jeodezik Altyapı Coğrafi konumlar için koordinat sisteminin, datumun, konum ve yükseklik parametrelerinin ve bunların doğruluklarının tanımlanması, gerçekleştirilmesi ve kalite güvencesine ilişkin çalışmaların tümü genel olarak CBS nin jeodezik altyapısı olarak tanımlanır. Bu alandaki kapsamlı araştırmaların ve çalışmaların 1990 lı yılların başlarında başlatıldığı söylenebilir. GPS den tam kapasite yararlanılmaya başlanması ve GPS in sağladığı olanaklar, coğrafi bilgi sektörünün gelecekte ekonomik bir sektör olarak uluslararası kuruluşlarca desteklenmesi ve bu alanda büyük yatırımların yapılması, ulusal nitelikteki çalışmaların uluslararası organizasyonlarla desteklenmesini sağlamıştır. Uluslararası ve bölgesel organizasyonlar, coğrafi bilginin yönetimi için yöntemler, araçlar, hizmetler için ve bu bilginin farklı kullanıcılar, sistemler arasında sayısal/elektronik biçimlerde iletimi için standartlar belirlemeye yardımcı olmaktadır (Ostensen 1996). Uluslararası Standartlar Organizasyonu ISO nun 211 nolu teknik komitesi sayısal coğrafi bilginin standardizasyonu için 1994 yılında çalışmalarına başladı. Avrupa daki coğrafi bilgi alanındaki standardizasyon çalışmaları CEN/TC de çalışmaya başlamıştır. EUREF çalışmaları, Ulusal Avrupa Kartoğrafya Kuruluşları Birliği CERCO nun öncülüğünde 1988 de başlatılmıştır. CERCO 1991 de Çok Amaçlı Avrupa Yer Bazlı Bilgi Ağı MEGRIN çalışmalarını önerdi ve başlattı. Avrupa da coğrafi bilginin ekonomik bir sektör olarak gelişimini sağlamak için bir Avrupa Organizasyon Şemsiyesi olarak EU- ROGI 1993 de kuruldu. CERCO ve MEGRIN in yeni görevi EUROGEOGRAPHICS i oluşturmaktır (EUREF , s160). Eurogeographics in temel görevlerinden biri, Jeodezik Referans Sistemlerini de içeren Avrupa Coğrafi Bilgi Altyapısını desteklemektir. Genel olarak, EUREF çalışmaları olarak adlandırılan Avrupa da coğrafi bilgi altyapısı oluşturma çalışmaları ülkemizi de yakından ilgilendirmektedir. Bu nedenle burada daha yakından incelenecektir. EUREF in temel amacı; Avrupa nın tüm ülkelerini kaplayan, Avrupa daki özgül gereksinimleri karşılayabilen, Jeodezi, haritalama, navigasyon (otomobil), jeodinamik için kullanılabilir, Yüksek presizyonlu bir global datuma bağlı, 3 boyutlu jeosentrik koordinatlara sahip, bir jeodezik altyapının oluşturulması olarak belirlenmiştir (EUREF 1990) yılında, koordinatlara hızlarında eklenmesi amaçlanmıştır. CERCO, ED50 ve ED87 de üretilen coğrafi konumların ±10cm doğrulukla yeni sisteme dönüştürülmesini de EUREF e görev olarak vermiştir. Kadastral ve jeodinamik çalışmalar için ise ±1cm lik presizyon amaçlanmıştır (EUREF 1991). Avrupa daki geleneksel yöntemlerle oluşturulan jeodezik altyapının kalitesi göz önüne alındığında, EUREF çalışmalarının önemi daha iyi anlaşılabilir. CBS için oluşturulan yeni jeodezik altyapıdan, global veya bölgesel koordinat sistemlerine ve datumlara bağlı doğru ve distorsiyonsuz üç boyutlu konumlar amaçlanmaktadır ve bu altyapı yeniden oluşturulmaktadır. Coğrafi verinin doğruluğu, CBS için önemli parametrelerden biridir. Veriler doğruluk standartları ile sınıflandırılmaktadır. Örneğin, FGDC 1998 de Milimetre Santimetre Desimetre Metre 10-Metre 1, 2, 5 mm 1, 2, 5 cm 1, 2, 5 dm 1, 2, 5 m 10 m doğruluk sınıflandırması belirlenmiştir. Daha genel olarak verinin içeriği ve doğruluğu; büyük ölçekli (çözünürlüklü), orta ölçekli ve küçük ölçekli olarak da sınıflandırılmaktadır. Bu çalışmada, büyük ölçekli, milimetre ve santimetre mertebesinde doğruluklu coğrafi veri dikkate alınacaktır. Jeodezide noktaların konum ve yüksekliklerinin doğrulukları, mutlak ve rölatif olmak üzere bir çok doğruluk kriteriyle ifade edilebilmektedir. Ancak, CBS lerinde mutlak doğruluk lar önemlidir. Bir çok standart da kabul edilen bir noktanın ağ doğ- 116

3 Şekil 1. Gök küresi, bir uzay-zaman yaklaşımı (BKG 1998) ruluğu, jeodezik datuma göre noktanın koordinatlarındaki belirsizliği gösteren değer olarak tanımlanmaktadır (ISO, FGDC, Kanada). Burada coğrafi verinin doğruluğu ile topolojik uyumluluğu arasındaki ilişki gözden kaçırılmamalıdır. Eğer, örneğin kadastroda olduğu gibi çözünürlüğü veya belirlenecek en küçük detay boyutu 15 cm alınırsa buna uygun bir mutlak doğruluğun belirlenmesi gerekir. Ağ doğruluğu ±50 cm olan bir sistemde 15 cm lik detayların topolojik uyumluluğu matematiksel olarak sağlanamaz. Böyle bir sistem çalıştırılamaz. Geleneksel uygulamalarda komşuluk doğrulukları benimsenmiştir. Bunun sonucu, hangi bağlantı noktalarının uyumlu sonuç vereceği ayırımına ihtiyaç duyulmuştur. Oysa Beşiktaş taki bir kontrol noktasından Üsküdar daki bir detay noktasının belirlenen konumu ve yüksekliği, bu noktanın çevresindeki noktalarla uyumlu olmalıdır. Bir coğrafi veri kümesinin içine sonradan ilave edilecek bilgi, kontrol noktasının konumu, alım yöntemi v.b. sınırlamalara bağlı olmamalıdır. Bu ise ancak olurunca yüksek mutlak doğruluklarla sağlanabilir. CBS lerde coğrafi bilginin konum ve yükseklik doğruluklarının hesaplanabilir ve bilinir olması gerekir. Bu nedenle nokta koordinat değerleriyle bir- 117

4 likte 2x2 veya 3x3 kovaryans matrisininde verilmesi önerilmektedir (OpenGIS 1999, ISO 2003). Coğrafi verinin konum doğruluğunun kolayca otomatik olarak hesaplanabilmesi için hiyerarşik jeodezik ağ yapısının olması gerekir (Kanada 2000). Astronomik, jeodinamik, jeodezik v.b. bilimsel araştırmalar ve CBS lerdeki pratik gereksinimler, yüksek doğrulukta global referans sistemlerinin ve ağlarının tanımlanmasını, oluşturulmasını ve yaşatılmasını gerektirmiştir. Bu alandaki hiyerarşik yapı; A Derece Ağlar: Global ve Bölgesel Ağlar B Derece Ağlar: Ülke Ağları C Derece Ağlar: Ülke Ağlarının Sıklaştırması (C1, C2, C3, C4 derece v.b.) olarak benimsenmiştir (Seeber 1993). Bu ağların her noktası için doğruluk sınıflandırması ise (EUREF 1995, s33, s352); Standart A: üç koordinat bileşeninden her biri i- çin 1cm doğruluk ( 1σ ) Standart B: sadece özel epoklarda garanti edilen 1cm doğruluk (hızlar yetersiz doğrulukta ise) Standart C: üç koordinat bileşeninden her biri i- çin 5cm doğruluk Bu çalışmada Global ve Bölgesel ağların son durumları özetlenecektir. 3 Uluslararası Referans Sistemleri ve Ağları 3.1 Temel Yaklaşımlar Bilimsel ve pratik gereksinimler, uzay-zaman referans sistemlerinin (Şekil 1) uluslararası organizasyonlarla oluşturulmasını zorlamıştır. Önceleri Uluslararası Zaman Bürosu BIH tarafından yürütülen çalışmalar, 1 Ocak 1988 tarihinden sonra Uluslararası Yer Dönme Servisi IERS tarafından sürdürülmektedir. IERS, Uluslararası Astronomi Birliği IAU ve Uluslararası Jeodezi ve Jeofizik Birliği I- UGG tarafından kurulmuştur ve Astronomik ve Jeofizik Veri Analiz Merkezi FAGS ın da üyesidir. IERS nin temel amaçları, astronomi, jeodezi ve jeofizik araştırmalarına ve uygulamalarına aşağıdakileri sağlamaktadır: Uluslararası Göksel Referans Sistemi ICRS ve bunun somutlaştırması Uluslararası Göksel Referans Ağı ICRF Uluslararası Yersel Referans Sistemi ITRS ve bunun somutlaştırması Uluslararası Yersel Referans Ağı ITRF Yerin dönme hızındaki değişimleri incelemek i- çin ICRF ve ITRF arasındaki dönüşüm için gereken yer dönme parametreleri ICRF, ITRF veya yer dönme parametrelerindeki ve modellerindeki değişimleri Uzay-Zaman değişmeleri olarak yorumlamak için jeofiziksel veri Uluslararası işbirliğini cesaretlendiren standartlar, sabitler ve modeller IERS, yönetimler ve seçilmiş ticari organizasyonlar tarafından sağlanan geniş bir etkinlikler bütünüdür. IERS, çok geniş içerikte uygulamaların araştırmaların ve deneylerin amaçlarına hizmet e- debilecek üretimleri toplar, arşivler ve dağıtır. Bu üretimlerin doğrulukları aşağıdaki bilimsel ve teknik amaçlar için yeterlidir: Temel astronomik ve jeodezik referans sistemleri Yer dönme-yöneltme parametrelerinin izlenmesi ve modellenmesi Yer kabuğundaki deformasyonların izlenmesi ve modellenmesi Atmosferi ve hidrosferi içeren jeofiziksel akışkanlardaki kütle değişmelerinin izlenmesi Yapay uyduların yörüngelerinin belirlenmesi Jeofiziksel akışkanlar ve katı yer arasındaki dinamik yer değiştirmenin jeofiziksel ve atmosferik araştırması ve incelenmesi Uzay navigasyonu IERS görevlerini, Teknik komiteler, Üretim merkezleri Kombinasyon merkezi (leri) Analiz koordinatörü Merkez büro Yönetim kurulu Çalışma gurupları yoluyla gerçekleştirir. Teknik komiteler, genellikle IERS ile işbirliği yapan otonom bağımsız kuruluşlardır. Bu teknik komitelerden; Uluslararası GPS Servisi IGS Uluslararası Lazer Ölçmeleri Servisi ILRS Uluslararası Çok Uzun Bazlı Enterferometri Servisi IVS DORIS Servisi (Gelecekte eklenecek) önemli veri üretim ve araştırma merkezleri olarak çalışırlar. Bu servisler birçok araştırma merkezlerinden oluşur. Her araştırma merkezi farklı ölçme ve gözlem tekniğiyle veri üretir. Şekil 2 de gözlenen hedef, gözlem tekniği ve yer istasyonlarının a- 118

5 Radyo Yıldızlar Milisaniye Pulsarlar Kuasarlar Optik Yıldızlar Gezegenler Radyo Puls Zamanlama VLBI VLBI / VLA Radar+S/C Uzunluk Bel. Astrometri Hareketli VLBI İstasyonları Sabit VLBI İstasyonları Radyometrik Uzunluk Bel. İst. Ay Yapay Uydular LLR SLR Doppler GPS LLR İstasyonları SLR Hareketli/Sabit SLR İstasyonları Hareketli/Sabit Doppler İstas. GPS İstasyonları HEDEF GÖZLEM TEKNİĞİ YER İSTASYONU Şekil 2. Gözlenen hedef, gözlem tekniği ve yer istasyonları arasındaki bağlantılar. rasındaki bağlantılar görülmektedir (Mueller, 1992). Kombinasyon merkezi (veya merkezleri) farklı servislerdeki farklı araştırma merkezlerinin üretimlerini ve çözümlerini ağırlıklandırıp birleştirerek IERS in ürünlerini hazırlarlar ve yayınlarlar. Bu çerçevede IERS ürünlerinin tanımlanabilmesi için, IERS standartları ve ürün tanımlama sistematiği geliştirilmiştir. Veri grupları; EOP (AAAAA) XX E YY: Yer dönme parametreleri için SSC (AAAAA) XX E YY: İstasyon koordinatları için SSV (AAAAA) XX E YY: İstasyon hızları için RSC (AAAAA) XX E YY: Radyo kaynaklarının koordinatları için EPH (AAAAA) XX E YY:Efemerisler için olarak planlanmıştır. Burada; AAAAA Sonucu üreten araştırma merkezinin beş harfe kadar kodu XX Verinin hesaplanma yılı 1 Ocak 2000 den öncesi için XX: Yıl Ocak 2000 den sonrası için XX: Yıl E Gözlem tekniği R Radyo enterferometri A Optik astrometri L Uydulara lazer ölçmeleri D DORIS M Aya lazer ölçmeleri P GPS C Tekniklerin kombinasyonu 119

6 Şekil 3. IERS Veri analiz organizasyonu (IERS, 1999, s.79) G YY Konvansiyonel jeodezik gözlemler (SSC için) XX yılındaki verinin seri numarası olarak alınmaktadır. Örneğin, EOP (JPL) 00 C 01; Jet Populsion Laboratory tarafından 2000 yılı için, tekniklerinin kombinasyonu ile hazırlanan 1. seri yer dönme parametreleri anlamındadır. Tüm üretimler: den elde edilebilir. IERS deki veri analiz organizasyon şeması Şekil 3 de görülmektedir. 120

7 3.2 Uluslararası Göksel Koordinatlar Sistemi ICRS ve Ağı ICRF Göksel koordinat sisteminin tanımlanmasında, dönme ekseninin ve ekvatorun tanımlanması, yarı yıldız gök cisimleri (kuasarlar) ve nükleer gökadalar olan radyo kaynakları kullanılır. Bu kaynakların deklinasyonları ve rektasansiyon farkları seçilen kaynağa (3C273, NRA140, Persei (Algol) vb) göre belirlenir. Ancak rektesansiyonun başlangıcı İlkbahar Noktası, Güneşin, gezegenlerin ve uydularının gözlenmesiyle belirlenir. Böylece ilki kinematik, ikincisi dinamik sistemden tanımlanan göksel koordinat sistemi yarı-inersiyal sistem olarak tanımlamak daha uygundur. Yani dönme hareketi yapmayan, orijini ivmeye sahip bir hızla hareket eden sistemdir (Mueller 1992). Uluslararası göksel koordinat sisteminin son güncellenmesi, Uluslararası Astronomi Birliğinin 1997 yılındaki 23. genel kurulu ve 2000 yılındaki 24. genel kurulunda alınan kararlar doğrultusunda yapılmıştır (IAU 2002). 1 Ocak 2003 tarihinden sonra kullanılan yeni sistemin temel özellikleri aşağıdaki gibidir: 1 Uluslararası Göksel Referans Sistemi ICRS, U- luslararası Göksel Referans Sistemi ICRF ile somutlaştırılmıştır. ICRF, VLBI ile ekvatoryal koordinatları belirlenen ve FK5 teki tüm yıldızları içeren Hipparcos Kataloğu ndaki konumlarla, 3C273B nin sabit alınmasıyla gerçekleştirilmiştir. Bu katalogdaki 608 galaksi ötesi, radyo kaynağının J2000 deki koordinatları Rektesansiyonda 0, s ve deklinasyonda 0,00026 doğrulukla belirlenmiştir. Bu kataloğun oluşturduğu ağ Hippeucos Göksel Referans A- ğı HCRF olarak da adlandırılmaktadır. 2 Barisentrik Göksel Referans Sistemi BCRS ile Jeosentrik Göksel Referans Sistemi GCRS a- rasındaki dönüşüm genel relativite teorisine göre oluşturulmuştur. Böylece doğruluk 10-9 dan 5x10-18 e yükseltilmiştir. 3 Yeni sistemde IAU 2000 Presesyon, Nutasyon Modeli kullanılmıştır. 4 Gök efemeris kutbu CEP yerine, iki günden daha uzun peryodlar için yerin Tisserand ortalama ekseninin (mantonun katı yapısına göre ortalama eksen) hareketiyle Jeosentrik Göksel Referans Sistemine özgü hareketleri içeren bir Göksel Ara Kutup (Celestial Intermediate Pole) CIP tanımlanıyor. J2000 deki CIP ın doğrultusu IAU 2000A presesyon-nutasyon modeliyle hesaplanıyor. ITRS de CIP ın hareketi IERS tarafından uygun astro-jeodezik gözlemlerle belirlenerek yayınlanmaktadır. CIP, 1 Ocak 2003 tarihinde gerçekleştirilmiştir. 5 CIP ın ekvatoru üzerinde Göksel Efemeris Orijini CEO (İlkbahar Noktası Doğrultusu) bir nokta olarak ve CIP ekvatoru üzerinde Yersel Efemeris Orijini TEO (Greenwich Astronomik Meridyen Doğrultusu) planlanıyor. CIP ın ekvatorunda CEO ve TEO doğrultuları arasındaki açı, yer dönme açısı UT1 olarak tanımlanıyor. ITRS de CIP ın konumu, GCRS de CIP ın konumu ve yer dönme açısı ile ifade edilen ITRS ve GCRS arasındaki dönüşüm 1 Ocak 2003 tarihinden itibaren IERS tarafından yayınlanmaktadır. 6 Uluslararası Atomik Zaman TAI nin doğruluğu ve stabilitesi ±10-15 e ulaşmıştır. Jeosentrik efemerislerde kullanılan yersel zaman TT, 1 Ocak 1977, TAI=0 h için, TT-TAI= s olacak biçimde tanımlanır. Jeosentrik Koordine Zaman TCG ile TT arasındaki bağıntı; TCG-TT= x10-10 x(jd )x86400 olarak alınmıştır. TT nin birimi geoid üzerindeki SI saniyesidir. TT günü; geoid üzerindeki SI saniyesi ve TT Jülyen yüzyılı TT günü olarak alınmaktadır. 3.3 Uluslararası Yersel Referans Sistemi ITRS ve Ağı ITRF Uluslararası Yersel Referans Sistemi, IUGG nin 1991 yılında Viyana da benimsediği ilkeler doğrultusunda gerçekleştirilmektedir. Uluslararası Astronomi Birliğinin (IAU) 1991 deki Buenos Aires toplantısındaki önerileri de bu gerçekleştirmede dikkate alınmıştır. ITRS in tanımı için, 1 ITRS, dönmeyen jeosentrik sistemden özel dönmelerle bir kartezyen sisteme geçişe yol gösterecek, 2 Dönmeyen jeosentrik sistem, IAU nun önerileri doğrultusunda bir Jeosentrik Referans Sistemi olacak, 3 ITRS nin koordinat-zamanı hem GRS ve hem de Jeosentrik Koordine Zamanı TCG olacak, 4 Sistemin orijini okyanus ve atmosferi de içeren yerin kütle merkezi olacak, 5 Sistem, yer yüzeyindeki yatay hareketlere göre global artık dönmelere sahip olmayacak 6 önerileri geçerlidir. ITRS nin ideal gerçekleştirmesi, noktalarının üç boyutlu Kartezyen koordinatlarıyla Uluslararası Yersel Referans Ağı ITRF dir. ITRF in içeriği; 121

8 Şekil 4. ITRF 2000 in birinci derece istasyonları İstasyonların kartezyen koordinatları ve hızları İstasyonların kataloğu DOMES istasyon kimlik numaraları Lokal bağlantılar Güncelleştirmeler: ITRF 89, ITRF 90, ITRF 91, ITRF 92, ITRF93, ITRF 94, ITRF 95, ITRF 96, ITRF 97, ITRF 2000 dir. Burada, son güncelleştirme ITRF 2000 in özellikleri özetlenecektir. ITRF 2000 in datumu aşağıdaki esaslar çerçevesinde tanımlanmıştır: 1 Ölçek değişimi, tüm SLR ve VLBI çözümlerinin ağırlıklı kombinasyonuyla tanımlanmıştır. Genel relativitenin kullanılması sonucu, Yersel Zaman TT ölçeğindeki değişim, 0.7*10-9 büyüklüğünde fark oluşturmuştur. Bu ölçek değişimi, ITRF 94 ve dolayısıyla ITRF 96, ITRF 97 nin yeniden ölçeklendirilmesini gerektirmektedir. 2 Yönelme, ITRF 97 nin referans epoku 1997 deki yönelme olarak alınmıştır. Bu amaçla seçilen istasyonlar; i. en az 3 yıl sürekli gözleme sahip, ii. deformasyon bölgelerinden uzakta ve rijit plaka üzerinde bulunan, iii. hız hatası 3mm/yıl dan daha iyi olan, iv. en az üç farklı çözümden bulunan hız hataları 3mm/yıl dan daha iyi olan, v. sınırlamalarını sağlayan istasyonlardır. Yerin katı kabuğuna göre global ağın dönmesizliğini sağlamak için, NNR-NUVEL-1A jeolojik plaka modeline göre farkları minimum yapan bir koşul kullanılmıştır. Ancak, bu modelin yetersizlikleri görülmüştür ve ampirik jeodezik gözlemler ü- zerine kurulacak gelişmiş jeolojik modeller konusundaki çalışmalar devam etmektedir. ITRF 2000 in birinci derece yönlendirilmesinde, yukarıdaki kriterlere göre seçilen 54 istasyon Şekil 4 de görülmektedir. Ayrıca Şekil 4 de, yukarıdaki 1., 2., 4. kriterleri sağlayan 41 istasyonda gösterilmiştir. Sistemin orijini, ICRF den ITRF ye temel dönüşüm, ICRF = [P][N][R][W]{[ITRF]-[O]} yoluyla sağlanır. Burada; P N R W O Presesyon Nutasyon Yerin dönmesi Kutup hareketi Anlık yer merkezi ile ITRF orijinleri arasındaki öteleme matrisi zamana bağlı ve kesin olarak hesaplanan matrisleri ifade ederler. Buna göre ITRF 2000 de ifade edilen yeryüzündeki bir noktanın anlık konum vektörü, t ) = X + V ( t t ) + X ( ) X ( i t olur. Burada; X (t) zamanın fonksiyonu olarak ITRF 2000 ori- 122

9 Şekil 5. EUREF Sürekli İstasyonlar Ağı (EUREF No:10, 2002, s.73) jinine göre noktanın konum vektörü, X 0, V 0 ITRF 2000 i güncelleştirme referans epoğunda noktanın konum ve hız vektörü, X i (t) yerin gelgit yer değiştirmeleri (sabit gelgit etkisini içeren tüm gelgit düzeltmesi), okyanus gelgit yüklemesi v.b. zamanla değişen etkileri içeren konuma bağlı düzeltmeler, dir.itrf 2000 ile ilgili daha detaylı bilgiler adresinden elde edilebilir. 3.4 Avrupa Bölgesel Referans Sistemleri ve Ağları Genel olarak EUREF çalışmaları olarak tanımladığımız Avrupa jeodezik altyapı oluşturma çalışmaları, birbiriyle bağlantılı bir dizi bölgesel ve ulusal projeden oluşmaktadır. ITRF ye paralel olarak Avrupa Yersel Referans Sistemi ETRS nin oluşturulmasına 1990 da IAG nin alt komisyonunda karar verilmiştir. Avrasya plakasının hareketsiz kesimi sabit alınarak 1989 yılında ETRS 89 tanımlanmıştır. 123

10 Şekil 6. Avrupa Düşey GPS Referans Ağı (EUREF No:11/I, 2002, s.54) Avrupa Yersel Referans Ağı ETRF, ITRF ye bağlı olarak Helmert dönüşümü ile belirlenmektedir. Bu çerçevede her ITRF güncellenmesine karşılık bir ETRF hesaplanmaktadır. ITRF 2000 e karşılık, Avrupa daki yüksek presizyonlu 19 istasyondan yararlanılarak ETRF 2000 hesaplanmıştır. Ancak ITRF 2000 de kullanılan NNR-NUVEL-1A modelinin Avrasya plakasının hareketi ile uyuşmadığı görülmüş ve ETRF 2000 için ITRF 2000 in hız a- lanından yararlanılmıştır. ETRF oluşturma ve sıklaştırma çalışmalarına paralel olarak Avrupa nın yatay ve düşey kinematiğini izlemek ve belirlemek için EUREF Sürekli İstasyonlar Ağı EPN, Haziran 2000 de çalışmalarına başlamıştır. Mevcut EPN Ağı Şekil 5 de görülmektedir (EUREF ). Avrupa Düşey GPS Referans Ağı EUVN; 79 EUREF, 53 Ülke nivelman ağı düğüm noktası ve 63 mareograf istasyonu olmak üzere 195 noktadan oluşmaktadır. Bu ağın pratik ve bilimsel amaçları; 124

11 Avrupa birleşik yükseklik datumunun oluşturulmasına katkı, Mutlak deniz seviyesi değişimlerinin izlenmesine yardım için Avrupa mareograf istasyonlarına bağlantı, Avrupa geoidinin belirlenmesi için dayanak noktalarının tesisi, Avrupa düşey kinematik ağının hazırlanması, olarak belirlenmiştir. UEVN çalışmaları çerçevesinde 1997 deki GPS kampanyası sonucunda EUVN 97 hesaplanmıştır. Avrupa Birleşik Nivelman Ağı UELN 95/99 o- luşturulmuştur. Avrupa Gravimetrik Geoidi 1997 EGG97 (cm geoidi) bitirilmiş ve pratik kullanıma sunulmuştur. Avrupa Deniz Seviyesi Gözlem Sistemi E- OSS yi oluşturma projesi çerçevesinde, Avrupa Deniz Seviyesi Servisi ESEAS Aralık 2000 de çalışmalarına başlamıştır. ESEAS ın amaçları; Avrupa sularında bilimsel ve bilimsel olmayan deniz seviyesine ilişkin bilgi toplamak, Tüm Avrupa kıyılarının veri tabanını oluşturmak için koordinasyon sağlamak, Yer bilimleri ve çevre için deniz seviyesine ilişkin bilgi toplamak, olarak belirlenmiştir (EUREF ). EUREF çalışmaları, bu temel projelerle ilgili veya bağımsız birçok Bölgesel ve Ulusal proje ile devam etmektedir. 4 Değerlendirmeler Gerek global, bölgesel ve gerekse ulusal jeodezik altyapı oluşturma çalışmalarının amaçları, kapsam ve içeriği açıkça belirginleşmiştir. Ülkemizin Avrupa Birliğine girme aşamasına geldiği günümüzde, bu çalışmalardan ulusal görevler çıkarmak ve projeler üretmek zorunluluğu görülmektedir. Coğrafi bilginin ekonomik pazarının geliştirilmesi, Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliğinin geleceği açısından yaşamsal önemlidir. Bu pazarın geliştirilmesi için altyapı oluşturma çalışmalarına Ulusal kurum ve kuruluşlarımızın katılım ve katkısını sağlamak yönündeki çabalar desteklenmelidir. Tüm çalışmalarda, gerçek ve anlık konumların ve bunlara bağlı gerçek zamanlı coğrafi verinin elde edilmesine yönelik eğilimlerde gözlenmektedir. Kaynaklar BKG (1998) Earth Rotation,Research Group for Space Geodesy, BKG, Frankfurt EUREF (1990) Report on the Symposium of IAG Subcommission for the European Reference Frame (EU- REF) held in Florence May 1990, Astronomisch- Geodatische Arbeiten Heft Nr: 52, München, 1992 EUREF (1991) Report on the Symposium of IAG Subcommission for the European Reference Frame (EU- REF) held in Vienna August, Astronomisch- Geodatische Arbeiten Heft Nr: 52, München, 1992 EUREF (1995) Report on the Symposium of IAG Subcommission for the European Reference Frame (EU- REF) held in Helsinki 3-6 May 1995, Astronomisch- Geodatische Arbeiten Heft Nr: 56, München, 1995 EUREF (2002-1), The ITRS and ETRS 89 Relationship: New Results from ITRF2000, BKG EUREF Publication No:10, Band 23, Frankfurt EUREF (2002-2), BKG EUREF Publication Band 25, No: 11/1, Frankfurt FGDC (1998) Geospatial Positioning Accuracy Standards Part 1: Reporting Methodology, Federal Geodetic Control Subcommittee, Federal Geographic Data Commitee, racy/ IAU (2002) , Division I Report for IAU, ISO (2003) Kanada (2000) Accuracy Standards for Positioning Version 1.0, Mueller I (1992) Reference Coordinate Systems: An Update, Sixth International Geodetic Sysmposium on Satellite Positioning, March, Columbus, Ohio Mueller I (1997) Spherical and Practical Astronomy as Applied to Geodesy, Ungar Publ. Co., New York OpenGIS (1999) The Open GIS Abstract Specification Topic 9: Quality, Version 4, Ostensen O (1996) ISO standardization in the field of Geographic Information: the global perspective, Spatial Database Transfer Standards 2: Characteristics for Assessing Standards and Full Desccriptions of the National and International Standards in the World, Editor: Harold Moelling, International Cartographic Association, Pergamon, EUREF 2002 Reinhardt W (2000) Quality of Geo data- technical, political, aspects, Siemens Nixdorf, Munich Seeber G (1993) Satellite Geodesy: Fondations, Methods and Applications, Walter de Gruyter, Berlin-New York 125