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VLBI



VLBI (Very Long Baseline Interferometry) ist eine astronomische bzw. geodätische Methode der Erdmessung mittels kosmischer Radiowellen von Quasaren.

Messprinzip

Durch präzise Messung der Signale mit 2 oder mehr Radioteleskopen und ihre mit Zeitmarken versehene Verspeicherung wird eine Art Laufzeitmessung möglich. Die Daten werden mittels eines Korrelators so lange auf der Zeitachse verschoben, bis fast vollständige Übereinstimmung der Signalspitzen erreicht ist.
Nach diesem Korrelieren entspricht die Verschiebung dem Laufzeit- bzw. Wegunterschied Δt1,2 vom Quasar zu den zwei (oder mehr) Teleskopen. Durch Anmessen mehrerer Quasare (5-20 in 1 Stunde) wird eine Art Vermessungsnetz aufgebaut. Weil sich die einzelnen Δt durch die Erdrotation dauernd ändern, kann außer den Koordinaten auch der momentane Rotationspol und die astronomische Zeit bestimmt werden.

Die Genauigkeit liegt um 0.1 ns (Milliardstel Sekunden), auf Strecke umgerechnet bei einigen Zentimetern. Durch die große Anzahl von Messungen (großteils automatisch) können Netze auf ±1cm berechnet werden.

Datenreduktion und Ergebnisse

Die Messungen sind wegen verschiedener Einflüsse zu korrigieren:

  1. Refraktion in der Troposphäre - Trocken- und Feuchtanteil: ersterer wird über Luftdruck und Temperatur bestimmt, letzterer ist wegen stark schwankendem Gehalt an Wasserdampf schwerer modellierbar
  2. Refraktion in der Ionosphäre - sie ist von der Frequenz der Radiowellen abhängigkeit und kann daher durch 2 Frequenzen genähert ermittelt werden
  3. Zeitkorrekturen
  4. Instrumentelle Einflüsse (Eichung der Antenne, Exzentrizität usw.)
  5. Weitere Einflüsse ... ...

Die Ergebnisse sind gut mit anderen Messmethoden kombinierbar - z.B. mit GPS und dessen Methode, die 2.Korrektion zu ermitteln.

Durch langfristige Bestimmung von Koordinaten der Radioteleskope können die Bewegungen der Kontinente durch die Plattentektonik bestimmt werden. Seit einigen Jahren ist dies mit Genauigkeiten von mm...cm möglich. Die etwa 10 großen Platten bewegen sich gegeneinander mit 2-20 cm pro Jahr.




     
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