Geodesia

Geodesia eli maanmittausoppi on tiede, joka mittaa ja esittää maapallon kokoa ja muotoa ja kohteiden sijaintia sen pinnalla. Geodesia tutkii myös Maan painovoimakentän rakennetta, alanimeltään fysikaalinen geodesia.
Geodesiaan voidaan lukea maanmittaus, fotogrammetria, kartografia ja paikkatietojärjestelmät. Nykyisin usein myös GPS-paikanmääritys ja navigointi luetaan siihen.

Geodesian historia Suomessa

Suomessa geodesian tutkimusta harrastettiin jo ennen itsenäisyyttä. 1900-luvun suomalaisia geodeetteja olivat muun muassa Yrjö Väisälä, Veikko A. Heiskanen, Reino A. Hirvonen, V.R. Ölander, Tauno J. Kukkamäki, Erkki Kääriäinen ja Juhani Kakkuri. Tutkimusaiheet olivat tähtikolmiointi, perusviivan tarkka interferometrinen mittaus, Maan painovoimakentän teoria ja geoidimääritys, isostasia, vaaitusrefraktio, postglasiaalinen maannousu ym.
Vain vuosi itsenäisyyden jälkeen, v. 1918, perustettiin Geodeettinen laitos suorittamaan geodeettiset perusmittauksia ja siihen liittyvää tutkimusta ja kansainvälistä yhteistyötä. Autonomian aikana perusmittaukset olivat Pietarin yksinoikeus. Laitoksen ensimmäinen johtaja matkusti Saksaan hankkimaan Hildebrand- ja Bamberg-laitteita Suomen ensimmäisen luokan kolmiomittauksen ja sen tähtitieteellisten mittausten suorittamiseksi. Kolmiomittaus oli mittava hanke joka kesti melkein 1900-luvun läpi.

Geodeettinen tutkimus

Nykyiset geodesian tutkimuskohteet ovat mm. tarkka satelliittipaikannus (GPS, GLONASS, Galileo), globaaliset vertausjärjestelmät, Maan muodon tarkka seuranta (geodynamiikka) GPS:n, satelliittilaserin ja pitkäkantainterferometrian (VLBI) avulla, Maan painovoimakentän tarkka mallinnus satelliittimittausten (CHAMP, GRACE, GOCE) avulla, ja henkilökohtainen navigointi.

Geodeettiset mittausmenetelmät

Geodeettinen metrologia tutkii geodeettisten suureiden yksikön jäljitettävyyttä. Suomessa tehdään tutkimusta lähinnä pituuden ja vapaan putoamisen kiihtyvyyden (painovoiman) metrologiasta.
Geodeettisissa mittauksissa yleisesti käytettäviä työvälineitä ovat teodoliitti (vanha) ja takymetri eli 'total station', jolla voidaan mitata pisteiden välisten suuntakulmien (vaaka- ja pystykulmien) lisäksi myös etäisyyksiä. Menetelmä on automaattinen: robottitakymetrijärjestelmässä vain maastossa liikkuva yksikkö, heijastimellä varustettu tähys, on miehitetty.
Vaaitus on geodeettinen mittausmenetelmä, jossa selvitetään kahden pisteen välistä korkeuseroa. Apuna vaaituksessa käytetään, vaaituskojeen lisäksi, vaaituslattoja. Suomessa on tutkittu vaaitusrefraktiota (T.J. Kukkamäki) ja muita systemaattisia virhelähteitä, sekä toistettujen tarkkavaaitusten avulla postglasiaalista maannousua.
Myös etäisyyden mittaus on geodeettinen mittausmenetelmä. Suomessa pitkään tutkimuksen kohteena ollut ja edelleen oleva on tarkka perusviivan mittaus Väisälä-komparaattorilla, joka perustuu valkoisen valon interferometriaan. Sopivia perusviivoja on Nummelassa ja monessa paikassa maailmalla.
Geodeettisten mittaustulosten avulla rakennetaan myös erilaisia digitaalisia malleja.
Nykyisin GPS-laitteet käytetään apuna geodeettisten verkkojen mittauksessa, sekä valtakunnallisessa että maailmanlaajuisessa mittakaavassa. Se on osaltaan korvannut perinteisempiä mittausmenetelmiä ja antaa pisteiden paikat globaalisessa, geosentrisessa WGS 84 -järjestelmässä. Suomeen, kuten moneen muuhun maahan, on rakennettu jatkuvasti toimivien GPS-mittausasemien verkko geodynamiikan tutkimusta varten ja GPS-tosiaikaiskäytön tueksi. Verkko, joka perustettiin jo 1990-luvulla, on uusittu ja koostuu nykyisin 20 asemasta.