maanmittauslaitos

Yllättävä kummallisuus: karttakoordinaatit ovat vanhentumassa

Ti, 09/11/2018 - 10:36 By Toimitus
Suomi, Skandinaviaa ja Venäjää vanhassa kartassa

Pohjana kaikessa karttoihin liittyvässä on karttajärjestelmä – tai useammat sellaiset. Niiden suhteen on tullut eteen ongelma: nykyiset koordinaattijärjestelmät eivät pysty ottamaan maankuoren liikkeitä ajantasaisesti huomioon. Siksipä työn alla on uusi, entistä joustavampi koordinaattijärjestelmä.

Pohjoismaisen geodeettisen komission (NKG) yleiskokous pidettiin Helsingissä viime viikolla (3. – 6. syyskuuta). Siellä keskusteltiin tiiviisti paitsi paikannustarkkuudesta, niin myös tästä uudestatulevaisuuden koordinaattijärjestelmistä.

"Senttimetrin korkeudenmääritystarkkuuteen on mahdollista päästä uudella tarkemmalla pohjoismaisella geoidimallilla, jota parhaillaan tehdään NKG:n työryhmässä pohjoismaisena yhteistyönä, kertoo vanhempi tutkija Mirjam Bilker-Koivula Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta. 

"Geoidimalli antaa kansallisen korkeusjärjestelmän ja satelliittipaikannuksella määritetyn korkeuden välisen eron, ja mallin tarkkuudesta riippuu, kuinka tarkasti satelliittipaikannuksella voidaan määrittää korkeuksia. Nyt tarkkuus on muutamia senttimetrejä."

Pohjoismaisen geodeettisen komissio jatkaa dynaamisten koordinaattijärjestelmien tutkimusta päämääränä tehdä suositus Pohjoismaiden karttalaitoksille uudeksi järjestelmäksi vuoteen 2022 mennessä.

Monet uudet sovellukset, kuten älyliikenne, vaativat tarkkaa reaaliaikaista koordinaattijärjestelmää. Esimerkiksi mannerlaattojen liike ja maannousu vaikuttavat koordinaattijärjestelmiin. Nykyiset koordinaattijärjestelmät eivät pysty ottamaan näitä muutoksia ajantasaisesti huomioon.

Parhaillaan käynnissä on pilottiprojekti, jossa tutkitaan  dynaamisen koordinaattijärjestelmän luomista Islantiin.

Islannissa maankuoren liikkeet heikentävät hyvin nopeasti perinteisten koordinaattijärjestelmien tarkkuutta ja luotettavuutta. Islantiin kehitettyjä menetelmiä voidaan soveltaa myös meillä Suomessa.

Satelliittnavigaatioon perustuva tarkka korkeusmittari.

Yhteistyöllä enemmän hyötyä

Viime viikolla Helsingissä kokoustaneet karttatutkijat kehottavat pohjoismaisia karttalaitoksia luomaan yhteisen strategian pohjoismaisen paikannuspalvelun kehittämiseen ja tutkimukseen, jotta jo tehdyt laajat investoinnit tulevat mahdollisimman tehokkaasti käytettyä.

"Viimeisen viiden vuoden aikana on Metsähovin, Onsalan ja Ny Alesundin geodeettisiin perusasemiin investoitu kymmeniä miljoonia euroja", toteaa osastonjohtaja Markku Poutanen Paikkatietokeskuksesta.

"Myös tarkan satelliittipaikannuksen tukiasemia ja geodeettista infrastruktuuria on kehitetty kaikissa Pohjoismaissa. Paikannuksen ja navigoinnin käyttöön saadaan entistä tarkempia ja luotettavampia datoja, ja näiden saumaton yhteiskäyttö koko Pohjolan alueella on erittäin tärkeää."

"Tämä voidaan saavuttaa vain koko pohjoismaisen geodeettisen yhteisön yhteistyöllä", Poutanen sanoo.

*

Juttu on hieman muokattu Maanmittauslaitoksen tiedote.

GPS-signaalissa oli selviä poikkeamia Syyrian sotilasiskujen aikaan

Ti, 05/08/2018 - 09:18 By Toimitus
Risteilyohjus. Kuva: Yhdysvaltain ilmavoimat

Suomalaistutkijat havaitsivat GPS-signaalissa muutoksia USA:n ja sen liittolaisten sotilasoperaation aikana. Se ei ole yllättävää, sillä GPS on alunperin Yhdysvaltain sotilaallinen järjestelmä ja erilaisia poikkeamia normaalista on havaittu aikaisemminkin sotatoimien aikaan.

Eräs Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen perustehtävistä on koordinaatti- ja korkeusjärjestelmien luominen ja ylläpito Suomessa. Osana tätä toimintaa on seurata erilaisia tekniikoita, jotka tukevat paikannuspalveluita.

Nykyisin lukuisat yhteiskunnan infrastruktuurit ovat riippuvaisia satelliittipaikannuksen tuottamasta paikasta tai ajasta, joten sen toiminnan tarkkailu on tärkeää.

Niinpä suomalaistutkijatkin pitävät silmällä koko ajan GPS-signaalia.

Kun USA ja sen liittolaiset suorittivat sotilasoperaation Syyrian alueella 13. – 17. huhtikuuta, havaittiin suomalaisillakin mittalaitteilla GPS-signaalin voimakkuudessa olennaisia muutoksia.

Tuona ajankohtana  USA:n armeijan käyttämä salattu GPS L2 -signaali oli vahvempi, jolloin se toimii paremmin haastavissa ympäristöissä kuten kaupungeissa. 

Samalla avoimen normaalikäyttöön tarkoitetun siviilisignaalin voimakkuus heikkeni. Jos konfliktin aikaan tuntui siltä, että auton GPS toimi tavallista hitaammin, niin tässä on siihen selitys.

Nykyaikainen sodankäynti luottaa paljon satelliittipaikannukseen, sillä risteilyohjusten ja miehittämättömien lentolaitteiden lisäksi jopa lentokoneista pudotettavat pommit suuntaavat kohti maalejaan GPS:n avulla.

Sen vuoksi satelliittipaikannusta koetetaan sotatoimialueilla häiritä, tai kuten tässä tapauksessa, signaalin voimakkuutta tietoisesti nostettiin, jotta sen häirintä olisi hankalampaa ja jotta signaalia voitaisiin ottaa vastaan hankalammissa olosuhteissakin.

Signaalimuutokset havaittiin siis myös täällä Suomessa.

Voimitstunut signaali. Kuva: Octavian Andrei
Kuva: Octavian Andrei

”Signaalin voimistuminen on itse asiassa positiivinen asia. Tavoitteena oli parantaa sotilasvastaanottimien toimivuutta, mutta samalla myös ammattikäyttöisten vastaanottimien signaali parani. Tällaisia vastaanottimia käytetään esimerkiksi rakennustyömailla ja maanmittauksessa”, toteaa vanhempi tutkija Octavian Andrei.

Havainnot tehtiin Suomessa sijaitsevilla havaintoasemilla. Havaintoasemat muodostavat Maanmittauslaitoksen ylläpitämän valtakunnallisen FinnRef-verkon. Verkon tukiasemat on varustettu moderneilla paikannusvastaanottimilla, jotka pystyvät vastaanottamaan kaikkien paikannusjärjestelmien signaaleja.

”FinnRef-verkon avulla voimme monitoroida kaikkien paikannussatelliittien signaaleja. Monitorointi on välttämätöntä, koska signaalin laatu vaikuttaa suoraan paikannuksen laatuun ja luotettavuuteen”, kertoo Vertausjärjestelmät-tutkimusryhmän johtaja Hannu Koivula Maanmittauslaitoksen tiedotteessa (mihin tämä juttu perustuu).

Terveisiä Etelämantereelta! Kuvaraportti Finnarp 2016 -retkikunnalta.

Ma, 01/16/2017 - 11:46 By Jari Mäkinen

Suomalaiset ovat jälleen työn touhussa Etelämantereella. Pääjoukko Finnarp 2016 -retkikunnasta on ollut jo joulukuun alusta alkaen huoltamassa Aboa-asemaa ja ryhmän ainoa tutkija on juuri saapumassa paikalle.

Finnarp 2016 -retkikunta lähti matkaan 2.12. ja sen päätarkoitus on tällä kertaa huoltaa Aboa-tutkimusasemaa ja sen laitteistoja. 

Matka asemalle sujui lähes suunnitelman mukaan saksalaisen Neumayer-aseman kautta, mutta työt Aboalla eivät ole menneet aivan yhtä suunnitellusti kuin toivottiin: lumimyrskyt ja kova tuuli ovat haitanneet työtä.

Kuten retkikunnan kiinnostavat raportit kertovat, aseman kunnostus- ja huoltotyöt kuitenkin etenivät, ja etenkin kun tammikuun alussa keli parani, pystyi retkikunta myös liikkumaan alueella laajemmin.

Joukko muun muassa kävi hakemassa polttoainetynnyreitä 120 kilometrin päässä sisämaasta – keikka ei Etelämantereella tiettömällä lumi- ja jäälakeudella ei ole mitenkään helppo!

Saksalaisaseman huoltokaravaani oli jättänyt 20 diesel-polttoainetta sisältävää tynnyriä ennalta sovittuun paikkaan, mistä nelihenkinen partio kävi ne hakemassa kahdella Arctic Truck -jäätikköauton ja trailerin yhdistelmällä. Samalla paikalle vietiin jätettä, jonka saksalaiset poimivat myöhemmin mukaansa.

Edellinen Finnarp-retkikunta testasi tätä menetelmää ja se todettiin kustannustehokkaaksi sekä toimivaksi. Sää oli matkalla pääosin suosiollinen ja ajamista helpotti pääosin hyvä näkyvyys sekä sopiva nollan molemmin puolin vaihdellut kesäinen lämpötila.

Matkalla oli jopa liikenneruuhka, kun jätekonttia samalle kohtaamispisteelle kuljettanut Ruotsin Swedarp-retkikunnan telatraktori tuli paluumatkalla vastaan. Otsikkokuvana on kuva tästä pohjoismaisesta kohtaamisesta.

Keikka kesti 13 tuntia, ja kuten aina Etelämantereella liikuttaessa, oli partiolla mukana yöpymisvarusteet ja paljon ylimääräistä muonaa, koska sää saattaa muuttua epäsuotuisaksi lähes koska tahansa – eikä apuvoimia saada välttämättä paikalle saman tien.

Vain yksi tutkija mukana tänä vuonna

Tänä vuonna päähuomio on Aboan kunnostamisessa, joten tutkimustoiminta on hieman vähäisempää. Mukana on itse asiassa vain yksi tutkija, Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen Geodesian ja geodynamiikan osaston tutkimuspäällikkö Jyri Näränen.

Hän saapuu asemalle vasta tänään – jos kaikki on sujunut hyvin. Noin kuukautta muuta retkuetta myöhemmin matkaan lähtenyt Näränen lensi ensin reittilennolla Dohan kautta Kapkaupunkiin, Etelä-Afrikkaan, ja sieltä 12.1. yöllä Volga-Dnepr -yhtiön Iljushin 76 -kuljetuskoneella. Koneessa oli 48 matkustajan lisäksi tonneittain rahtia.

Kone on Kuningatar Maudin Maalla olevien asemien huoltotoimintaa hoitavan Antarctic Logistics Centre International -yhtiön vuokraama.

Iljushin Troll-aseman lentokentällä
Ylemmässä kuvassa on lennoilla käytettävä Iljushin-rahtikone ja alemmassa kuvassa Troll-asema lähellä olevalta vuorelta kuvattuna. Kuvat: Jyri Näränen.

Juuri nyt eteläisen pallonpuolen kesällä on Etelämantereen vilkkain tutkimus- ja huoltoaika, sillä sääolosuhteet mahdollistavat lähes rutiininomaisen lentotoiminnan.

Kuitenkin Etelämanner osoitti arvaamattomuutensa siinä, että Iljushinin alkuperäinen määränpää, Novolazaravskayan jäälentokenttä, oli keskikesän auringossa pehmennyt niin paljon, että sinne ei voinut lentää, vaan Närästäkin kuljettanut lento suunnattiin toiselle Iljushinin vastaanottamiseen kykenevälle kentälle, Norjan Troll -aseman yhteydessä olevalle kiitoradalle.  

Edellisellä tutkimuskampanjallaan Näränen lensi myös Trollille, mutta norjalaisten lentologistiikan vuokraamalla Boeing BusinessJetillä.

"Siihen verrattuna Iljushin on aivan eri maailmasta mukavuuden puolesta, mutta Etelämantereelle saavutaan tutkimustyöhön tiedostaen, että mukavuuksia ei aina ole aivan kotiin verrattavissa määrin", viestitti Näränen Trollilta perjantaina.

"Koneet myös palvelevat eri tarkoitusperiä. Norjalaisten lentologistiikka on keskittynyt ihmisten kuljettamiseen, siinä missä ALCIlla iso paino on myös rahdilla, jota Iljushiniin mahtuu monin verroin enemmän kuin BusinessJetiin." 

Trollilta Iljushinin matkustajat ja rahti lennätetään paikallisilla syöttölennoilla eteenpäin eri tutkimusasemille. Tätä tarkoitusta varten tällä kaudella ALCIlla on käytettävissä yksi Basler BT-67 (modernisoitu DC-3), sekä de Havilland Canada DHC-6 Twin Otter, joissa molemmissa on sukset alla. Näin koneet voivat laskeutua hyvinkin alkeellisille lentokentille.

Näräsen oli tarkoitus jatkaa matkaa viikonlopun aikana tai viimeistään nyt maanantaina Baslerilla saksalaiselle Neumayer 3 -asemalle, jonne jätettiin neljätoista Alfred Wegener Instituutin tutkijaa ja logistikkoa, ja josta otettiin kyytiin suomalaisten sinne jättämää rahtia.

Tämän jälkeen oli tarkoitus lentää eteenpäin mahdollisimman nopeasti Basen-vuorelle, jolla Suomen tutkimusasema Aboa sijaitsee.

Siitä, miten matka on sujunut, ei tätä kirjoitettaessa ole vielä tietoa. Matkan sujuminen riippuu sääolosuhteista, jotka ovat olleet tammikuun puolivälissä lentotoiminnan kannalta hankalat koko läntisellä Kuningatar Maudin Maalla. 

Koko retkikunta palaa Suomeen yhdessä noin kuukauden kuluttua. Suunnitelman mukaan kahdeksanhenkinen joukko lentää ensin Basler-kyydillä Novolazarevskayalle ja sieltä Iljushinilla Kapkaupunkiin. Takaisin Suomessa on tarkoitus olla 14. helmikuuta.

Näränen jatkaa Aboalla Paikkatietokeskuksen (ent. Geodeettinen laitos) 1991 aloittamaa Etelämantereen maannousututkimusta.

Tutkimuksessa tehdään painovoimamittauksia aikasarjana. Yhdessä tarkkuus-GPS-mittauksien ja maannousun mekanismien analysoinnin kanssa voidaan tiedoista tehdä mallinnus koko Antarktiksen maannoususta.

Painovoimamittausten lisäksi tutkitaan mittapisteen stabiilisuutta erilaisin geodeettisin menetelmin, jotta voidaan olla varmoja siitä, että paikalliset muutokset eivät vaikuta aikasarjaan. Samaan tapaan tutkimuksessa mitataan paikallisten jää- ja lumikenttien pinnanmuotoja, jotta paikalliset massanliikunnat voidaan ottaa huomioon aikasarja-analyysissä.

Edellisillä mittauskampanjoilla ollaan jo havaittu, että Aboan lähiympäristössä lumikenttien korkeudet voivat vaihdella jopa useita metrejä vuotuisesti. Vaihtelu on tarpeeksi suurta, jotta sillä on vaikutusta myös paikalliseen painovoimaan.

Pinnanmallinnukseen Näräsellä on tällä kaudella mukana myös ensimmäistä kertaa Paikkatietokeskuksen Fotogrammetrian ja kaukokartoituksen osastolla kehitetty liikuteltava laserskanneri, jolla voidaan nopeasti muodostaa tarkka 3-D malli isoistakin alueista. Näräsen tutkimus on osa Suomen Akatemian rahoittamaa nelivuotista Gravlaser -tutkimushanketta.

Retkikunta rentoutuu

Aboa on Suomen tukikohta Etelämantereella

Suomen Etelämanner-tutkimusasema Aboa sijaitsee Kuningatar Maudin maalla noin 130 kilometrin päässä rannikolta ja noin 5000 kilometrin päässä Etelä-Afrikan Kapkaupungista. Tutkimusasema on rakennettu vuonna 1988. 

Oman tutkimusaseman rakentamisen jälkeen Suomesta on tehty tutkimusmatkoja Etelämantereelle säännöllisesti. Tutkimusaiheet ovat liittyneet mm. meri- ja rakennetekniikkaan, merentutkimuksen eri aloihin, ilmatieteisiin, geologiaan ja geofysiikkaan. 

Suomessa Etelämanner-logistiikka Finnarp ylläpitää tutkimusasema Aboaa ja järjestää Suomen Etelämanner-tutkimusohjelman hankkeiden kenttätyöt. 

Ilmatieteen laitoksella toimiva logistiikkaryhmän tehtävä Etelämanner-tutkimusmatkojen järjestäminen, tutkimusasema Aboan ylläpito ja tutkijoiden tukeminen Etelämantereella työskennellessä. Tutkimusmatkoilla ollaan joka vuosi muutaman kuukauden ajan marras- ja helmikuun välisenä aikana, jolloin Etelämantereella on kesä ja pakkanen pysyy yleensä -15°C:n lämpimämmällä puolella. 

Aboa tarjoaa hyvät työ- ja asuintilat 12 hengen retkikunnille. Tilapäisesti asemalle mahtuu majoittumaan 18 henkilöä. 

"Retkikunnan työ on vaativaa Etelämantereella. Useamman kuukauden viettäminen Etelämantereella kaukana muusta maailmasta on vaativaa", kertoo retkikuntaa johtava Mika Kalakoski.

"Siksi matkaan lähtevien retkikuntalaisten sopivuutta tutkimusmatkalle arvioidaan mm. psykologisella testillä."

Tutkimusryhmässä on mukana aina kokki ja lääkäri – molemmat ovat tärkeitä retkikunnan toiminnan ja terveyden kannalta.

"Etelämantereella ei näy televisio, eikä siellä toimi internet tai puhelin. Satelliittijärjestelmän välityksellä voi lähettää ja vastaanottaa sähköpostiviestejä, mutta sekin on hidasta. Vettä suihkuihin ja juomavedeksi saadaan läheiseltä jäätiköltä tai lunta sulattamalla", kertoo Kalakoski arjesta Aboan tutkimusasemalla. 

Lisää Aboasta voi lukea alla olevista Tiedetuubin jutuista tai suoraan Finnarpin nettisivuilta.

Tässä tulee liikenneturvallisuutta parantava seitsemäs aisti – digitaalinen sellainen

Ma, 11/28/2016 - 11:28 By Toimitus
Näkymä 3D-skannattuna

Jo nyt monet ajoneuvot keräävät erilaisilla sensoreillaan tietoa ympäristöstään ja käyttävät tietoa hyväkseen. Pian autot myös jakavat tietoja keskenään, jolloin ajamisesta maanteillä tulee etenkin pimeällä ja huonolla säällä nykyistä turvallisempaa. 3D-pistepilviteknologia luo ihmisille ikään kuin seitsemännen aistin, jolla saadaan kolmiulotteista tietoa ympäristöstä ja sen muutoksista.

Sensoriteknologia lyö vauhdilla läpi maanteillä. Suurimpien autovalmistajien mukaan vuoteen 2020 mennessä autoissa on sensoreita, joiden avulla ne pystyvät ohjaamaan itseään.

Ne laserkeilaavat, eli kuvantavat, ympäristöä ja muodostavat sen pohjalta pistepilviksi kutsuttuja kolmiulotteisia kokonaisuuksia. Autot voivat tulevaisuudessa viestiä toisilleen esimerkiksi sohjoisista kohdista tai esteistä tiellä. 

Toistaiseksi puuttuu ratkaisuja, joilla autojen keräämää dataa voitaisiin hyödyntää myös muuhun kuin yksittäisen ajoneuvon tarpeisiin. Muun muassa näitä automaattisia menetelmiä kohteiden tunnistukseen ja karttojen ajantasaistukseen kehitetään Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen johtamassa Pointcloud-tutkimushankkeessa.

3D-pistepilviteknologia tekee pinnanmuodot näkyviksi

Sensoreita voidaan autojen lisäksi kiinnittää lähes mihin vain liikkuvaan, kuten lumiauroihin, tietyökoneisiin tai lentäviin laitteisiin. Viime vuosina nopeasti kehittyneet ja halventuneet sensorit luovat ihmisille ikään kuin seitsemännen aistin, jolla saamme entistä tarkempaa tietoa ympäristöstämme.

"3D-pistepilviteknologian avulla kaikki pinnanmuodot ympäristöstä tulevat näkyviksi", sanoo laserkeilauksen metrologian tutkimusprofessori Harri Kaartinen Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta.

"Nykyteknologian avulla voidaan esimerkiksi mitata ja kartoittaa metsän puut. Se helpottaa metsänhoidon suunnittelua ja toteutusta sekä mahdollistaa uusia liiketoimintamahdollisuuksia."

Avoimen datan toivotaan vauhdittavan tuotekehitystä

3D-pistepilviteknologiasta on paljon hyötyä liikenteen ja metsänhoidon lisäksi esimerkiksi kaupunkisuunnittelussa. Tietokonepeleistä tuttujen 3D-virtuaalimallien avulla voidaan tutustua rakenteilla oleviin asuntoihin, naapurustoihin ja maisemiin digitaalisesti.

"Ideana on, että yritykset voivat rakentaa tutkimuksemme päälle liiketoimintaa. Pyrimme siihen, että kaikki tuottamamme tieto on avointa ja kaupungit, yritykset ja muut kiinnostuneet pääsevät heti hyödyntämään sitä", Kaartinen sanoo.

Hän pitää tärkeänä, että 3D-pistepilviteknologian hyödyntämiseen liittyvää tutkimusta tehdään Suomessa julkisella rahalla, koska silloin tuotettavan tiedon avoimuus luo liiketoimintamahdollisuuksia myös esimerkiksi kasvuyrityksille.

Virtuaaliseen Ouluun voi liittää sosiaalisen median päivityksiä vaikkapa kaupunkilaisilta tai yrityksiltä (Kuva: Oulun yliopisto)

Pointcloud-hanketta rahoittaa Suomen Akatemian Strategisen tutkimuksen neuvosto ja siinä on mukana tutkijoita Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta, Aalto-yliopistosta sekä Oulun ja Turun yliopistoista. 

Juttu on Paikkatietokeskuksen lähettämä tiedote.

Kaipaatko vielä krupulaa? Tässä on kilo tilalle.

Pe, 05/20/2016 - 10:50 By Jari Mäkinen

Tänään vietetään metrologian päivää, eli juhlistetaan mittaustiedettä. Syynä on se, että tänään vuonna 1875 allekirjoitettiin Pariisin luona Sévresissä kansainvälinen metristen mittojen sopimus. 

Päivän kuva

Kaikkialla tarkoittaa tässä ainakin sopimuksessa nykyisin mukana olevia 53 maata, joskaan kaikki jäsenmaatkaan eivät käytä metrimittoja arkisesti – esimerkiksi paunat, tuumat, jalat ja mailit ovat edelleen laajalti käytössä etenkin anglosaksisissa maissa. 

Joissain maissa käytetään vielä vanhempia perinnemittoja. Suomessakin oli aikanaan ennen nykyisiä mittoja omat pituus- ja massamittayksikkönsä, itse asiassa useita sellaisia. 

Massaa, siis "painoa", mitattiin muun muassa lästeinä, joka oli 18 kippuntaa vuoripainoa, eli 2448,44 kg. Leiviskä oli 20 naulaa, eli 8,5 kg. Ja yksi naula oli 32 luotia, eli 425,076 g; puoli naulaa oli puolestaan yksi markka. Markka oli siis muutakin kuin rahayksikkö.

Aivan pienimpiä painoja mitattaessa oli käytössä luonnollisesti omat yksikkönsä: 1 skruupeli eli krupula oli 20 graania, siis 1,236g. Yksi graani oli siis noin 42,5 milligrammaa.

Pituusmittoja oli hieman vähemmän, mutta ihan riittävästi saamaan aikaan sekaannuksia. Yksi virsta oli kymmenesosa peninkulmaa, eli 600 syltä, eli 3 600 jalkaa, eli 1068,8 metriä. Jalkojakin oli moneen lähtöön, sillä yksi jalka vastasi 12 tuumaa työmittana, mutta 10 tuumaa kymmenysmittana. Siis 29,7 cm.

Aiemmin mainittu syli oli kolme kyynärää, eli kuusi jalkaa, eli 1,781 m. Ja jos matkaa haluttiin mitata kortteleissa, eli vaaksoina, oli yksi sellainen kyynärää, eli puoli jalkaa, eli 14,8 cm.

Ei mikään ihme, että 141 vuotta sitten oli kova halu saada yhdet yhteiset mitat koko maailmaan!

Internationaalit standadit

Nykyisin kansainvälinen SI-mittayksikköjärjestelmä muodostuu seitsemästä perusyksiköstä: sekunti, metri, kilogramma, ampeeri, kelvin, mooli ja kandela. Kaikki muut yksiköt, eli johdannaisyksiköt, voidaan sitten muodostaa perusyksiköiden avulla.

Kansainvälisesti näiden ylläpidosta vastaa edelleen Sèvresissä, Ranskassa, sijaitseva BIMP, Kansainvälinen painojen ja mittojen toimisto (Bureau International des Poids et Mesures). Suomessa vastaavaa hoitaa Mittatekniikan keskus Mikes.

Mittojen ylläpito tarkoittaa sitä, että mittanormaalia ja sen jäljitettävyyttä pidetään yllä – katsotaan, että vertailukelpoiset perusyksiköt ovat olemassa – sekä siirretään mittoja muihin mittanormaaleihin. Yhä edelleen se tarkoittaa muun muassa metrin ja kilogramman tarkkojen kopioiden tekemistä, vaikkakin tieteellisesti mittayksiköt on nykyisin määritetty fysikaalisten vakioiden avulla. 

Otsikkokuvassa tehtävä huipputarkka platinasta ja iridiumista tehty kilogramman malli ei ole siis tarkkaan ottaen perustana kansainväliselle kilogrammalle, mutta tällaisten mallien avulla tehdään mittauksia laboratorioissa, kun ei vaadita äärimmäistä tarkkuutta. Muun muassa teollisuudessa tarvitaan koko ajan hyvin tarkkoja ja huolellisesti tehtyjä mitan ja massan mallikappaleita.

Lisäksi niin BIMP kuin Mikes tekevät mittatieteellistä tutkimusta.

Kansallisella tasolla Mikes pitää yllä Suomen mittanormaaleja ja nimeää mittayksiköistä ja mittanormaalijärjestelmästä annetujen lakien ja asetusten nojalla kansalliset mittanormaalilaboratoriot.

Alla ovat vielä perusmittayksiköt ja niiden selitykset Mikesin nettisivuilta kopioituina; sieltä aiheesta löytyy paljon lisätietoja!

Perussuureet ja perusyksiköt

>> Aika - sekunti (s) 

Määritelmä: sekunti on 9 192 631 770 kertaa sellaisen värähtelyn jaksonaika, joka vastaa cesium 133-atomin siirtymää perustilan ylihienorakenteen energiatasojen välillä.

 

Suomen kilo>> Massa - kilogramma (kg) 

Määritelmä: Kilogramma määritellään kansainvälisen prototyypin avulla, jota säilytetään Sèvresissä, Ranskassa lähellä Pariisia. Prototyyppi on iridiumin ja platinan seoksesta tehty sylinteri, jonka korkeus ja läpimitta ovat 39 millimetriä.

 

 

>> Termodynaaminen lämpötila - kelvin (K)

Määritelmä: Kelvin on 1/273,16 veden kolmoispisteen termodynaamisesta lämpötilasta (CGPM 1967). Veden isotooppikoostumus tulee olla seuraava (CGPM 2005): 0.000 155 76 moolia 2H jokaista moolia 1H kohti, 0. 000 379 9 moolia 17O jokaista 16O moolia kohti sekä 0.002 005 2 moolia 18O jokaista 16O moolia kohti.

 

 

Työntömitta>> Pituus - metri (m) 

Määritelmä: Metri on matka, jonka valo kulkee tyhjössä 1/299 792 458 sekunnissa. Tämä määritelmä kiinnittää metrin luonnonvakioon, valon nopeuteen tyhjössä.

 

 

Lamppu>> Valovoima - kandela (cd)

Määritelmä: Yksi kandela on sellaisen valonlähteen valovoima, joka lähettää tiettyyn suuntaan monokromaattista taajuudeltaan 540 x 1012 hertsin valosäteilyä 1/683 watin säteilyteholla steradiaania kohden. Yksi kandela vastaa suurin piirtein tavallisen kynttilän (lat. candela) kirkkautta.

 

 

Electricity>> Sähkövirta - ampeeri (A)    

Määritelmä: Ampeeri määritellään sellaiseksi ajallisesti muuttumattomaksi sähkövirraksi, joka kulkiessaan kahdessa suorassa yhdensuuntaisessa, äärettömän pitkässä ja poikkipinnaltaan mitättömässä pyöreässä johtimessa, jotka ovat 1 metrin etäisyydellä toisistaan tyhjiössä, aikaansaa johtimien välillä 2·10-7 N voiman johtimen metriä kohti.

 

 

>> Ainemäärä - mooli (mol)

Määritelmä: Mooli on sellaisen systeemin ainemäärä, joka sisältää yhtä monta perusosasta kuin 0,012 kilogrammassa hiili 12:ta on atomeja. Moolia käytettäessä perusosaset on yksilöitävä, ja ne voivat olla atomeja, molekyylejä, ioneja, elektroneja, muita hiukkasia tai sellaisten hiukkasten määriteltyjä ryhmiä. (14. CGPM 1971). Määritelmä kiinnittää hiiliatomin massan

 

 

Otsikkokuva: BIMP

Päivitys illalla perjantaina: Jutussa metrologia oli kirjoitettu alun perin metronomia. Typerä virhe, anteeksi!

Etelämantereen vetovoimaa tutkimassa

Ma, 01/19/2015 - 11:50 By Jyri Näränen
Jyri Näränen Etelämantereen lenkokoneen vieressäe

Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen (joka vuoden vaiheeseen saakka tunnettiin Geodeettisena laitoksena) Jyri Näränen kertoo matkastaan Etelämantereelle norjalaiselle Troll-asemalle. Hän on vieraillut aiemmin Suomen Aboa-asemalla painovoimamittauksia tekemässä; tänä vuonna muutama muukin Suomen Etelämannertutkimusohjelma FINNARP:in tukema tutkija kävi muualla kuin Aboalla. Pääosa suomalaisista tutkijoista Etelämantereella toimi tänäkin vuonna Aboalla ja heidän tekemisiinsä palaamme myöhemmin.


 

Tämänkertainen matkani Etelämantereelle ajoittui välille 10.12.2014-8.1.2015. Tänä aikana mittasin absoluuttista painovoimaa norjaisella tutkimusasema Trollilla, sekä suoritin useita geodeettisia mittauksia, kuten relatiivigravimetriaa ja vaaitusta määrittääkseni mittapisteen stabiilisuutta. 

Suoritimme alueella viimeksi mittauksia vuodenvaihteessa 2011-2012, minkä jälkeen mittapiste ei ole liikkunut lainkaan. Paikka on siis osoittautunut erinomaisen stabiiliksi ja siis hyväksi paikaksi suorittaa maannousututkimusta. Myös absoluuttigravimetriset mittaustulokset tukevat alustavan analyysin perusteella olettamusta, että pääasiallinen syy maan nousemiseen alueella on viime jääkausi. (Toim huom. Samaan tapaan kuin Pohjolassa, jääkerros on painanaut maata alaspäin, ja nyt se jatkaa edelleen nousuaan. Koska mekanismi on samankaltainen pohjoisessa ja etelässä, on mittausten tekeminen Etelämantereella hyvin kiinnostavaa, koska se auttaa tuntemaan myös Suomen maannousun mekaniikkaa.)

Tulokset vaativat vielä vähän enemmän analyysia ja varsinkin laitteiston kontrollimittauksia ja jälkikalibrointia Suomessa, ennenkuin haluan sanoa mitään varmaa tuloksista. Mittalaitteemme tulevat erikseen lentorahtina Suomeen näinä päivinä.

Normaalisti teemme gravimetrisia mittauksia Etelämantereen kesätutkimuskauden aikana useammalla asemalla. Esimerkiksi Etelän kesän aikaan osuvalla tutkimuskaudella vuodenvaihteessa 2011-12 mittasimme neljällä asemalla. 

Tällä kertaa kuljin Etelämantereelle norjalaisten logistiikan kautta ja tein normaalia lyhyemmän tutkimuskauden aikana mittaukset vain Trollilla. Työ siis tapahtui kuitenkin Suomen Etelämannertutkimusohjelman, FINNARP:in, tukemana. FINNARP:illa oli tällä kaudella muitakin suomalaisia Etelämantereella, jotka eivät käyneetkään Suomen omalla asemalla Aboalla. 

Norjalaisten suuri tutkimusasema Troll

Norjan polaaritutkimuskeskuksen Troll täyttää tänä vuonna 10 vuotta ympärivuotisena asemana. Sinne voidaan kesäkaudella majoittaa yli 60 henkilöä, mutta talvella siellä majailee yleensä kuusi norjalaista. 

TrollHeidän tehtävänään on valvoa automaattisten mittausjärjestelmien toimintaa ja myöskin huoltaa satelliittien datan linkitykseen käytettävien radioantennien toimintaa. Trollilla on puolisen tusinaa isoa lautasantennia, joiden avulla välitetään mm. ESA:n polaariradalla olevien satelliittien keräämiä tietoja. Vastaavanlainen linkitysasema pohjoiselle napa-alueelle sijaitsee Huippuvuorilla.

Troll-asema koostuu päärakennuksesta, sekä useista asuinmoduuleista, generaattorirakennuksesta ja kahdesta isosta autotallista/huoltovajasta. Lisäksi paljon tavaraa säilytetään myös varastoiksi muunnetuissa merikonteissa. 

Asema sijaitsee hieman sisämaassa verrattuna moneen muuhun Kuningatar Maudin Maan asemaan verrattuna ja siitä syystä siellä vallitsee hieman parempi ilmasto, varsinkin näin keskikesällä. Asema sijaitsee 1300 metrin korkeudessa, mistä johtuen alueella on hieman kylmempi kuin rannikolla, mutta siellä tuulee hieman vähemmän ja on vähemmän pilvistä. Kesäaikaan lämpötila on yleensä -5 – -20°C, talvella paljon vähemmän.

Norjan kuningas lentää Etelämantereelle juhlistamaan Trollin 10 -vuotisjuhlaa vielä tässä kuussa.

Troll-asema

Löylyä norskeille!

Minun kauteni asemalla meni vallan mainiosti. Sen aikana vietin sekä joulun, että uuden vuoden norjalaisten kanssa. Kaiken kaikkiaan sopeuduin hyvin pohjoismaalaiseen joukkoon, tosin hieman erilaiset jouluperinteet toivat eksotiikkaa arkeen. 

Uutta vuotta päästiin juhlistamaan saunomalla. Silloin pääsin opettamaan norjalaisille mitä suomalainen "löyly” oikein tarkoittaa.

Asemalta löytyy tosin myös palju, joka kiinnosti norjalaisia paljon enemmän. Mikäs siinä on istua lämpimässä vedessä, nauttia vähän kuplivaa ja katsella alas jäätikölle! 

Töiden lomassa pääsin myös tutustumaan norjalaiseen konseptiin "ti på toppen”, ja suoritinkin ensimmäisenä suomalaisena tämän "Ti på toppen på Troll":in. Se tarkoittaa kymmenelle aseman ympäristössä olevalle parhaimmalle huipulle kiipeämistä. Korkein huippu oli noin 2,2 km korkeudessa, mutta kannattaa muistaa, että jäätikkö – siis lähtökorkeus – oli jo noin 1,1 km. Kipuamista oli siis “vain” hieman yli kilometrin verran.

Monille huipuista ei saa turvallisuussyistä lähteä kapuamaan yksin, vaan mukana pitää olla aina vähintään yksi toinen henkilö. Mutta norjalaisia ei tarvinnut paljoa houkutella kävelyille, ei edes raskaiden työpäivien jälkeen, sillä maisemat ovat niin upeita ja tarjoavat vaihelua arkeen joka menee usein sisätiloissa.

Aseman henkilökunnan työpäivät ovat todellakin pitkiä, sillä normaali päivä on 12 tunnin mittainen aamukahdeksasta iltakahdeksaan. Näin tehdään 13 päivää putkeen, jonka jälkeen yksi vapaapäivä. Lomaa vietetäänkin sitten keikan jälkeen enemmän.

Bisnesjetillä jääradalle

Norjalaiset aloittivat tällä kaudella säännölliset "reittilennot" välillä Geneve-Troll. Lennot suorittaa sveitsiläinen yksityislentoyhtiö Privat Air erikoisella Boeing Business Jet -suihkukoneella. Kone on Boeing 737:n liikelentokäyttöön tehty versio, missä on normaalista huomattavasti poikkeava sisustus, suuremmat polttoainetankit ja heikosti varustelluille pienkentille sopiva navigointivarustus.

Lennoilla kone lastataan Genevessä ja se lentää Kongon Brazzavillen kautta (jossa vaihdetaan miehistö ja tankataan kone) Kapkaupunkiin, jossa vietetään yksi yö. 

Aamulla miehistö arvioi lentosään Etelämantereelle ja erityisesti voiko Troll-asemalle laskeutua. Kiitorata kun on 3 kilometriä pitkä suora höylättyä jäätä, eikä mitään teknisiä välineitä, radiomajakoita tms. ole laskeutumisen avuksi. Näin ollen näkyvyys Trollilla on kriittinen turvallisen laskeutumisen varmistamiseksi. Tästä syystä koneessa on jo menomatkalla polttoainetta myös paluumatkaa varten, mikäli asemalle ei voidakaan sään muuttumisen vuoksi laskeutua.

Koneen laskeuduttua miehistö viettää kaksi yötä Trollilla. Tänä aikana koneeseen tankataan lisää polttoainetta ja se lastataan paluumatkalle. Paluu tapahtuukin sitten vähän sutjakammin, koska lentokriteerit Trollilta lähtöä varten ovat pienemmät kuin sinne laskeutumista varten. Ainoastaan tunnin-parin tankkaustauko Kapkaupungissa ja sama Brazzavillessa, jossa vaihtuu miehistö. Vähän yli 20 tuntia Trollilta lähdön jälkeen ollaankin sitten jo Genevessä. 

Syy miksi Norja lähti tekemään yhteistyötä Privat Airin kanssa on se, että ko. lentoyhtiö oli valmis selvittämään mitä "siviililentojen" tekeminen Etelämantereelle vaatii. Nyt lennot on vakuutettu ja vastuuasiat lentoon liittyen ovat samat kuin normaaleilla reittilennoilla. Tämä on aika suuressa kontrastissa muihin lentoihin Etelämantereelle, jotka tapahtuvat joko sotilaslentokoneilla tai siviilien operoimilla erikoiskoneilla.

Isompia lento-onnettomuuksia ei viime vuosina ole sattunut Etelämantereelle kuljettaessa, mutta norjalaiset halusivat nostaa turvallisuuden- ja riskienhallinnan uudelle tasolle. 

Kun aikanaan matka Antraktikselle oli kuukausia pitkä ja vaarallinen, nyt sinne voidaan lentää normaalilla lentokoneella virvoitusjuomia nauttien – tosin vain sikäläisen kesän aikaan. Etelämantereen talvi on edelleen ihan toinen asia!