¿Cómo podría usarse LIDAR para detectar la curvatura de la Tierra, y la atmósfera afectaría las mediciones?

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¿Habría efecto atmosférico? Si.

A medida que aumenta el ángulo desde la vertical, también lo hace la refracción de la trayectoria de la luz, haciendo que se doble. Esto mueve el punto calculado al final del haz, y es una de las razones por las cuales LiDAR en el aire utiliza una franja bastante estrecha.

El paso del pulso de luz a través del aire también se ve afectado por la temperatura y la presión locales, que afectan el índice de refracción y, por lo tanto, la velocidad del pulso y, por lo tanto, el cálculo de la distancia. Puede permitir esto, utilizando datos meteorológicos, pero aún introduce un nivel de incertidumbre.

Un punto que debe hacerse aquí es que el LiDAR no es un sistema de medición perfectamente preciso. El hecho de que use un láser no significa que no haya errores en los datos. Consideremos solo algunos, recordando que la idea es calcular la ubicación tridimensional de donde el pulso del haz se refleja desde el suelo.

Ubicación de la aeronave. Esto lo determina un sistema GNSS / INS, pero no es exacto. Puede esperar algunos pequeños errores en esto, simplemente debido a la naturaleza del sistema. Quizás unos pocos decímetros o menos, dependiendo del sistema.

Orientación de la aeronave. La dirección del haz (en 3-D) se determina con respecto a la orientación de la aeronave. Esto viene del INS, y también tiene algunos pequeños errores. Teniendo en cuenta que la orientación de la viga se proyecta hacia el suelo, el eje resultante puede ser significativo.

Efectos atmosféricos Esto puede hacer que la distancia varíe, así como que el haz sea más o menos curvo, lo que también es una función del ángulo alejado de la vertical, que también varía con el giro del avión.

Errores dentro del LiDAR. Todos los equipos de medición de distancia deben calibrarse, ya que la forma en que mide la distancia puede variar con el tiempo o sufrir algún tipo de daño. ¿Qué tan bien se verificó el LiDAR, dado que es un sistema complejo de muchas mediciones, y cuáles fueron los errores encontrados?

¿Cuál es el punto de reflexión? Los pulsos que se devuelven provienen de la copa de los árboles, los edificios, la hierba, etc., pero solo de la tierra desnuda si no hay nada más allí. Debido a que no puede planificar de dónde proviene cada pulso con golpes, no puede estar seguro de dónde proviene el retorno.

Cuando comienzas a juntar múltiples corridas de LiDAR, así como a realizar corridas cruzadas, encuentras todo tipo de diferencias en las elevaciones. Estas diferencias son MUCHO mayores que cualquier cosa relacionada con la curvatura de la Tierra. En efecto, está tratando de medir objetos de un metro de largo usando una regla rígida marcada en millas, es decir, el efecto que está buscando es mucho más pequeño que la mejor medida que puede hacer.

Es un error común entre los aficionados suponer que la medición es perfecta. No lo es, casi por definición. Considere que la medición es un medio para reducir la incertidumbre con la que se conoce cierta cantidad. Para la ciencia de la medición, comience a buscar todas las fuentes potenciales de error (y habrá MUCHAS de ellas), haga algunas estimaciones o mediciones de esos errores y combínelos en un ‘presupuesto de error’. Esto le dará el probable error general para cualquier dato particular del sistema. Puede estar MUY sorprendido de lo grandes que son esos errores. Cuando tenga esos números, recuerde que cualquier cosa que sea menos del doble de ese tamaño es estadísticamente improbable que sea medible, detectable o determinado de otra manera.