Upload
kylee
View
99
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Глобальная геодезическая система наблюдений GGOS и ее научное значение. Д.Ш.Фазилова Институт астрономии АН РУз. Семинар-тренинг Ташкент, 28 апреля 2009. Развитие международного сотрудничества предусматривает: - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Глобальная геодезическая система наблюдений GGOS
и ее научное значение.
Д.Ш.ФазиловаИнститут астрономии АН РУз.
Семинар-тренингТашкент, 28 апреля 2009.
Развитие международного сотрудничества предусматривает:
участие Республики Узбекистан в деятельности
международных организаций системы ООН и других
всемирных и региональных объединений по тематике ГНСС;
использование международного опыта и опыта
иностранных государств в области создания и использования
ГНСС;
участие в межгосударственных программах сотрудничества
в области фундаментальных и прикладных наук, учреждение
международных научных центров, развитие двустороннего
научно-технического сотрудничества, активизацию обмена
научно-технической информацией в области ГНСС.
За последние годы своего развития ГНСС и их
функциональные дополнения стали основой систем
координатно-временного и навигационного обеспечения
развитых стран, существенным элементом государственных и
частных секторов мировой экономики.
С одновременным функционированием нескольких ГНСС
возрастает необходимость координации программ их развития
между странами – владельцами таких систем, а также
международными организациями, непосредственно
связанными с развитием и использованием ГНСС.
Международное сотрудничество в области ГНСС – важнейшая
составная часть национальной политики Республики
Узбекистан в области космической деятельности.
GGOS: комбинация различных измерительных техник.
Parameter Type VLBI GPS/GLON.
DORIS/PRARE
SLR LLR Alti-metry
Quasar Coord. (ICRF) XNutation X (X) X
Polar Motion X X X X XUT1 X
Length of Day (LOD) X X X XCoord.+Veloc.(ITRF) X X X X X (X)
Geocenter X X X XGravity Field X X X (X) X
Orbits X X X X XLEO Orbits X X X XIonosphere X X X X
Troposphere X X X XTime/Freq.; Clocks (X) X (X)
(X)
ICR
FIT
RF
Ea
rth
Ro
tatio
nG
ravity F
ield
Atm
osp
he
re
Определяемые параметры системы Земля:
(X)
Обоснование: необходимость изучения причин
возникновения катастрофических событий.
Современные данные об изменениях уровня Мирового Океана
Согласно отчетам Межправительственной комиссии IPCC за 1990,1996, 2001 и 2007 г.г.
« Потепление климата не вызывает сомнения, поскольку это очевидно из наблюдений глобальных средних значений температуры воздуха и океана,
широкого распространения зон таяния льдов и снега и поднятия глобального среднего уровня моря».
По наблюдениям в 20 веке уровень моря повышаетсяна 1-2 мм в год (1.8 мм).
Возможно объяснить: таянием льдов 0.2 мм/год,
расширением вследствие повышения общей температуры 0.5 мм/год.
Не найдено уверенных обоснований для 1.3 мм/год.
Наиболее вероятно, что потепление в последние 50 лет (90 %) связано с увеличением парникового эффекта. В связи с этими наблюдаемыми явлениями возникают следующие научные вопросы:1) Ускоряется ли повышение уровня моря начиная с 1990-х годов?2) Можем ли мы установить и объяснить причины повышения уровня моря?3) Можем ли мы улучшить точность предсказания дальнейшего повышения уровня моря в 21 веке.
Woodworth [2000]
Douglas, 2001; Church et al., 2004, 2006; Cazenave & Nerem [2004]; Holgate & Woodworth [2004]
Sea level rise: ~ 1.7–1.8 mm/yr100–200 year records
Наблюдаемый уровень моря по приливным пунктам и альтиметрии.
Глобальное повышение уровня моря по данным альтиметрии (1985-2008).
Global Sea Level Rise: Estimation & Prediction (1500-2100)
“Geological” Estimate/Climate Models
Observations& Uncertainty
Prediction by ModelsPredictions using Hadley models [Courtesy, J. Gregory]
, [R. Peltier, person. comm.]
0.1 mm/yr
1.8 mm/yr0.4–0.6 m abovethe 1990 level??
Other estimates:0.5–1.4 m [e.g., Rahmstori, 2007]
Массовый баланс Полярных Массовый баланс Полярных ледовых щитов по наблюдениям ледовых щитов по наблюдениям
GRACE, 2002–2008GRACE, 2002–2008
Averaged Greenland mass loss
ICE-5G (VM4) GIA correction model (Peltier, 2004) used
E. Antarctica
Credit: NASA, CSR
W. Antarctica
Координационное Бюро наземных сетей
Координационное бюро спутниковой информации
Бюро стандартовРегиональ
ные и глобальн
ые данные
Archiving and Dissemination
Глобальные сети
наблюдений.
Спутники и космические
аппараты
Спутниковая
информация
Archiving and Dissemination
Центры анализа
измерений
Комбинационные центры
Центры научного
моделирования Пользователи
GGOS Portal
Архив информации
и данных
Meta data; information Real data; information
Структура будущей системы GGOS
Технические средства GGOS: 5 уровней.
5:
Level 4:Moon,Planets Moon
Planets
VLBI
Tide GaugesSLR/LLR
GPS
DORIS
Sup.Grav.
Abs.Grav.
Уровень 1:Наземная система.
Уровень 2: Космический (спутниковый) компонент.
CHAMP GRACE GOCE
COSMIC
TerraSAR-X
SWARM
JASON-1 TanDEM-X
GRACE Follow-on ?
…
Topex/Pos. JASON-2
CHAMP
…
…
CHAMP
…
MetOp
IceSat-2IceSat-1 Cryosat-2
…
…
… and new mission concepts
Gravity Field
Ice Altimetry
Atmosphere
Ocean
Altimetry Earth
Surface
Magnetic
Field
Уровень 3, 4, 5: GNSS + внеземные объекты и КА.
GNSS и SLR спутники:
• Более 100 GNSS спутников в 2020: GPS (24/32) , GLONASS (24/19), GALILEO (30/1), QZSS (3/0), COMPASS (30/4), …
• Недорогие типа LAGEOS и Эталон спутники с лазерными отражателями и с GNSS приемниками, образующие космическую сеть с точностью 1 мм ( при расстояниях до 14’000 kм)
Геодезические планетарные проекты:
• Bepi Colombo, Mars missions, lunar exploration (GRAIL, LEO), …
Звезды (наблюдаемые CCD камерами или в будущем с GAIA) Квазары
Состав оборудования будущей опорной
наземной станции GGOS.Опорная сеть (~ 40 станций):
• 2-3 VLBI телескопа для непрерывных наблюдений.
• SLR/LLR инструмент для наблюдений всех возможных спутников.
• По крайней мере 3 GNSS антенны и приемника (для контроля).
• DORIS маяк последнего поколения.
• Ультра-стабильный осциллятор для хранения и передачи времени.
• Геодезические инструменты для локальных привязок и контроля.
• Сверхпроводимые и абсолютные гравиметры (gravity missions, geocenter).
• Метеорологические датчики (pressure, temperature, humidity).
• Сейсмометр для для совместного анализа деформаций, измеренных методами космической геодезии и GNSS сейсмологии.
• Дополнительные датчики : радиометр, инклинометр, и др.
• Главное требование к аппаратуре : полная автоматизация, 24-ч./365 дней, совершенная технология.
Усовершенствование наземных средств наблюдений
Galileo Experimental Sensor Station (GESS)
VLBI Twin Telescope (Wettzell)
VLBI:• Высокая скорость
вращения (> 5 deg/s)• 1-3 малых телескопа на
станции• Непрерывный
частотный диапазон (2-18 GHz)
GNSS:• GPS, Glonass,
Galileo, Compass, Sampling > 10 Hz
• Реальное время • 3 антенны-
приемника
SLR:• kHz лазеры• 2 частотные системы• Повышение
квантовой эффективности
DORIS:• Аппаратура 3-го
поколения
kHz Laser: Lageos Spin (Graz)
DORIS Beacon (Thule)
Обработка измерений, анализ и комбинирование.
• Полная автоматизация почти в реальном времени (или в реальном): ( системы раннего предупреждения, GNSS сейсмология, зондирование атмосферы …)
• Возможность перевычислений измерительных данных на удлиненных временных интервалах.
• Комбинирование всех типов данных на уровне измерений
• Комбинирование с данными низко-орбитальных спутников
(co-location, gravity, geocenter, atmosphere, …)
• Комбинирование со спутниковой альтиметрией (and with InSAR ?)
• Комбинирование с наземными измерениями (e.g. гравиметрия, …)
• Комбинирование данных различных центров анализа.
Усовершенствование моделей и уточнение стандартов.
Суперкомпьютеры и т.п.
IAG службы: основа GGOS
IERS: International Earth Rotation and Reference Systems Service
IGS: International GNSS Service
IVS: International VLBI Service
ILRS: International Laser Ranging Service
IDS: International DORIS Service
IGFS: International Gravity Field Service
BGI: Bureau Gravimetrique International
IGeS: International Geoid Service
ICET: International Center for Earth Tides
ICGEM: International Center for Global Earth Models
IDEMS: International Digital Elevation Models Service
PSMSL: Permanent Service for Mean Sea Level
IAS: International Altimetry Service (in preparation)
BIPM: Bureau International des Poids et Mesures
IBS: IAG Bibliographic Service
Ге
ом
етр
ия
Гр
ави
мет
ри
яО
кеан
Основными из указанных международных комитетов и организаций являются:
Международный комитет по глобальным навигационным спутниковым системам, созданный по рекомендации Генеральной Ассамблеи ООН;
Международная геодезическая система наблюдений (GGOS); Международная служба ГНСС (IGS), Международная служба вращения Земли и систем координат
(IERS); Международное бюро мер и весов (BIPM); Международная ассоциация геодезии (IAG) и др.
Станции глобальной сети на территории Узбекистана.
Станции GPS и DORIS в Китабе
Проекты (продолж.) –управление водными ресурсами • Аральское море • Исследование
вертикальных смещений, вызванных перераспределением поверхностных масс из-за нагрузки атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, влажности почвы. Контроль деформации плотин и водных резервуаров
Спутниковая геодезическая сеть Узбекистана
Опорные системы координат
Большаяполуось а, м
Эксцентрититет е 2
СК-42(СК-95)
6 378 245 0.0066934216
ПЗ-90 6 378 136 0.0066946619
WGS-84 6 378 137 0.0066943800
Опорные системы координат
• СК-42: уравнивание ГГС из 164 тыс пунктов
на территор. России, Зап.Европы и
США
• СК-95 : ГГС+26 пунктов КГС + 134 пункта
ДГС
• ITRF : GPS, VLBI, SLR,DORIS
• Геодезия может внести значительный вклад в исследования и контроль состояния системы Земля.
• Необходима интеграция большого числа различного типа новейших наземных и космических измерительных средств и аппаратов в единую систему GGOS.
• Создание системы унифицированного и оперативного сбора, передачи и обработки измерительной информации .
• Комбинирование и научная интерпретация геодезических и геофизических параметров с целью построения комплексных численных моделей системы Земля.
• Все это откроет путь к пониманию причин глобальных изменений в системе Земля , а человеческое общество получит возможность предсказания и контроля природных катастроф.
Заключение
X
Y
Z
Благодарю Вас за внимание!