Визначення параметрiв обертання Землi методом радiоiнтерферометриii з наддовгою базою тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.01 ВАК РФ

РГ6 од

АКЛДЕШЯ НАУК УКРА1НИ ~ 5 АПР 19$ЬлОВНА АСТРОНОМ 1ЧНА ОБСЕРВАТОРШ

на правах рукопису

Медведе ыскг Михайло Михаилович

УДК 521.93:520.872

ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТР1В ОБЕРТАННЯ ЗЕШИ МЕТОДОМ РАДЮ1НТЕРФЕР0МЕТРП 3 НАДЦОВГОЮ БАЗОЮ

( спец1альШсть 01.03.01 - астромвтр1я 1 небесна мвханша )

АВТОРЕФЕРАТ дИсертацИ на здобуття вченого стугоня кандидата ф1зико-матемапгших наук

Кигв 1993

Робота виконана в Голобшй Астроном1чн!й обсерзаторп Академ!I наук Украини..

Науковий кер!вник - акадвм1к Академ!г наук Украгни Я.С.ЯЦК1В. Науковий консультант - к.ф-м.н. Курьянова А.Н. Оф1ц!ян1 оппонента : . д.ф-м.н. Нэстеров В.В. (ДА1Ш м. Москва) к.ф-м.н. Телыпок-Адамчук В.В. (АО КДУ м. Кшв)

Ведуча орган!зац!я - I нет 1 тут пршиадао I астроном и РАН

на зас!данн! Сшц!ал1зовано! радаЭЛ^клйри Головн1й Астроном 1чнт обсерваторп АН Укра1ни за адресов: 252127, Кит-127, Голос! ево, Головна Астроном1чна обсерватор1я АН Укра1ни.

3 дисертац! ею можна ознайомигись в б!бл!отец1 Головно!

(м. Санкт-Петербург) Захист в!д5удэться " 1893 р. в годин

Астроном1чно1 обсерваторп АН Украхни.

Автореферат роэюлания "¿Г" ^ -

Вчений секретар СпеШал1зованоХ ради кандидат ф I зико-математичних наук

Н.Г.Гусева

г

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальн!сть проблеми:

За остаян! роки завдяки використанню рэд!о1нтерферометрп з наддовгоп базою (РНДБ), висок!я точносп модаловаккя РНДБ слостережень та сучасн!я методах! оц!нювання параметра, вдалося значно шдаидити точн1сть визначення параметр!в ор!снтац!1 Земл1 (ПОЗ) в космхчному простор!. Для ц!ег мети в св!т! функцюнуотъ спец1альн1 РДЦБ-с 1тки та комшвкси обробки спостережень цих gItok. При досягнутому зараз plBHl точносп (0.05 но) визначення спостережноI часово! затримки сигналу для одного РЦДБ спостережвння, необхдао знати з високою точи!стю координата баз (1см) та координата рад!одкврел (1 Mi л! секунда дуги). 3 таков ж точн1стыо необидно проводите перехода (перетворення) м!ж рхзними системами в!дя1ку, як! використовуються при обробщ слостережень. I в!ддгав!дно з такою ж точн1стыо можуть бути отриман! параметри обертання Землх, поправки до моделей нутаци, приплив!в, тектон!кя плит та 1Ш1 параметри, як! являться основою дяя побудови високоточнох 1нерц1альног системи вщумку, вивчвння сучасно! тектоя1ки Земл!, тоцо.

единою можливютю гарев1рки точносп визначення цис параметр!в е пор!вяяння результата як1 отриман1 з допомогою рхзншс комплекс1в обробки спостерэжень. Тому створеняя нових комплекс!а обробки РНДБ слостережень е актуальною проблемою.

Мета робота:

Основною задачою даного досл1даення е вХдпрацювання методики обробки РНДБ слостережень з метою визначення параметр!в обертання

з

Земл! та 1нших параметр!в моде л цих спосте рожвнь. При цьому проводились стащальн! досл!даэння на реальних спостереженнях, як1 отриман! на рал 1 о t нтерфврометрI WESTFORD-WETTZItL в 1986 Р., а також досл!даення невязок "0-С" (спостереження - обчислення).

Наукова новизна.

В дасертацП ошсуеться створении автором програмниг комплекс обробки РИДЕ спостережэнь "Khzb-GR3" з допомогою якого можна визначати параметри обертання Земл!, куги нутацП та 1ншг гьодинам!чн! параметри.

Програмния комплекс написания на алгоритм!чн!я мов! ФОРТРАН IV I реал!изования на EON ED 1061, а таком адаптовании на персовалъкий компьютер i80386 SX.

За допомогою цього програмного комплексу опрацьован! РВДБ спостереження, як! були отриман! citkoio ставши IRIS-A в пер!од 1984.0-1988.0.

В робот! проведано пор!вняння результат!в визначення параметрИв обертання Звмл! з результатами обробки цих же спостережень, як! виконан! Нац!ональною Геодезичяою службою США (NGS). На основ! цього пор1вняння зроблено висновки, що програмниг комплекс може використовуватись для ошративного визначення ПОЗ. ТочШсть цього комплексу в випадковому в!дношенн! находиться на ptBHl комплекса NGS. 1снус систематична р1зниця в координат! Y полюса, причину якох встановити поки щр не вдалось.

Проведено деталъния анал!з впливу на ПОЗ багатьох параметр!в модел!, а також взаемного вгшшу (кореляц! I) деяких з цих параметр!в.

л

Запропонована методика тестування складаих програмяих комплекс tв обробки спостережень для тлей астрометрП та геодинам!ки.

Носова t практична Ц1вн!сть робота по ляг а е в створвЕл! програмного комплексу "Khib-GR2" для обробки РНДБ спостережень, аналог!в якого немас в крагнах ОВД. Цея комплекс дозволяе оперативно визначати параметри обертагоя Земл1 з високою точн!стк>, а також проводнги досл1даення тектон1ки плит для потреб коорданатно-часового забезшчення об'екПв науки та народаого господарства.

На захист виносяться:

1. Програмниа комплекс вторинно! обробки РНДБ спостережень "Khib-GR2" .

2. Результата визначэння параметра обертання Земл! з допомогою комплексов "Кигв-СИ2".

3.Методика тестування великих програмяих комплекс1в, як1 призначен! дая обробки спостережень.

Особистия вклад автора

Створено нову верс!ю програмного комплексу "Khib-GR2" До} обробки РНДБ спостережень. Нова вере!я працюе в автоматичному режим1, 1 дозволяе опрацьовувати довг! ряди ИЩБ спостережень без втручання оператора. Запропонована методика тестування складаих прграмних комплекс!в, яка була даревгрена на даному комплекс! Автором проведено обробку чопфир!чного ряду спостережень, як! отриман! на с!тц! станц!я IRIS-А. Результатом обробки являться визначен! ПОЗ. Виконано досл!даення вгаиву р!зноман!тних

параметр!в модел1 на остаточн! результата, а також проведено досл1даення залншк!в 0-С.

АпробаЩя робота

Результата робота допов!дались на:

всесоюзна школ1 по рад!о 1нтарферометр!I (м.Горький,1987р.); симпоз!ум1 MAC н 141-у ( м. Лешнград, 1989р.); ' робоч1й труп! CQSPAR { м.Будапешт , 1991р.>; м!«народа!я нарад1 з геодинамики ( м.Кит, 1991р.); Ш-я OpjiQBCbKta конференцП( м. Одеса, 1992р.); астроматричному сем!нар1 ТАО АНУ (м.Кшв, 1992р.).

Структура 1 об'ем робота

Дисертац!я складасться 1з вступу, 4 розд!л1в 1 заключения. Включае 115 стор!нок, в тому числ! 25 малюнк!в, 11 таблиць t б10л1ограф1ю з 106 назв.

3MICT Р0Б01И

У вступ! приведено короткий юторичниа огляд розвигку рад!о1нтерфероматр] i з надцовгов базою (РВДБ), стан РНДБ на даний момент 1 дарсгактиви п розвигку в наяближчому маибутньому.

В 1-у роздш розглянуто можлив1сть використання радюттерферометрп для ц!лоя астрометрп та гводинам!ки, принцип робота рад 1 о 1 нтерферомэтра з надцовгою базою, основн! спостережн! величши, приведено короткий огляд мохиошостея РНДБ для побудови небесног та земног систем в!дл1ку, розглянуто основн! фактори, котр! обмежують реальну точн!сть РНДБ спостережень: ьисокоточне моделшання Евзалэших атомних годинник!в <сишсрон1зац1я, взаеина поввд1нка в час!); моделювання атносферног рефракц!I. Приведено основн! метода ix розв'язання.

Описано одну з можливих методик опрацювання астрометричних РНДБ спостерешнь.

В II роздш описуеться програмниа комплекс "Кигв-СКг", котрия

призначений для вторинно1 обработки РНДБ спостерешнь. Дана

блок-схема (МалЛ) ирограмного комплексу з коротким I розгорнутим

описом використаних блок1в. Приведено основн! алгоритма 1 формули,

використаш в даному комплекс! з указаниям таршодаервл. Ночаткова 1нформац1я

(1Л1 -ЧТОта 1нш

геометрична затримка

т

т

шретворення вектора_

бази в миггеву ЗСКГ7Г£

шретворення единичного вектора даерела в

миттеву

2.2

релятив1стськ$

зфекти

МОД9ЛЮ1 ВИМ{] эання эювань[Т

оцТншання

рэдукщя 1нструшнтальна

результата сгостережень

кГнЩШ результата

Мал.1. Блок-схема програмного комплексу "КИ1В-СН2" вторинао! обробки РЩЦЗ-спостережень

Блок 1нстументальних редукц!я включае в себе редукшю за вплив тропосфери, за геометр1ю антени, модель годинник1в. В частин1, да розглянуто модель годинник 1'в, детально описано алгоритм 1 програму пошука стрибка в повед!нц! годинникэ ( як синхрон1зацп, так 1 в л!н!йному ход! ) в автоматичному режим1.

Блок геометрично! зэтримки сигналу включае в себе: а> перетворення вектора бази в миттеву замну систему координат; б> корекц!ю за пришшви в тверд!й Земл!;

в) корекцио за океан1чшга приплив;.

г) корекц!ю за полюсния пригхлив;

д) перетворення оданичного вектора направления на радюдаерело в моттеву 38мну систему координат;

е) корекцио за текгон!ку гшгг.

Блок релятивютських ефекпв враховуе переведения обчисленох часово! затримки сигналу 1з барицэнтричнох системи в!дл1ку в земну, дяя гор!вняння з спостереженою затримкою. Приведено р!зн1 релятивгстськ! модел! 1 результат чисельного пор!вняння ix Mi« собою.

Блок моделюаання вхшрювэнь включае повну модель нев'язок 0-С, а також пох1дн1 модельних параметра по часовш затримц!.

Розд!л III присвячено питаниям дослшення програмного . комплекса, приведева методика тестування, пошуку помадок 1 неточностей при програмуванн1, котра була разроблена I використана автором дяя тестування программного комплексу "Khib-GR2". Приведен! результата досл!даення программного комплексу "Ки1в-Сй2", а також результата анал!зу залишк!в 0-С. При досл!даенн1 прохрамного комплексу використовувались граф!чний метод, кореляд!йний анал!з, спектральний анал!з, деохфакторниа

дисгарстния: анал!з.

В розд!л! IV приведен! результата обробки четирир!чного ряду спостережень, отриманих с!ткою станц!Я IRIS-A. Результата представлен! у вигляд! таблиц! параметр!в обертання Зенл!. Приведено також пор!вняння отриманих параметр!в обертання Земл! з аналог!чними даними ÎIGS. Результата пор!вняня приведен! в таблицях 112.

Таблиця 1

Внутр!шня точнють визначення ПОЗ для двох програмных комплекса: NGS ! "Khïb-GR2".

поправка "КИ1В-йК2" NÜÜ 0ДИНИЦ1 вкм!рювзння

хр 1.0 0.8 мс. дуги

0.9 0.8 мс. дуги

UT1-UTC 0.05 0.04 мс. часу

ÖPSI 0.12 0.1 мс. дуга

(ffiPS 0.04 0.04 мс. дуги

Таблиця 2

Систематичн! р!зниц! ПОЗ для двох програмних комплекс!в: NGS

и нКи1в-СВ2"

поправка СИСТ.р!ЗНИЦЯ одиниц! вим!рювання

1.0 мс. дуги

Y 0.9 мс. дуги

UT1-UTC 0.0 мс. часу

dPSI 0.1 мс. дуги

ÖEPS 0.0 мс. дуги

0СН0ВН1 РЕЗУЛЬТАТ« I висновки

Основн! результата рбботи сл!дуюч1: .

1. Створено 1 в!дяагодкено програмний комплекс обробки РВДБ спостережень для ц1лея астрометр!I 1 геодинзМ1ки.

2. Разроблена 1 провгрена методика тестування програмних комплекс)в обробки спостережень.

3. Проведена обробка 4-х р!чного ряду рад! о 1 нтерферометричних , спостережень с!тки станц!я ШЕБ-А.

4. Отримано сл!дуююч1 результата:

визначено параметра обертання Земл! з точнютю:

поправка ТОЧНЮТЬ ОДИНИД! вим1рювання

X 1.0 мс. дуги

У о.э мс. дуги

иТ1-итс 0.05 мс. часу

сЦ$1 0.12 мс. дуги

сШРЗ 0.04 мс. дуги

Отриман! ПОЗ шр!внян! з результатами аналогично! обробки, вдх же спостережень, проведеног в КСБ. Пор1вняння показало добру злагодаешсть отриманих результат! в з даними ИСВ. Але с систематичен! розб!жност1 в координат! полюса У (5 мшсекунд дуги), в поправц! до кута нутаци йЕРБ (-1 м1л!свкунда дуги) а також 1снуе в!ковия х1д в р!знидях ШМ-ОТС м1ж указаними двома результатами. Причина цих розходаень потребу е дрдаткових досл!даень.

Б. Тестування програмного комплексу 1 пор!вняння результата обробки з даними N05 вкэзують на те, що точнють моделювання часовог ззтримки сигналу програмним комплексом "Кигв-СИг" становить 50 ткосекунд.

ю

ПУБЛ1КЛЦП ПО TEMI РОБОТИ

1. Яцкив Я.С., Курьянова А.Н., Мэдведский М.М. Комплекс алгоритмов и программ для обработки РСДБ-наблюдениа "Киев-GRI". 1991. Препршгг ИТФ АН УССР.

2. Medvedsky М.И. The program complex "Kiev-Geodyrmmic ПГ'.Ргос. of the 141 Syiap. of ihe IAU.1939.p. 156.

3. Курьянова A.K., Медвадския M.M., Яцкив Я.О. Программный комплекс обработки РСДБ наблюдения i "Кшв-СП2". Материалы Ш-я Орловской конференции. Одесса, 1993г.

Зам. АО Формат 60x84/16. Сбл.-вид.арк. о,7

Шдписано до друку 8.02.93 р._Тираж 100.

Пол!граф*чна д1льниця 1ТФ ím.М.М.Боголюбова АН УкраГии