Wyznaczanie pozycji i prędkości stacji laserowych działających w latach 1983–2012

• Autorzy: Schillak Stanisław

Warianty tytułu

EN

Determination of positions and velocities of the SLR stations operating in the years 1983–2012

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki wyznaczania pozycji i prędkości wszystkich stacji laserowych działających w okresie od września 1983 r. do grudnia 2012 r. Wyznaczono pozycje dla 141 stacji i prędkości dla 90 stacji (brano pod uwagę okresy minimum 3-letnie). Pozycje obliczano programem orbitalnym NASA GEODYN-II dla wspólnej epoki obserwacji 2005.0 z wyników obserwacji laserowych satelitów LAGEOS-1 i LAGEOS-2. Do transformacji współrzędnych na tę epokę użyto prędkości stacji z ITRF2008. W obliczeniach orbitalnych stosowano łuki miesięczne z epoką odniesienia na pierwszy dzień każdego miesiąca. Współrzędne geocentryczne stacji X, Y, Z wyznaczano z równań normalnych obu satelitów, współrzędne te były następnie transformowane do współrzędnych N, E, U w odniesieniu do ITRF2008. Ze względu na małą precyzję wyznaczania pozycji nie brano pod uwagę wyników, dla których ilość punktów normalnych LAGEOSA-1 i LAGEOSA-2 na miesiąc była mniejsza niż 50. Dla każdej stacji wyznaczono za okresy 5-letnie rozrzut pozycji (stabilność), odchylenie standardowe wyznaczanych pozycji i średnie odchylenia od ITRF2008 dla składowych N, E, U. Dla najlepszych stacji stabilność wyznaczonych współrzędnych była mniejsza niż 5 mm w okresie ostatnich 15 lat. Prędkości stacji obliczono z pozycji wyznaczonych na epokę obserwacji metodą regresji liniowej. Wyniki obliczeń pozycji i prędkości wskazują problemy, które ograniczają jakość wyników dla osiągnięcia zakładanej przez GGOS pozycji z dokładnością 1 mm i prędkości 0,1 mm/rok. Ograniczenie w jakości obserwacji wynika z błędów poprawki atmosferycznej, małej ilości obserwacji dla dużej części stacji, skoków w wynikach będących efektem błędów systematycznych stacji i trzęsień ziemi.

EN

The paper presents the results of determining the positions and velocities of all the SLR stations in the period from September 1983 to December 2012. The positions were determined for 141 stations and velocities up to 90 stations (taking into account periods of minimum 3 years). The positions were computed by GSFC NASA orbital program GEODYN-II for the common epoch 2005.0 from the results of observations of the laser satellites LAGEOS-1 and LAGEOS-2. The coordinates were transformed by means of the velocities of ITRF2008 to the epoch 2005.0. The monthly orbital arcs were computed for the reference epoch on the first day of each month. The geocentric coordinates X, Y, Z of the stations were determined from the normal equations of both satellites; these coordinates were then transformed to the coordinates of N, E, U with respect to ITRF2008. The results for which the number of normal points LAGEOS-1 and 2-LAGEOS per month was less than 50 were disregarded. For each station, for five-year periods, the following was designated: spread of position (stability), the standard deviation of the position, and the average deviations of the components N, E, U. The best stability of the designated coordinates has been less than 5 mm in the last 15 years. The station velocity was computed from the position designated for an epoch of observations by linear regression. The computation results indicate the position and velocity problems that limit the quality of the results to obtain the best laser station assumed by GGOS position with an accuracy of 1 mm, velocity 0.1 mm/year. Reducing the quality of observations is a result of atmospheric errors, a small number of observations for a large part of the stations, jumping in the results which are due to systematic errors and earthquakes.

Słowa kluczowe

PL

geodezja satelitarna; satelitarne obserwacje laserowe; wyznaczanie orbit satelitów; program orbitalny GEODYN-II; wyznaczanie pozycji i prędkości stacji

EN

satellite geodesy; satellite laser ranging (SLR); determination of the satellite orbits; orbital program GEODYN-II; determination of the station position and velocity

• Wydawca: Wydawnictwo Lotniczej Akademii Wojskowej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe / Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych
• Rocznik: 2017
• Tom: Nr 2
• Strony: 185--193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Schillak Stanisław

• Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych w Dęblinie, Wydział Lotnictwa, Katedra Nawigacji Lotniczej

Bibliografia

• 1. Altamimi Z., Collilieux X., Métivier L., ITRF2008: an improved solution of the International Terrestrial Reference Frame, „Journal of Geodesy” 2011, vol. 85(8), pp. 457–473, doi:10.1007/s00190-011-0444-4.
• 2. Borkowski K.M., Accurate algorithms to transform geocentric to geodetic coordinates, „Bulletin Géodésique” 1989, vol. 63, Issue 1.
• 3. Global Geodetic Observing System: Meeting the Requirements of a Global Society on a Changing Planet in 2020, eds. H.P. Plag, M. Pearlman, Springer, Berlin 2009.
• 4. IERS Conventions (2003), eds. McCarthy D.D., Petit G., IERS Technical Note No. 32, International Earth Rotation and Reference Systems Service, Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie, Frankfurt am Main 2004.
• 5. Lejba P., Schillak S., Determination of station positions and velocities from laser ranging observations to Ajisai, Starlette and Stella satellites, „Advanced Space Research” 2011, vol. 47, 4.
• 6. Mendes V.B., Prates G., Pavlis E.C., Pavlis D.E., Langley R.B., Improved mapping functions for atmospheric refraction correction in SLR, „Geophysical Research Letters” 2002, vol. 29(10), 1414, , doi:10.1029/2001GL014394.
• 7. Mendes V.B., Pavlis E.C., High-accuracy zenith delay prediction at optical wavelengths, „Geophysical Research Letters” 2004, vol. 31, L14602, doi:10.1029/2004GL020308.
• 8. Pavlis D.E., Luo S., Dahiroc P., GEODYN II System Description. Hughes STX Contractor Report, Greenbelt, Maryland 1998.
• 9. Pavlis N.K., Holmes S.A., Kenyon S.C., Factor J.K., An Earth Gravitational Model to Degree 2160: EGM2008, Presented at the 2008 General Assembly of the European Geoscience Union, Vienna, Austria, April 13–18, 2008.
• 10. Pearlman M.R., Degnan J.J., Bosworth J.M., The International Laser Ranging Service, „Advanced Space Research” 2002, vol. 30(2), doi:10.1016/S0273-1177(02)00277-6.
• 11. Ray R.D., A Global Ocean Tide Model From TOPEX/POSEIDON Altimetry: GOT99.2, NASA/TMm1999-209478, Maryland 1999.
• 12. Standish E.M., Newhall X.X., Williams J.G., Falkner W.M., JPL Planetary and Lunar Ephemerides, DE403/LE403, JPL IOM 314.10-127, 1995.
• Źródła internetowe
• 13. [online:] http://www.cbk.poznan.pl/stacja_laserowa/grant.php [dostęp: 1.09.2015].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).