Современные концепции построения государственных геодезических сетей. ФАГС, ВГС, СГС

Современная ГГС строится с применением традиционного принципа построения ГГС - перехода от общего к частному и включает в себя иерархические геодезические построения различных 3 классов точности:

ФАГС - (фундаментальная астрономо-геодезическая сеть) служит исходной основой для распространения с высокой точностью на территории России общеземной геоцентрической системы координат

ВГС (высокоточная геодезическая сеть) служит:

· для распространения на всю территорию страны общеземной системы координат

· для уточнения параметров взаимного ориентирования общеземной и референцной систем координат

· для создания высокоточных карт высот квазигеоида и схем уклонений отвесной линии

Спутниковая геодезическая сеть 1-го класса – СГС-1 занимает третий уровень в современной структуре ГГС и служит для обеспечения оптимальных условий реализации точностных и оперативных озможностей спутниковой аппаратуры при переводе геодезического обеспечения территории России на спутниковые методы определения координат

4. Современные методы измерений, используемые при создания государственных геодезических сетей: РСДБ, ЛЛЛ и ЛЛС(Использование РСДБ и лазерной локации Луны и ИСЗ)

РСДБ (Радиоинтерферометрия со Сверхдлинными Базами) – метод геодезических измерений, основанный на интерферометрии внеземных сигналов, поступающих от «фиксированных» источников (квазаров), настолько удаленных, что их собственное движение не может наблюдаться с Земли.

Цель использования метода – на основании исследования радиоизлучения этих источников получить длины базисных линий (расстояния между станциями) очень большой длины и не требует при этом измерений элементов орбиты.

Точность 1-10 см на расстояниях до 10 000 км, что соответствует относительной ошибке 1:1 000 000 000.

Наблюдаемые объекты:

удаленные внегалактические радиоисточники – квазары и радиогалактики

Измеряемые величины:

разность времени между приходом радиосигнала на антенны РСДБ-комплекса

Решаемые задачи:

- реализация инерциальной небесной системы координат ICRF;

- реализация инерциальной земной системы координат ITRF;

- определение параметров ориентировки Земли;

- определение параметров ГПЗ;

Комплекс РСДБ в РФ –система квазар, ст.Зелечнукская (Кабардино-Юалкария),

В РФ – единственный комплекс - три радиоастрономические обсерватории «Радиоастрономического комплекса КВАЗАР» с. Светлое Ленинградской области, станица Зеленчукская Карачаево- Черкесской Республики и в урочище Бадары Республики Бурятия. В результате этого сформировалась 3х-элементная РСДБ-сеть с базами 2015х4282х4405 км, объединенная Центром корреляционной обработки РАН в Санкт-Петербурге, где ведется первичная обработка и анализ данных.

Лазерная локация искусственных спутников Земли (ИСЗ) или Луны – это измерение точных расстояний между лазерным телескопом (дальномером) и отражателями на поверхности пролетающего спутника.

Локация – подача очень коротких вспышек лазерного излучения (10-150 пс). Зондирующий импульс запускает счетчик интервалов времени. Отраженный импульс регистрируется высокочувствительным детектором (отраженный импульс очень слабый, иногда даже может содержать всего один фотон). Вернувшийся сигнал останавливает счетчик, и записывается время прохождения луча t. Поскольку скорость распространения света известна, то можно вычислить пройденное светом расстояние:

,

где t - временная задержка (время прохождения сигнала прямо и обратно), - поправка за приведение к центру масс спутника, - поправка за калибровку дальномера. Тропосферная задержка слабо зависит от погоды, поэтому метод считается абсолютным.

Точность: СКО около 10 мм, а для нормального места (среднее из многих измерений) - 2 – 3 мм., при удалении спутников на 6000 км (Lageos, Эталон, рис1). Этот уровень точности невозможно выдерживать для более далеких спутников из-за слабого сигнала, а для более близких спутников – из-за локальных гравитационных воздействий. Наиболее существенным недостатком метода лазерной локации спутников является его зависимость от погоды, поскольку для оптического диапазона электромагнитного излучения облачный покров является непреодолимым препятствием.

Для лазерной локации Луны используются уголковые рефлекторы, расположенные на советских космических аппаратах Луноход-1 и Луноход-2, а также доставленные во время лунных экспедиций американских кораблей Аполлон-11, -14 и -15 [Burša, Kostelecký 1999].

Проблемы лазерной локации:

• Наведение на ИСЗ. Точность наведения позволяет уменьшить угол расходимости лазерного луча и увеличить дальность действия и точность работы дальномера.

• Расходимость пучка. Ограничение дальности действия и точности работы.

• Регистрация слабых отраженных от ИСЗ сигналов и фильтрация от помех.

• Создание системы регистрации времени с точностью 10-9 – 10-12.

• Высокоточная привязка момента наблюдения к шкале единого времени