НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ГОЛОВНА АСТРОНОМІЧНА ОБСЕРВАТОРІЯ

БОЛОТІН СЕРГІЙ ЛЕОНІДОВИЧ

УДК 521.9+520.875

ПОБУДОВА МОДЕЛЕЙ І ОЦІНКА ГЕОДИНАМІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ЗА

ДАНИМИ РНДБ СПОСТЕРЕЖЕНЬ

Спеціальність 01.03.01 астрометрія і небесна механіка

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Київ 2001

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Головній астрономічній обсерваторії Національної академії наук України, м. Київ.

Науковий керівник

доктор фізико-математичних наук, академік НАН України Яцків Ярослав Степанович, Головна астрономічна обсерваторія НАН України, директор.

Офіційні опоненти:

доктор фізико-математичних наук, доцент кафедри теорії математичної обробки геодезичних вимірів ДУ ЛП Зазуляк Петро Михайлович, Державний Університет Львівська Політехніка, декан геодезичного факультету

доктор фізико-математичних наук, професор Дума Дмитро Павлович, Головна астрономічна обсерваторія НАН України, головний науковий співробітник.

Провідна установа

Астрономічна обсерваторія Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Міністерство освіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться 21 грудня 2001 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.208.01 при Головній астрономічній обсерваторії НАН України (ГАО НАН України, 03680 ГСП, м.Київ, вул. Академіка Заболотного, 27). Початок засідань о 10 годині.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Головної астрономічної обсерваторії НАН України (ГАО НАН України, 03680 ГСП, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 27).

Автореферат розісланий 20 листопада 2001 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

кандидат фізико-математичних наук І.Е.Васильєва

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Метод радіоінтерферометрії з наддовгими базами є фундаментальною технологією визначення координат, дослідження динаміки Землі та побудови небесних систем відліку. Його провідне становище в геодинаміці визначається наступними факторами. По–перше, спостерігаються позагалактичні радіоджерела, що дозволяє побудувати небесну систему координат максимально наближену до інерціальної. По–друге, спостереження проводяться на станціях, репери яких жорстко пов’язані з тілом Землі, що дає можливість побудувати земну систему відліку. І, як наслідок двох попередніх факторів, РНДБ є унікальною технологією, яка дозволяє визначати одночасно всі параметри обертання Землі — параметри взаємної орієнтації земної та небесної систем координат. При цьому точність визначення координат і параметрів обертання Землі з РНДБ спостережень вище, ніж з GPS та SLR методів. Крім того, на даний момент накопичено РНДБ спостережень на більш ніж 20–річному інтервалі, що зумовлює зростання уваги спеціалістів до цього методу.

Вищенаведені фактори обумовлюють актуальність та перспективність використання методу РНДБ для розв’язку задач космічної геодинаміки, таких як:

–

–

–

–

–

Неперервне вдосконалення методики спостережень та вимірювальної апаратури потребують уточнення моделей, які використовуються при обробці даних, врахування різних ефектів, які впливають на вимірювання. При цьому особливу увагу необхідно приділити ефектам, які мають стохастичну природу. Ця задача може бути розв’язана шляхом розробки незалежних методів оцінювання, які дозволили б отримати значення цих параметрів та їх внесок в модель із самих РНДБ спостережень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Представлені в дисертації дослідження виконувались по плану науково–дослідних тем відділу космічної геодинаміки ГАО НАН України:

–

–

–

–

–

Мета і задачі дослідження. Мета і задачі представленої дисертаційної роботи наступні:

–

–

–

–

–

Наукова новизна одержаних результатів. Новизна результатів дослідження полягає в наступному.

1. На основі моделей геодинамічних явищ розроблено алгоритми моделювання величин, що спостерігаються в РНДБ, та оцінювання параметрів при обробці РНДБ спостережень. Створені алгоритми дозволяють одночасно оцінювати глобальні, локальні та стохастичні параметри, що робить можливим будувати земну та небесну системи координат і визначати параметри обертання Землі з більшою точністю у порівнянні з існуючими.

2. На основі розроблених алгоритмів створено унікальне програмне забезпечення для обробки РНДБ спостережень, яке робить можливим проведення аналізу існуючих спостережень і визначати параметри орієнтації Землі, координати радіоджерел, координати і швидкості станцій спостережень, числа Лява, параметри стандартів частоти і тропосферної затримки сигналу в зеніті для кожного пункту спостережень.

3. За допомогою створеного програмного забезпечення вперше визначено високочастотні варіації в координатах полюсу і обертанні Землі.

4. На основі оригінальної методики досліджено високочастотні варіації миттєвого вектору кутової швидкості обертання Землі та оцінено амплітуди і фази деяких приливних збурень в русі полюса Землі.

5. Вперше з великою точністю за даними РНДБ спостережень визначено координати радіотелескопа РТ–22 (станція спостережень CRIMEA, номер пункту DOMES 12337S008 )

Практичне значення одержаних результатів. Створене автором програмне забезпечення SteelBreeze використовується Міжнародним центром аналізу РНДБ спостережень Головної астрономічної обсерваторії НАН України з метою визначення параметрів обертання Землі, координат радіоджерел, координат і швидкостей станцій спостережень, чисел Лява, варіацій стандартів частоти і тропосферної затримки сигналу в зеніті для кожного пункту спостережень. Воно є незамінним для дослідження динаміки Землі, для побудови реалізацій земної та небесної систем координат, для створення каталогів позагалактичних радіоджерел.

Програмне забезпечення може використовуватись для оперативної обробки спостережень в Українському центрі визначення параметрів обертання Землі.

Визначені оцінки параметрів обертання Землі, координат і швидкостей станцій радіоінтерферометричних спостережень та координат радіоджерел передаються в Центральне Бюро Міжнародної служби обертання Землі (МСОЗ, м. Париж, Франція) і використовуються при створенні об’єднаного ряду параметрів обертання Землі та реалізації Міжнародної земної та Міжнародної небесної систем відліку.

Розроблене програмне забезпечення SteelBreeze вільно розповсюджується по мережі Internet і може використовуватись іншими центрами аналізу для обробки РНДБ спостережень.

Особистий внесок здобувача. Сім робіт опубліковані автором самостійно, три — у співавторстві.

В роботі [2] автору належить підготовка програмного забезпечення, виконання розрахунків, участь в аналізі отриманих результатів і підготовка рукопису статті.

В роботі [6] автором розроблено програмне забезпечення і виконано розрахунки. Автор також брав участь в обговоренні і постановці задачі, аналізі отриманих результатів, підготовці рукопису статті.

В роботі [7] автор брав участь в обговоренні і постановці задачі, виконав необхідні розрахунки, брав участь в аналізі отриманих результатів і підготовці рукопису статті.

Апробація результатів дисертації. Результати включених в дисертацію досліджень доповідались на наукових семінарах Головної астрономічної обсерваторії НАН України (м. Київ, Україна, 1996 р., 1999 р., 2000 р.), Паризької обсерваторії (Observatoire de Paris, м. Париж, Франція, 1996 р.), Боннського університету (Geodetic Institute of the University of Bonn, м. Бонн, Німеччина, 1999 р.), були представлені на міжнародних конференціях Second EVN/JIVE Symposium (м. Торунь, Польща, 1994 р.), Современные проблемы и методы астрометрии и геодинамики (м. Санкт-Петербург, Росія, 1996 р.), Astronomy in Ukraine 2000 and beyond (impact of international cooperation) (м. Київ, Україна, 2000 р.), Systemes de Reference Spatio–Temporels (м. Париж, Франція, 2000 р.).

Публікації. Основні результати дисертації опубліковані в дев’яти роботах: чотирьох статтях у наукових журналах [3, 4, 6, 7 зі списку публікацій], в тому числі трьох реферованих, трьох статтях у матеріалах наукових конференцій [1, 5, 9 зі списку публікацій] і двох препринтах [2, 8].

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків та списку використаних джерел з 107 найменувань, який розміщується на 12 сторінках. Загальний обсяг дисертації сягає 124 сторінки, в тому числі 28 ілюстрацій (на 28 сторінках) та шість таблиць (на шести сторінках).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, подано відомості про сучасний стан досліджень в цьому напрямку, визначено мету досліджень, відмічено її наукову новизну, вказано на практичне значення отриманих результатів, наведено дані про особистий внесок здобувача, приведено інші відомості про дисертаційну роботу згідно інструкції ВАК України.

У першому розділі описано принцип методу радіоінтерферометрії з наддовгими базами, історію його розвитку, сучасний стан та особливості організації сеансів геодезичних РНДБ спостережень. Розглянуто процедури обчислення часової затримки і вектора бази. Наведено алгоритм перетворення між земної та небесною системами координат.

Метод РНДБ будо запропоновано в 1965 р. [1]. Перші радіоінтерферометричні спостереження було виконано в 1967 р., в 1972 р. було реалізовано перший геодезичний РНДБ експеримент. Починаючи з 1979 р. проводяться регулярні РНДБ спостереження згідно геодезичних програм. Найсуттєвіше на підвищення точності РНДБ спостережень вплинули оснащення станцій спостережень водневими стандартами частоти, розробка системи реєстрації та кореляторів MARK–III.

Принцип РНДБ методу ілюструє рис. 1. Кожна з РНДБ станцій являє собою радіотелескоп, оснащений системою реєстрації сигналу та незалежним стандартом частоти. Станції направлені на одне і теж віддалене радіоджерело і протягом певного часу реєструють його випромінювання разом з мітками часу від стандартів частоти. Отримана інформація направляється в спеціалізований центр — корелятор — для її первинної обробки. Результатом є визначення часової затримки — різниці часу приходу хвильового фронту на станції спостережень, яку можна представити функцією:

,

де – вектор бази, – одиничний вектор напрямку на джерело випромінювання, – швидкість світла.

Рис. 1. Принцип радіоінтерферометрії з наддовгими базами.

Взаємна орієнтація вектора бази та напрямку на радіоджерело залежить від координат станцій спостереження, координат радіоджерела та параметрів обертання Землі. Вторинна обробка полягає в оцінці значень цих параметрів з аналізу серій РНДБ спостережень різних радіоджерел кількома станціями.

Для оцінювання параметрів використовується метод найменших квадратів, при умові моделювання спостережуваних величин з похибкою меншою від похибки спостережень. Для цього враховують такі ефекти, як вплив припливів в тілі Землі на координати станцій спостереження, зміна координат станцій внаслідок руху тектонічних плит, нерівномірність обертання Землі, релятивістські ефекти, вплив атмосфери, тощо.

Часова затримка є сумою кількох факторів:

,

де — геометрична часова затримка, — часова затримка проходження сигналу в тропосфері Землі, – поправки до часової затримки, які враховують калібровку приймальної апаратури, – варіації стандартів частоти на кожній станції спостережень.

Процес обчислення часової затримки полягає у:

–

–

–

–

–

–

У другому розділі розглянуто методи оцінювання параметрів, які можуть бути використані для розв’язку задач сучасної геодезії. Приведено характеристики різних типів параметрів. Наведено принципи моделювання стохастичних параметрів.

Для оцінювання геодинамічних параметрів з РНДБ спостережнь застосовується метод найменших квадратів з використанням квадратнокореневого інформаційного фільтру [2]. Для приведення матриць до трикутного вигляду в цьому фільтрі використовуються перетворення Хаусхолдера [4], що робить його швидким, економним та відносно нечутливим до похибок машинного заокруглення.

При аналізі РНДБ спостережень виникає необхідність використання рекурсивної обробки даних у зв’язку з великою кількістю рівнянь. Для організації рекурсивної обробки даних необхідною умовою є використання апріорних даних та збереження форми їх рівнянь до і після залучення інформації, що оброблюється. Тоді апостеріорний інформаційний масив попереднього кроку обробки використовується як апріорний для наступного.

На відміну від класичних, дані методи оцінювання дозволяють комбінувати різні типи параметрів в одному розв’язку. При обробці РНДБ спостережень використовуються складні моделі параметрів, що оцінюються. Розрізняють три наступні основні типи параметрів:

–

–

–

Під глобальними розуміють параметри, які вважаються сталими на всьому інтервалі спостережень. До них відносять координати станцій спостережень та радіоджерел. Локальними називають параметри, які розглядаються незмінними для кожного окремого сеансу спостережень, причому вважається, що оцінки і коваріації на сусідніх сеансах спостережень є незалежними. Як локальні оцінюються параметри обертання Землі. До стохастичних належать параметри, які оцінюються на кожен момент спостережень. Стохастичними є параметри годинників і зенітна затримка.

При моделюванні параметрів, які змінюються з часом, використовуються стохастичні процеси ГауссаМаркова, які можна записати у вигляді:

,

де константа, яка характеризує процес, білий шум з нульовим середнім та коваріацією , – потужність спектральної щільності білого шуму. Для оцінювання параметрів, які змінюються з часом, застосовується модель випадкового блуждання, що відповідає випадку . Ця модель використана автором для моделювання варіації стандартів частоти, на відміну від загальноприйнятої моделі лінійних сплайнів, та для варіації тропосферної затримки в зеніті. Така методика дозволила адекватно моделювати ефект стрибка в стандартах частоти.

У третьому розділі описано створене автором програмне забезпечення (ПЗ) для обробки РНДБ спостережень SteelBreeze, наведено його характеристики, розглянуто підсистеми програмного забезпечення та різні стратегії обробки РНДБ спостережень.

Програмне забезпечення SteelBreeze почало розроблятись в ГАО НАН України в 1992 р. як незалежне програмне забезпечення для обробки та аналізу РНДБ спостережень. Його метою є створення зручного для дослідження динаміки Землі з аналізу РНДБ спостережень програмного середовища. SteelBreeze створене з використанням об’єктноорієнтованого програмування. Тексти написані в найбільш зручній для сприйняття розробником формі: найбільш інформативні величини неперервно відображуються під час обробки. Для обчислення основних ефектів (прецесія, нутація, матриця перетворення систем координат, ефемериди, тощо) створені окремі процедури тестування.

Умовно програмне забезпечення SteelBreeze можна поділіти на декілька логічних частин: ядро, підсистема вводу–виводу, підсистема архівації даних, підсистема обчислень геодинамічних величин, підсистема оцінювання параметрів, підсистема управління обробкою, підсистема графічного інтерфейсу користувача, засоби відладки та журналювання.

Підсистема вводу–виводу імпортує дані РНДБ спостережень та інформацію про радіоджерела, станції спостережень та параметри обертання Землі. Вона відповідає за перетворення форматів представлення РНДБ спостережень NGS та MARK–III у внутрішній формат ПЗ SteelBreeze, а також за експорт даних з внутрішнього представлення ПЗ SteelBreeze у формат NGS. Подсистема перетворює ASCII формат представлення даних про радіоджерела, станції спостежень та параметри обертання Землі у внутрішній формат ПЗ та навпаки. Підсистема вводу–виводу дозволяє автоматично генерувати звіти про розв’язки у відповідному форматі для МСОЗ, реалізує вивід проміжних результатів та інформації для відладки. Підсистема дозволяє проводити аналіз даних на цілісність і передавати їх підсистемі архівації даних. При цьому забезпечується швидкий доступ до інформації та її компактне розміщення.

Підсистема архівації даних служить для підтримки баз даних спостережень, каталогів систем координат, ПОЗ, ефемерид, оцінок параметрів та їх коваріацій.

Підсистема обчислення геодинамічних величин забезпечує розрахунки часової затримки з врахуванням як рекомендованих МСОЗ моделей [5], так і альтернативних моделей руху тектонічних плит, нутації, тропосферної затримки в зеніті та її масштабуючої функції, тощо. Вона обчислює також її частинні похідні по уточненим параметрам. В програмному забезпеченні SteelBreeze процес обробки не пов’язаний з сеансами РНДБ спостережень, що дає можливість працювати з сеансами, які перекриваються в часі. Підсистема також виконує інтерполяцію кубічними сплайнами параметрів обертання Землі, заданих у вигляді таблиць.

В підсистемі оцінювання параметрів реалізовано метод найменших квадратів з використанням квадратнокореневого інформаційного фільтру для оцінювання різних геодинамічних параметрів. SteelBreeze оцінює наступні геодинамічні параметри: параметри обертання Землі, координати та швидкості станцій спостережень, координати радіоджерел, числа Лава, параметри стандартів частоти станцій спостережень, тропосферну затримку в зеніті. При цьому кожен з параметрів може належати до типів: глобальний параметр, локальний параметр, локальний параметр з накладеними зв’язками, стохастичний параметр, стохастичний параметр з накладеними зв’язками.

Задача підсистеми управління обробкою полягає в підготовці даних для виконання обробки спостережень і організації самого процесу обробки. Підготовка даних передбачає вибір певних підходів, методів, геодинамічних моделей, які будуть використовуватись при обробці, а також списку сеансів спостережень, набору станцій спостережень і радіоджерел з баз даних та параметрів, які будуть уточнюватись. Процес обробки полягає в аналізі спостережень в хронологічному порядку, обчисленні оцінок та їх коваріацій і оновлені баз даних з отриманими оцінками параметрів. Підсистема також відповідає за попередній аналіз спостережень.

Підсистема графічного інтерфейсу користувача розроблена для мінімізації можливих помилок оператора при взаємодії з програмним забезпеченням, візуалізації та прискорення процесу обробки.

Засоби відладки та журналювання передбачають чотири рівня документування: ERROR повідомлення про суттєву похибку, WARNING попередження про можливі нефатальні помилки, INFO повідомлення інформаційного плану, DEBUG повідомлення в процесі відладки.

Ядро є центральною частиною програмного забезпечення, яка керує іншими підсистемами і забезпечує зв’язок між ними на рівні програмного інтерфейсу.

У четвертому розділі наведено результати обробки РНДБ спостережень виконані за допомогою розробленого програмного забезпечення SteelBreeze. Зокрема, описано алгоритми визначення координат радіотелескопу РТ–22, побудови земної та небесної систем координат, дослідження високочастотних варіацій в параметрах обертання Землі.

Вперше було визначено координати станції спостережень РТ–22 (CRIMEA). Були залучені дані перших чотирьох сеансів спостереженнь цієї станції. Загалом оброблено 6129 часових затримок. Координати станції оцінювались як глобальні параметри. Зважені середньоквадратичні залишки розв’язку складають 37.15  пкс. Отримано наступні оцінки координат пункту в системі ITRF93:

X = 3785231.13 0.04 м, Y =2551207.36 0.03 м, Z = 4439796.34 0.05 м.

Програмне забезпечення SteelBreeze використовувалось для побудови земної та небесної систем координат з обробки РНДБ спостережень. Було оброблено 705479 часових затримок, отримані на 710 сеансах спостережень за період з початку 1990 р. по кінець 1997 р. Були визначені координати 45 і швидкості 28 станцій спостереження, які зафіксували земну систему координат (рис.2), та координати 198 радіоджерел, які задали небесну систему координат (рис.3). Параметри обертання Землі (параметри взаємної орієнтації земної та небесної систем координат) були вирахувані для 710 епох. Зважені середньоквадратичні залишки цього розв’язку становлять 30.6 пкс.

Рис.2. Координати станцій спостережень, розв’язок SSC(GAOUA)98R01.

Рис.3. Координати радіоджерел, розв’язок RSC(GAOUA)98R01.

Для дослідження високочастотних варіацій в параметрах обертання Землі були залучені спостереження розширеної РНДБ кампанії з 11 по 16 січня 1994 р. Були відібрані дані семи станцій, які спостерігали 41 радіоджерело. Було оброблено 27975 часових затримок. Координати і швидкості станцій, координати радіоджерел не оцінювались. Координати полюсу xp, yp, (UT1UTC) оцінювались як стохастичні параметри. Зважені середньоквадратичні залишки цього розв’язку становлять 10.3 пкс. Оцінки добових варіацій в обертанні Землі в d(UT1UTC) приведено на рис. 4.

Рис. 4. Добові варіації в UT1-UTC, порівняння з теоретичною моделлю Херінга [6].

Для дослідження високочастотних варіацій миттєвого вектора кутової швидкості обертання Землі була запропонована оригінальна методика обчислення координат полюсу в земній і небесній системі координат з визначення трьох кутів повороту. Були оброблені РНДБ спостереження та отримані варіації миттєвого вектору кутової швидкості обертання Землі [7].

У висновках коротко підсумовано основні результати дисертаційної роботи, окреслено перспективи та переваги досліджень динаміки Землі методом радіоінтерферометрії з наддовгими базами, наголошено на ефективності практичного використання наукових наробок автора в цій галузі геодинаміки.

ВИСНОВКИ

Основні результати дисертаційної роботи можна сформулювати наступним чином.

Було розроблено алгоритми обчислення моделей різних геодинамічних явищ, які використовуються при обробці РНДБ спостережень. Створені алгоритми оцінювання параметрів базуються на квадратнокореневому інформаційному фільтрі, що дозволяє одночасно оцінювати глобальні, локальні та стохастичні параметри.

Допущення про стохастичний характер параметрів моделі часової та тропосферної затримок привело до суттєвого підвищення точності визначення параметрів обертання Землі, земної та небесної систем координат, інших геодинамічних параметрів.

На базі розроблених алгоритмів було створено унікальне програмне забезпечення SteelBreeze для обробки РНДБ спостережень. Воно дозволяє проводити аналіз багатьох сеансів спостережень, визначати земну та небесну системи координат і їх взаємну орієнтацію, досліджувати геодинамічні явища з аналізу РНДБ спостережень.

З використанням розробленого програмного забезпечення вперше було визначено координати радіотелескопу РТ–22, побудовано земну і небесну системи координат та обчислено параметри обертання Землі.

При дослідженні обертання Землі по РНДБ спостереженням особливу увагу було приділено вивченню високочастотних припливних варіацій. Розроблені алгоритми оцінювання стохастичних параметрів дозволили вперше їх визначити безпосередньо із аналізу спостережень. Отримані результати добре узгоджуються з теоретичними та напівемпіричними моделями.

На основі оригінальної методики та створеного програмного забезпечення було досліджено високочастотні варіації миттєвого вектору кутової швидкості обертання Землі та оцінено амплітуди й фази деяких приливних збурень в русі полюсу Землі.

ПЕРЕЛІК ЦИТОВАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Матвеенко Л. И., Кардашев А. С., Шоломицкий Г. Б. О радиоинтерферометре с большой базой // Известия вузов. Радиофизика. — Т. 8, № 4. — 1965. — С. 651–654.

2. Biermann G. J. Factorization Methods for Discrete Sequential Estimation. New-York: Academic Press, 1977. — 241 p.

3. BolotinBizouardLoyerand CapitaineHigh frequency variations of the Earth's instantaneous angular velocity vector // Astron. Astrophys. — 1997. — No. 317. — Р. 601609.

4. Businger P., Golub G. H. Linear least squares solutions by Householder transformations // Num. Math. — 1965. — No. 7. — P. 269–276.

5. IERS Conventions. // IERS Technical Note 21, Ed. D.D. McCarthy. — Paris: Observatoire de Paris, 1996.

6. Herring T.A., Dong D. Measurement of diurnal and semidiurnal rotational variations and tidal parameters of Earth // J. Geophys. Res. —V. 99. — P.18051–18071.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Болотин С. Вторичная обработка РСДБ наблюдений при помощи программного обеспечения SteelBreeze 1.0 // Труды конференции "Современные проблемы и методы астрометрии и геодинамики", 2327 сентября 1996 г. — Санкт–Петербург. — 1996. — С. 171182.

2. Болотiн С.Л., Молотай О.А., Тельнюк-Адамчук В.В., Яцкiв Я.С. Про узгодженнiсть системи вiдлiку, реалiзованної каталогом RSC(GAOUA)97 C 01, з мiжнародною небесною системою вiдлiку ICRF // Препринт ГАО–98–2У, Київ, 1998. — 39 с.

3. Болотин С.Л. Анализ наблюдений радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами. Оценивание параметров. // Кинематика и физика небесных тел. — 2001. — Т. 17, № 3. — С. 240 248.

4. Болотин С.Л. Центр обработки РСДБ наблюдений в Главной астрономической обсерватории НАН Украины. // Космическая наука и технология. — 2001. — Т. 7, № 4. — С. 117121.

5. Bolotin Hight frequency variations of EOP from extensive VLBI operations in January 1994 // Proc. of the second EVN/JIVE Symposium. — Torun (Poland). — 1995. — Р. 1318.

6. Bolotin S., Gaiovitch., Khoda., Samoilenko., Yatskiv. GPS Observational Campaign in the Geodynamics Test Area "Simeiz–Katsiveli": data processing and results // Додаток до журналу "Космическая наука и технология". — 1995. — Т. 1, №.2. — 16 с.

7. BolotinBizouardLoyerand CapitaineHigh frequency variations of the Earth's instantaneous angular velocity vector // Astron. Astrophys. — 1997. — No. 317. — Р. 601609.

8. BolotinIVS Analysis Center at MAO UNAS // 1999 IVS Annual Report. — 1999. — NASA/TP–1999-209243, Greenbelt. — Р. 217219.

9. BolotinVLBI Analysis Center at the MAO UNAS: the current state // Proc. The Journees 2000. Systemes de reference spatio–temporels. — Paris (France). — 2000. — P. –106.

АНОТАЦІЯ

Болотін С.Л. побудова моделей і оцінка геодинамічних параметрів за даними РНДБ спостережень. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико–математичних наук за спеціальністю 01.03.01 — астрометрія і небесна механіка. — Головна астрономічна обсерваторія НАН України, м. Київ, 2001 р.

Дисертацію присвячено розробці алгоритмів моделювання часової затримки і оцінювання параметрів для обробки РНДБ спостережень. На основі розроблених алгоритмів створено унікальне програмне забезпечення SteelBreeze для обробки РНДБ даних, яке дозволяє проводити аналіз існуючих спостережень, визначати параметри обертання Землі, координати і швидкості станцій спостережень, координати радіоджерел, інші геодинамічні параметри. При використанні розробленого програмного забезпечення вперше безпосередньо були визначені високочастотні варіації в координатах полюсу і обертанні Землі. На основі оригінальної методики було досліджено високочастотні варіації миттєвого вектору кутової швидкості обертання Землі. Вперше були визначені координати радіотелескопу РТ–22.

Ключові слова: радіоінтерферометрія з наддовгими базами (РНДБ), часова затримка, система координат, параметри обертання Землі, високочастотні варіації.

ABSTRACT

Bolotin S.L Developing of models and geodetic parameters estimation from VLBI data analysis. –Manuscript.

Thesis for a candidate’s degree by speciality 01.03.01 — astrometry and celestial mechanics. — Main Astronomical Observatory of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2001.

Time delay modeling and parameter estimation algorithms for geodetic VLBI data processing are the central part of the thesis’ investigation. A new VLBI data analysing software has been developed. The software is uses for estimating of the Earth Orientation Parameters, station coordinates and velocities, coordinates of the radiosources, etc. High frequency variations in the Earth Orientation Parameters have been detected with the software. Investigaions of the instantaneous Earth axis rotation variations have been carried out with the software. Coodinates of the radiotelescope RT–22 have been estimated.

Keywords: Very Long Baseline Interferometry (VLBI), time delay, coordinate system, Earth Orientation Parameters, high frequency variations.

АННОТАЦИЯ

Болотин С.Л. Построение моделей и оценка геодинамических параметров по данным РСДБ наблюдений. — Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико–математических наук по специальности 01.03.01 — астрометрия и небесная механика. — Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, г. Киев, 2001 г.

Диссертация посвящена разработке алгоритмов моделирования временной задержки и оценивания параметров для обработки РСДБ наблюдений. Созданные алгоритмы позволяют одновременно оценивать параметры разных типов, а именно: глобальные, локальные и стохастические. Их применение привело к повышению точности определения параметров вращения Земли, земной и небесной систем координат.

На основе разработанных алгоритмов создано уникальное программное обеспечение SteelBreeze для обработки РСДБ наблюдений. Оно позволяет проводить анализ существующих наблюдений, определять параметры вращения Земли, коориднаты и скорости станций наблюдения, координаты радиоисточников, числа Лява, параметры стандартов частоты, тропосферную задержку сигнала в зените для каждого пункта наблюдений.

Впервые были определены координаты станции наблюдений РТ-22 (CRIMEA). На оcновании данных первых четырех сеансов наблюдений получены их следующие оценки в системе ITRF93:

X = 3785231.13 0.04 м, Y =2551207.36 0.03 м, Z = 4439796.34 0.05 м.

При использовании созданного программного обеспечения впервые непосредственно из наблюдений определены высокочастотные вариации в координатах полюса и вращении Земли.

Была разработана оригинальная методика вычисления координат полюса в земной и небесной системах из определения только трех углов поворота между этими системами. Она была использована для исследования высокочастотных вариаций мгновенного вектора угловой скорости вращения Земли.

Ключевые слова: радиоинтеферометрия со сверхдлинными базами (РСДБ), временная задержка, системы координат, пареметры вращения Земли, высокочастотные вариации.