VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV GEODÉZIE Mezinárodní služba pro rotaci Země (IERS), k čemu slouží a jaké techniky kosmické geodézie využívá? Autor: Monika Pončíková

IERS - International Earth Rotation and Reference Systems Service Mezinárodní služba pro rotaci Země (1988) se sídlem v Paříži Koordinuje práce související z využitím výsledků pozorovacích technik kosmické geodézie v celosvětovém rozsahu za účelem: tvorby souřadnicových systému ICRS a ITRS monitorování parametrů orientace Země (EOP) získává geofyzikální data, konstanty, modely Země

Konveční souřadnicové systémy ICRS a ITRS Skládájí se z Referenčního systému tvořeného souborem konstant, které byly použity pro jeho realizaci(c, zploštění Země) a algoritmů použitých při výpočtu (precese a nutace) Referenčního rámce – soubor objektů , kterým byly měřením určeny souřadnice a jejich změny v závislosti na čase

ICRS –International Celestial Reference System Počátek pravoúhlého systému je v barycentru Osu Z definuje poloha NEP Osa X směřuje na dynamický střední jarní bod v epoše J2000.0 Systém: je pravidelně udržovaný je realizovaný především VLBI a astronomickým měřením ICRS – mezinárodní nebeský referenční systém

ITRS - International Terrestrial Reference System Neinerciální geocentrický terestrický referenční systém Předchůdcem byl systém BHI (1984) Osa Z směřuje do pólu CTP Osa X směřuje do TIO Souřadnice bodů se vlivem tektonických sil v čase mění – vyrovnává se tak, aby střední hodnota pohybu pólu byla nulová Obsahuje soubor konstant a algoritmů spjatých s geometrickými a fyzikálními vlastnostmi souřadnicového systému (c, Wo,GM,…) soubor souřadnic stanic a jejich časových změn - ITRF ITRS- mezinárodní terestrický referenční systém CTP – střední zemského pól

Vztah mezi ICRS a ITRS

EOP - Parametry orientace Země popisují nepravidelnou rotaci Země rotace Země v širším smyslu - celková orientace tělesa (nutační parametry, rozdíl rotačního a koordinačního času DUT1=UT1-UTC, a souřadnice polohy rotačního pólu Země vůči konvencionálnímu počátku souřadnicové soustavy )ovlivňovaná: vnějšími vlivy (Měsíc, Slunce, planety); vnitřními vlivy (vnitřní stavba Země, přesuny hmot na rozhraní pláště a jádra, v oceánech, hydrosféře, atmosféře...).

Další produkty IERS Geofyzikální modely Země Atmosférický Hydrologický+oceánský+model přílivu a odlivu Model zemského jádra a kůry Gravitační Oznámení vložení přestupné sekundy do času UTC(TAI) TAI – základní atomový čas

Metody kosmické geodézie Rádiová interferometrie z velmi dlouhých základen (VLBI) Globální polohový systém (GPS) Laserová lokace družic (SLR) a Měsíce (LLR) Systém DORIS

VLBI -Very Long Baseline Interferometry Určování směrů mezi zdrojem kosmického radiového zdroje (kvasary) a vektorem spojujícím dva interferometry Typy měření – 24h - zapojení 5 a více stanic => určení všech 5 parametrů EOP - 1h – 2 stanice => UT1 a UTC Princip: - dvě antény se stejným časovým normálem(oscilátorem), umístěny na základně ve vzdálenosti B - obě antény přijímají stejný signál v různém časovém okamžiku - určuje se fázový rozdíl cτ , složený z celých počtu vlnových délek a fázového doměrku Nejpřesnější metoda pro určování EOP

Technologie GPS NAVSTAR Rádiová metoda, kde z kódových a fázových měření určíme relativní vektory mezi stanicemi Pro definici globálního souřadnicového systému se použivá permanentního pozorování na stálých stanicích Produkuje EOP každý den, v kampaních i častěji, v budoucnu 12-6h

GPS – globální polohový systém Družice o známé poloze vysílá v přesně definovaný čas signál Tento signál je přijat pozemní aparaturou s jistým zpožděním Zpožděni => vzdálenost Poloha je určena z prostorového protínání délek 24 družic v 6 drahách Sklon k rovníku 55° h=20200km Oběžna doba 12 hvězdných h.

Laserová lokace družic/Měsíce Měřeni vzdálenosti stanice-družice/Měsíce na základě měření transitního času, který potřebuje světelný paprsek pulsního laseru k překonaní vzdálenosti stanice-družice/Měsíce-stanice Přesnost 1 až 3 cm Na obrázcích zleva: 1a 2 odražeč laserových impulsů, 3a4– vysílač laserových impulsů

Dopplerovská pozorování – systém DORIS Určování: změn vzdáleností stanice-družice (diferenciální Doppler), nebo rozdílu vzdálenosti stanice-družice mezi dvěma časovými okamžiky (integrální Doppler) Princip: signály vysílají pozemní vysílače (cca50 na všech kontinentech) a přijímače jsou umístěny na družicích Cíl: zajistit přesné určování drah nízko letících satelitů => dosahovaná přesnost lepší než 2,5 cm

Dopplerovská pozorování – systém DORIS Vysílač je vybaven – přesnými hodinami - meteorologickými senzory - zdrojem elektřiny - anténou Hlavní vysílač v Toulouse a je zdrojem referenčního času pro celý systém

Použitá literatura Fixel J., Machotka R.: Geodetická astronomie a kosmická geodézie I , Modul 1 – sférická astronomie, Brno 2007, 86 str. Fixel J., Machotka R.: Geodetická astronomie a kosmická geodézie II , Modul 2 – kosmická geodézie, Brno 2007, 171 str. http://astro.mff.cuni.cz/vyuka/AST021/ron06 _2.pdf https://www.vugtk.cz/odis/sborniky/cd/cd_za k/systemy/kap2.htm

Děkuji za pozornost