Методы определения опорных значений углов нутации Земли

• Автор: Пасынок, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 05.11.15
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Менделеево
• Количество страниц: 185 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Общие сведения об углах нутации Земли и их метрологических характеристиках, используемые в диссертации

1.1 Параметры вращения Земли и углы нутации

1.2 Международные земная и небесная координатные основы

1.3 Метрология углов нутации

1.4 Метод формирования опорных значений углов нутации МСВЗ

1.5 Численные модели нутации Земли

1.6 Остаточные расхождения углов нутации, вычисленных по модели, с их

измеренными значениями

1.7 Небесномеханическая формулировка задачи о вращении абсолютно твердого тела

1.8 Метод Гаусса приведения измеренных значений на заданную дату
1.9 Выводы
Глава 2. Метод сравнительного анализа моделей нутации Земли по внутренней сходимости
2.1 Способы представления нутационных углов в современных численных моделях нутации Земли
2.2 Алгоритм построения численных моделей нутации Земли
2.3 Построение обобщенной модели главной части углов нутации
2.4 Классическая процедура вычисления комплексного угла нутации
2.5 Оценка поправок к главным частям моделей нутации
2.5.1 Влияние приближенного характера классической процедуры
2.5.2 Влияние зависимости от времени динамического сжатия и коэффициента возбуждения атмосферы
2.5.3 Влияние трехоености на передаточную функцию
2.5.4 Влияние вязкости
2.5.5 Влияние пренебрежения высокими членами разложения приливного потенциала
2.6 Метод сравнения моделей нутации Земли по внутренней сходимости
2.7 Выводы
Глава 3. Методы сравнительного анализа численных реализаций моделей нутации Земли по внешней сходимости
3.1 Метод сравнения моделей нутации Земли по согласию с измерениями
3.2 Метод сравнения моделей нутации Земли по прогностической силе
3.3 Эффективность моделей нутации Земли для решения обратных задач
3.4 Выводы

Глава 4. Результаты сравнения моделей нутации
4.1 Модели нутации, отобранные для сравнения
4.2 Результаты сравнения моделей нутации по внутренней сходимости
4.3 Результаты сравнения моделей нутации с РСДБ - измерениями
4.4 Результаты сравнения моделей нутации по прогностической силе
4.5 Эффективность применения моделей нутации для решения обратных задач
4.6 Выводы
Глава 5. Метод повышения точности предвычисления остаточных расхождений углов нутации, вычисленных по модели, и их измеренных значений
5.1 Метод анализа остаточных расхождений
5.2 Результаты анализа остаточных расхождений
5.3 Модель остаточных расхождений
5.4 Сравнение модели остаточных расхождений и измерений
5.5 Физическая интерпретация полученных результатов
5.6 Выводы
Глава 6. Метод определения опорных значений углов нутации
6.1 Метод определения опорных значений
6.2 Сравнение с результатами измерений
6.3 Выводы
Основные результаты выполнения работы
Литература
Приложение. Примеры бюллетеней с опорными значениями углов
нутации, сформированных в соответствии с разработанным методом
Введение
Актуальность исследования
В последнее десятилетие на порядок возросли требования российских потребителей к координатно-временному и навигационному обеспечению, что обусловило рост требований к точности определения параметров вращения Земли, и в том числе, углов нутации Земли. Это привело к тому, что для ряда практических приложений (космические геодезия и астрометрия), стало необходимым учитывать углы нутации не просто рассчитанные по модели, как это делалось ранее, а определенные из результатов измерений с построением прогноза на ближайшие 30 суток, что обеспечивает достижение сантиметровых точностей при определении местоположения на поверхности Земли. При этом ставятся требования к точности опорных значений углов нутации Земли, обязательных к применению на территории РФ, причем требования к точности этих значений постоянно растут.
Например, в 2007-2011 гг. потребителями выдвигались требования определять опорные значения углов нутации ежемесячно со среднеквадратическим отклонением (СКО) не превосходящим 0,001". С 2012 года эти требования повышены: требуется определять опорные значения углов нутации в ежесуточном режиме с СКО не более 0,0003". На поверхности Земли 0,0003" соответствуют приблизительно 1 см и примерно 3 см на орбите спутника Глобальной навигационной спутниковой системы Российской Федерации (ГЛОНАСС).
В условиях возросших требовании к точности координатно-временного, навигационного и геодезического обеспечения потребителей и, прежде всего, системы ГЛОНАСС, становится заметным вклад погрешностей ПВЗ (ив том числе, опорных значений углов нутации Земли), обеспечивающих переход между

Оценка точности Оценка точности Оценка по Оценка
модели модели на основе предсказатель- применимости
на основе поэлементной оценки ной силе модели в обратных
сравнения с сования отдельных составляющих модели модели задачах
результатами РСДБ метод оценки разработам метод оценки
Измерений Мот/Ч сущйс-нут* . а рамках настоящего нссладоааммя ра.»работам в рамках настоящего исоледееания
Необходимо разработать недостающие методы сравнения
Рис. 1.3. Оценки, которые необходимо проделать для выполнения сравнения моделей по критериям, и методы их проведения
Поэтому следующим шагом в повышении точности опорных углов нутации является моделирование этой составляющей. МСВЗ. основываясь на теории нутации МНВ2000, моделирует остаточные расхождения численной модели и измерений с помощью одной-единственной гармоники - колебаний на частоте свободной нутации ядра (см. Таблиц)' 1.2).
Однако исследования Малкина и Миллер (2007) показали, что в действительности остаточные расхождения наиболее хорошо моделируются двумя гармониками с периодами вблизи периода свободной нутации ядра. Одним из возможных объяснений этого наблюдательного феномена является предположение о наличии расслоения в жидком ядре Земли. Это модель была использована Красинским Г.А. при построении его теории нутации ЕКА2006.