Международная служба лазерной дальнометрии

Международная служба лазерной дальнометрии (англ. International Laser Ranging Service, ILRS) — это международная служба, которая собирает, объединяет, анализирует, архивирует и распространяет данные спутниковой и лунной лазерной дальнометрии для решения различных научных, инженерных и эксплуатационных задач^[1].

История созданияПравить

В середине 1960-х вместе с ранними разработками NASA наземных систем, SAO И CNES, была создана Спутниковая лазерная дальнометрия (SLR)^[2]. Первые спутники США и Франции были представлены в качестве лазерных мишеней, которые использовались в основном для взаимного сравнения с другими системами слежения и для уточнения определения орбиты, а также они вносили вклад в разработку сетей реперных станций и в создание глобальной модели гравитационного поля Земли. Ранняя версия SLR давала результаты определения орбиты и координат станции до метрового уровня точности. С развитием и усовершенствованием технологий, а также с построением и развёртыванием других систем, SLR была расширена в 1970-х и 1980-х годах и начала эволюцию в сторону дециметровых и сантиметровых точностей. С 1976 основной геодезической мишенью стал спутник Lageos-1 (позже в 1992 к нему присоединился Lageos-2), этот спутник вносил основной вклад в реализацию Международной земной системы отсчета ITRF^[3]. Активное слежение за Луной началось в 1969 г. после развёртывания астронавтами Аполлона-11 на поверхности Луны первой световозвращающей матрицы.

Первую группу светоотражателей начал развёртывать комитет по космическим исследованиям COSPAR через подкомиссию по международной координации космической техники в области геодезии и геодинамики (CSTG) по спутниковой и лунной лазерной дальнометрии (SLR/LLR). При решительной поддержке председателя CSTG, руководящий комитет подкомиссии предпринял создание в апреле 1998 года Международной службы лазерной дальнометрии ILRS, следуя аналогичной инициативе, которая объединила сообщество GPS в рамках Международной службы GPS (ныне GNSS) IGS в 1993 году.

Карта станций

ILRS является одной из космических геодезических служб Международной ассоциации геодезии (IAG) и членом Глобальной геодезической системы наблюдений IAG (CGOS).

Задачи службыПравить

ILRS выполняет наблюдения, которые способствуют определению трёх фундаментальных геодезических параметров и их вариаций, то есть формы Земли, гравитационного поля Земли и вращательного движения Земли^[4]. В настоящее время 40 станций в сети ILRS отслеживают более 100 спутников на LEO, MEO, GNSS и синхронных орбитах. Некоторые станции в сети ILRS поддерживают лунную дальнометрию в плане расширить дальность до межпланетных миссий с оптическими транспондерами. В настоящее время специалисты SLR и LLR стремятся достичь точности в несколько миллиметров. Они создают новые системы и модернизируют старые, чтобы улучшить характеристики наземных систем. Для быстрого сбора данных используют более высокие частоты повторения импульсов (0.1 — 100 кГц), для быстрого обнаружения цели чередования проходов развёртывают меньшие по размеру и более быстрые поворотные телескопы; также используют улучшенную временную, пространственную и спектральную фильтрацию для улучшения отношения сигнал/шум и меньшую ширину импульса для большей точности определения дальности. Телескопы изготавливают из модульных конструкций и преимущественно используют готовые компоненты для снижения затрат на их изготовление, эксплуатацию и обслуживание.

Последующие 5 лет ожидается значительное расширение сети ILRS (см. Таблицу 1). Однако значительные географические разрывы будут существовать в таких областях как Африка, Латинская Америка, Океания и Антарктида.

Таблица№ 1. Будущее развитие сети ILRS

Site Name	Type	Agency	Timeframe
La Plata, Argentina	Upgraded core site	BKG, Germany	2020 — 2021
San Juan, Argentina	Upgraded SLR system	NAOC, China	2020 — 2021
Metsähovi, Finland	New SLR system	FGI, Finland	2020 — 2021
Greenbelt, MD, USA	Replacement core site	NASA, USA	2022 — 2024
Haleakala, HI, USA	Replacement core site	NASA, USA	2024 — 2026
McDonald, TX, USA	Replacement core site	NASA, USA	2022 — 2025
Ny Ålesund, Norway	New core site	NMA, Norway/NASA, USA	2022 — 2025
Ensenada, Mexico	New SLR site	IPIE, Russian Federation	2022 — 2026
Java, Indonesia	New SLR site	IPIE, Russian Federation	2022 — 2026
Gran Canaria, Spain	New SLR in core site	IPIE, Russian Federation	2022 — 2026
Tahiti, French Polynesia	New SLR system	IPIE, Russian Federation	2022 — 2026
Mt Abu, India	New SLR site	ISRO, India	2020 — 2022
Ponmundi, India	New SLR site	ISRO, India	2020 — 2022
Tsukuba, Japan	New SLR site	JAXA, Japan	2022 — 2024
Yebes, Spain	New SLR site	IGS, Spain	2022 — 2024

Спутник Jason-3

МиссияПравить

Служба собирает, объединяет, анализирует, архивирует и распространяет данные спутниковой и лунной лазерной дальнометрии для удовлетворения различных научных, инженерных и эксплуатационных потребностей, а также способствует внедрению новых технологий для повышения качества, количества и экономической эффективности своих информационных продуктов. ILRS работает с новыми спутниковыми миссиями при проектировании и создании световозвращающих мишеней для максимизации качества и количества данных и научными программами для оптимизации получения научных данных. Основным наблюдаемым параметром является точное время пролёта сверхкороткого лазерного импульса к спутнику, оснащённому световозвращателем, и обратно. Эти наборы данных используются ILRS для определения следующих фундаментальных параметров:

Спутниковые эфемериды с сантиметровой точностью;
Параметры ориентации Земли (движение полюсов и продолжительность дня);
трёхмерные координаты и скорости движения спутников ILRS;
Изменяющиеся во времени координаты геоцентра;
Статические и изменяющиеся во времени коэффициенты гравитационного поля Земли;
Фундаментальные физические постоянные;
Лунные эфемериды и либрации;
Параметры ориентации Луны и т. д.

СтруктураПравить

Служба ILRS состоит из:

руководящего совета;
центрального бюро;
станций слежения и подсетей;
операционных центров;
глобальных и региональных центров обработки данных;
аналитических, лунных и ассоциированных аналитических центров.

Руководящий совет, в котором широко представлены представители международного сообщества спутниковой лазерной дальнометрии (SLR) и лунной лазерной дальнометрии (LLR), обеспечивает общее руководство и определяет политику обслуживания. Центральное бюро контролирует и координирует повседневную деятельность службы, ведёт базы научных и технологических данных и облегчает коммуникацию между органами. Более актуальную информацию можно посмотреть на сайте (http://ilrs.gsfc.nasa.gov/). Также время от времени ILRS создает исследовательские комиссии для решения специальных задач.

ЛитератураПравить

А Л . ГЕНИКЕ, Г.Г. ПОБЕДИНСКИЙ;. ГЛОБАЛЬНЫЕ СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ГЕОДЕЗИИ. — Москва: "Картгеоцентр", 2004. — 355 с. — ISBN 5-86066-063-4.

ПримечанияПравить

↑ Международная служба лазерной дальнометрии (англ.). ilrs.gsfc.nasa.gov. International Laser Ranging Service. Дата обращения: 29 апреля 2021. Архивировано 13 мая 2021 года.
↑ Фотоника - научно-технический журнал - Фотоника - Современное состояние высокоточной спутниковой лазерной дальнометрии в России (неопр.). www.photonics.su. Дата обращения: 29 апреля 2021. Архивировано 29 апреля 2021 года.
↑ Эбауэр К.В. [http://www.sai.msu.ru/dissovet/Эбауэр_PhD.pdf ВЫСОКОТОЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗЕМЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ ОКОЛОЗЕМНЫХ СПУТНИКОВ] (рус.). sai.msu.ru. Федеральное агентство научных организаций. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки. Институт астрономии российской академии наук.. Дата обращения: 14 июля 2022. Архивировано 29 апреля 2021 года.
↑ Е. Н. Цыба. Вычисление параметров вращения Земли по результатам спутниковой лазерной дальнометрии международной сети ILRS (неопр.). iaaras.ru. Библиотека · ИПА РАН (2016). Дата обращения: 29 апреля 2021. Архивировано 29 апреля 2021 года.

[1] Международная служба лазерной дальнометрии (англ.). ilrs.gsfc.nasa.gov. International Laser Ranging Service. Дата обращения: 29 апреля 2021. Архивировано 13 мая 2021 года.

[2] Фотоника - научно-технический журнал - Фотоника - Современное состояние высокоточной спутниковой лазерной дальнометрии в России (неопр.). www.photonics.su. Дата обращения: 29 апреля 2021. Архивировано 29 апреля 2021 года.

[3] Эбауэр К.В. [http://www.sai.msu.ru/dissovet/Эбауэр_PhD.pdf ВЫСОКОТОЧНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗЕМЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННЫХ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ ОКОЛОЗЕМНЫХ СПУТНИКОВ] (рус.). sai.msu.ru. Федеральное агентство научных организаций. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки. Институт астрономии российской академии наук.. Дата обращения: 14 июля 2022. Архивировано 29 апреля 2021 года.

[4] Е. Н. Цыба. Вычисление параметров вращения Земли по результатам спутниковой лазерной дальнометрии международной сети ILRS (неопр.). iaaras.ru. Библиотека · ИПА РАН (2016). Дата обращения: 29 апреля 2021. Архивировано 29 апреля 2021 года.

[1]

[2]

[3]

[4]