Международные геодинамические проекты
Новые возможности измерительных средств, обеспечивающие субсантиметровые точности при определении подвижек любой точки на земной поверхности с временным разрешением 1 - 3 дня, привели к существенному пересмотру традиционных представлений о неподвижности структур Земли, в которых признаки активности носят якобы только локальный характер. Впервые получены количественные оценки, подтверждающие концепцию глобальной тектоники, горизонтальных движений литосферных плит [14].
Наиболее значительный вклад техника космической геодезии вносит в изучение послеледниковой отдачи земной коры. Это тесно связано с проблемой эластичной структуры и конвекции в мантии; глобальных и региональных тектонических движений и деформаций, которые являются прямыми индикаторами динамических характеристик земной коры и мантии и которые до сего времени было абсолютно невозможно оценить на коротких временных интервалах.
Методы космической геодезии, в основе которых лежат высокоточные траекторные измерения орбит ИСЗ, позволили впервые получить количественные оценки, подтверждающие теорию глобальной тектоники, горизонтальных движений литосферных плит и взаимозависимость динамических процессов, происходящих в теле Земли, на ее поверхности и в околоземном пространстве. Наибольшее распространение эти измерения получили в тех областях геодезических и геодинамических исследовании, где необходимо высокоточное (на миллиметровом уровне) определение относительных положений наземных пунктов и их изменений со временем. Важнейшим вкладом космической геодезии в глобальную тектонику стало подтверждение достоверности кинематических моделей движений литосферных плит, построенных по осреднённым за миллионы лет геологическим данным и на основании численного моделирования конвекции в мантии. Движение крупных пли достаточно стабильно на поверхности сфероида и происходит со средней скоростью 50 мм/год. Локальные тектонические движения вблизи границ плит характеризуются большими вертикальными компонентами. Такие величины вполне могут быть измерены современными средствами космической геодезии, значительное преимущество которых состоит в том, что они позволяют проводить прямые измерения длин базисов различной протяженности от десяти километров до нескольких тысяч километров.
|
|
|
За последнее время значительно повысилась точность определения координат наземных пунктов. Если наилучшими достижениями космической геодезии в 70-х годах считалась точность определения координат станций наблюдений в 10 м, то в 1986 г. по измерениям дальности до спутника Лагеос лазерными дальномерами второю и третьего поколений были определены геоцентрические координаты станций с точностью 10 см.
|
|
|
Принципиальное отличие результатов, получаемых из обработки наблюдений спутников, от гравиметрических и астрономических наблюдений состоит в том, что они не связаны с отвесной линией и не подвергаются влиянию особенностей внутреннего строения Земли. Поэтому совместный анализ спутниковых наблюдений, гравиметрических и астрономических данных дает возможность получить интересные научные результаты и количественно оценить механические деформации Земли.
В программе "МЕРИТ" принимали участие 27 лазерных станций, 3 обсерватории с установками для лазерной локации Луны, 8 ралиоинтерферометров с длинными базами и несколько десятков оптических астрономических обсерваторий.
Пассивные спутники Эталон 1,2 были запущены в 1989 г. с интервалом в полгода на практически идентичные орбиты с параметрами (а = 25500 км, i = 64.9о, е = 0.00068). Целевое назначение этик спутников состояло в уточнении орбитального движения спутников системы ГЛОНАСС, имеющих сходные параметры орбит.
Первая совместная программа лазерных наблюдений спутников Эталон-1, а затем и Эталон-2, станциями сети ИНТЕРКОСМОС (5станций) и Европейской лазерной сети (5 станций) была проведена а 1989 г.
|
|
|
Полная обработка полученных измерений была выполнена в Мюнхенском геодезическом институте и в Астрономическом совете АН СССР. Определяемыми неизвестными являлись параметры орбиты, координаты станций наблюдений, длины базисных линий, координаты полюса.
В течении 7 лет (1976 - 1982 г.г.) выполнялось лазерное слежение ИСЗ Лагеос с целью определения геодезических и геодинамических величин, описывающих Землю и ее движение. Изменения расстояний между станциями, вычисленные по этим наблюдениям в течение нескольких лет, хорошо согласуются с движением литосферных плит
Проект изучения динамики земной коры (CDP) ПАСА был принят в 1979 г Осуществление этого проекта и сантиметровая точность лазерных измерений дальности до низких спутников сделали возможным точное измерение различных параметров Земли и ее вращения, а также определение движения литосферных плит.
Путём изменения геометрии сети и проведения измерений на разных зенитных расстояниях удалось достигнуть уверенного разделения горизонтальной и вертикальной составляющих положения лазерных станций. Это дало возможность определить движение станций в вертикальном и в горизонтальном направлениях. Для сравнения тектонических движений, определенных по лазерным наблюдениям, с расчетом по тектонической модели Минстера и Джордана, приняли их допущение о том, что твердые плиты движутся по поверхности сферы.
|
|
|
В составе международной глобальной сети, созданной для проведения комплексных исследований топографии и динамики Земли, на территории России и приграничных государств работают лазерные станции Симеиз, Кацивели, Комсомольск-на-Амуре, Майданак, Менделеево, Рига, оснащенные лазерными спутниковыми дальномерами высокой точности. С 1994 г в Симеизе (Крым) на базе 22-метрового радиотелескоп Крымской астрофизической обсерватории (КРАО) создана международная (Украина, Россия и США) станция радиоинтерферометрических наблюдений по геодезической программе. Эта станция включена в международную сеть и дает высокоточные результаты в определении положения телескопа (6-8 мм).
Станции, оборудованные приёмниками спутниковой системы GPS и работающие по программе Международной GPS-службы для геодинамики, установлены в Звенигороде, Менделеево, Иркутске, Красноярске, Якутске, Петроиавловске-Камчатском, Магадане, станице Зеленчукская (Северный Кавказ), Китабе, Бишкеке, образуя достаточно плотную сеть для мониторинга крупномасштабных движений земной коры на Евразийской континентальной плите. Результаты наблюдений всех станций глобальной геодинамической сети поступают в специализированные и комплексные банки дачных, которые созданы при ведущих космических агентствах (в США, Франции, России).
Наиболее полное уравнивание глобальной сети, содержащей 51 лазерную станцию, 58 пунктов РСДБ и 41 станцию с GPS-приемника ми в 1994г. было выполнено специалистами Годдардовского космического центра США. Уравнивание проводилось методом наименьших квадратов в кинематической референцной системе, определяемой тектонической моделью NUVEL-IА и закрепленной относительно Североамериканской плиты. Анализ среднеквадратических уклонений полученных значений скоростей показывает хорошую согласованность результатов для различных типов измерений на уровне 2-7 мм за исключением некоторых GPS-станций, где к тому времени еще не было накоплено достаточно измерении. Скорости движения 23 станций, расположенных на шести плитах в достаточном удалении от их границ, хорошо согласуются с улучшенной моделью NUVEL-IA. На основе геофизической интерпретации полученных данных были сделаны выводы, что именно субдукция Филиппинской и Тихоокеанской плит под Евразийскую плиту создает силовой механизм, вызывающий усиленную сейсмическую активность и вулканические процессы в западной части Тихого океана и в Дальневосточном регионе [14].
Определение и исследование скоростей движения специальным образом выбранных точек земной поверхности, образующих опорную координатную сеть, и построение обобщённой динамической модели региональной и глобальной тектоники - основные задачи международной программы "Динамика твёрдой Земли"; в ней участвуют практически все станции, оснащенные измерительными средствами космической геодезии.
Особенно интересные результаты получены с помощью космических геодезических измерений для территорий, где осредненные тектонические модели не соответствуют реально действующим современным деформациям. Главным образом это границы плит, находящиеся под влиянием сжатия и междуплитовых столкновений (Альпийский пояс, Кавказско-Каспийский регион, Памир, Тянь-Шань, Тибет), или же области, подверженные тектоническому растяжению (Африканская рифтовая зона, западная часть США).
Лишь в конце работы мы обычно узнаём,
с чего нужно былое начать
Паскаль
Литература
1. Айзерман М.А. Классическая механика. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», М., 1974, 360 стр.
2. Аксёнов Е.П. Теория движения искусственных спутников Земли. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», М., 1977, 368 стр.
3. Баранов В.Н., Яшкин С.Н. Космическая геодезия. Учебное пособие для студентов специальности прикладная геодезия. МИИГАиК. Москва - 1981.
4. Большаков В Д., Деймлих Ф., Голубев А.Н, Васильев В.П. Радиогеодезические и электрооптические измерения. - М.: Недра, 1985. 303 с.
5. Васильев В.П. Основы лазерной техники для измерительных систем космической геодезии и навигации. Учебное пособие по курсу «Основы лазерной техники для систем космической геодезии и навигации». Москва - 1987,200 стр.
6. Генике А.А., Побединский Г.Г. Глобальная спутниковая система определения местоположения GPS и ее применение в геодезии М.,1999
7. Георгиев Н.И., Масевич А.Г., Кленицкий Б.М., Татевян С.К. Использование оптических наблюдений искусственных спутников Земли для геодезии. Издательство Болгарской Академии Наук, София - 1979
8.Джакалья Г.Е.О. Методы теории возмущений для нелинейных систем. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1979, 320 стр.
9. Дубошин Г.Н. Небесная механика. Основные задачи и методы. М., 1968, 800 стр. с илл.
10.Журавлёв С.Г., Емельянов Н.В., Носков Б.М., Поляхова Е.Н., Уральская B.C. Движение искусственных спутников Земли «Исследование космического пространства», Итоги науки и техники, т 15, 1980
11. Использование искусственных спутников для геодезии. Под редакцией С. Хенриксена, А. Манчини, Б. Човица. Издательство «Мир», Москва, 1975
12. Использование искусственных спутников Земли для построения геодезических сетей. М„ «Недра», 1977 376 с. Авт.: Е.Г.Бойко. Б.М. Кленицкий, И.М. Ландис, Г.А Устинов.
13. Космическая геодезия. Учебник для вузов /В.Н. Баранов, Е.Г. Бойко, И.И Краснорылов и др. - М.: Недра, 1986.
14. Космическая геодезия и современная геодинамика. Сборник научных трудов. Ответственный редактор А.Г. Масевич Москва- 1996
15. Краснорылов И.И., Плахов Ю.В. Основы космической геодезии. М., «Недра», 1976. 216с.
16. Крылов В.И. Учебное пособие по курсу «Теория систем отсчёта» (Основы теории пространственно-временных преобразований) - М.; Изд. МИИГАиК. 1998.92 с.
17. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.M. Теоретическая физика: Учеб. пособие. В 10 т. Т.2. Теория поля. - 7-е изд., испр. - М.: Наука. Гл. ред физ. - мат. лит., 1988. 512 с. -ISBN 5-02-014420-7 (Т.2)
18. Лаурила С Электронные измерения и навигация - М: Недра, 1981 -480 с.
19. Машимов М.М. Уравнивание геодезических сетей. М.: Недра, 1979, с. 367
20. Мельхиор П. Физика и динамика планет. Издательство «Мир», Москва, 1975
21. Основы спутниковой геодезии. М., "Недра", 1974. Авт.: А.А. Изотов, В.И. Зубинский, Н.Л Макаренко, A.M. Микиша.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 40; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!