Integracja technik geodezji satelitarnej – wyzwania, możliwości i ograniczenia spójności obserwacji SLR, GNSS i GRACE
wygłoszony na 4. zebraniu plenarnym Komitetu Geodezji PAN w kadencji 2016-2020 w dniu 5 kwietnia 2017 roku w Instytucie Geodezji i Kartografii w Warszawie
Referat naukowy nt. „Integracja technik geodezji satelitarnej – wyzwania, możliwości i ograniczenia spójności obserwacji SLR, GNSS i GRACE” wygłosił dr hab. K. Sośnica z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
Prelegent zaprezentował wyniki pracy zespołu naukowego, którego jest członkiem. Na wstępie stwierdził, że można wyróżnić trzy podstawowe obszary zainteresowań geodezji, w tym: geometrię związaną z wyznaczeniem pozycji i prędkość punktów stacji w układzie odniesienia; rotację odnoszącą się do wyznaczania orientacji figury Ziemi w przestrzeni zewnętrznej, a także wyznaczanie pole grawitacyjnego. Stwierdził również, że zbiór technik satelitarnych, którymi dysponujemy, odnosi się globalnie do ww. obszarów. W dalszej części wystąpienia prelegent omówił szereg parametrów będących przedmiotem zainteresowań geodezji oraz techniki obserwacyjne, przy pomocy których parametry te mogą być one wyznaczane. Zaznaczył, że te same parametry można wyznaczyć przy pomocy różnych technik, które wnoszą do pomiaru różne błędy systematyczne. Jako przykład podał ruchy bieguna, którego współrzędne najlepiej wyznacza się techniką GNSS ze względu na gęstą sieć stacji obserwacyjnych pracujących z dużą częstotliwością, choć współrzędne te można wyznaczyć również z wykorzystaniem technik VLBI i SLR. Prelegent stwierdził, że w zakresie wyznaczania długości doby dominującą jest technika GNSS, zaś stałą grawitacji można wyznaczyć z powodzeniem przy pomocy każdej techniki satelitarnej. Biorąc powyższe pod uwagę, stwierdził, że wyznaczeniu każdego z parametrów można przypisać technikę wiodącą, technikę wspomagającą oraz technikę w której drzemie potencjał wyznaczania danego parametru.
W dalszej części wystąpienia dr hab. K. Sośnica odniósł się do zmian jakie zaszły w systemie GNSS. Stwierdził, że poza w pełni funkcjonalnym systemem GPS, funkcjonują nowe systemy, których satelity w przeciwieństwie do większości satelitów systemu GPS są wyposażone w reflektory zwrotne odbijające światło lasera, dzięki czemu mogą być skutecznie śledzone. Konstelacja każdego z nowych systemów jest bardzo skomplikowana wewnętrznie, np. system BeiDou składa się z satelitów krążących po orbitach na średnie średnich wysokościach, orbitach geosynchronicznych nachylonych pod kątem 55° względem równika i orbitach geostacjonarnych. Prelegent zauważył, że różnorodność systemów GNSS generuje pewne problemy obliczeniowe. Obserwacje laserowe można wykorzystać m.in. do oceny jakości orbit, które są wykorzystywane w precyzyjnym pozycjonowaniu w czasie rzeczywistym. Satelity systemu GLONASS krążą po orbitach umieszczonych w trzech płaszczyznach, pierwsza z nich charakteryzuje się dużo gorszą jakością niż druga i trzecia. Obserwacje laserowe możemy również wykorzystać jako drugą, niezależną technikę do wyznaczania precyzyjnych orbit satelitów GNSS.
Dr hab. K. Sośnica poinformował, że został uruchomiony serwis, który służy do oceny jakości orbit nowych systemów GNSS (GLONASS, Galileo, BeiDou i QZSS). Serwis ten został zgłoszony do Międzynarodowej Służby Satelitarnych Pomiarów Laserowych (ang. International Laser Ranging Service, ILRS) i włączony do międzynarodowej sieci przez służbę obserwacyjną, działającą pod patronatem Międzynarodowej Asocjacji Geodezji.
W podsumowaniu wystąpienia dr hab. K. Sośnica stwierdził, że integracja technik obserwacyjnych geodezji satelitarnej jest kluczowa w uzyskaniu parametrów najwyższej jakości. Kombinacja rozwiązań SLR i GRACE pozwala częściowo wypełnić luki w miesiącach pozbawionych obserwacji mikrofalowych. Nowe systemy GNSS umożliwiają łączenie technik laserowych i GNSS. Do rozwiązania pozostaje problem związany z występowaniem błędów systematycznych każdej z technik obserwacyjnych.