Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья о спутниковом лазере перспективного типа. Если смотреть вниз, см. Спутниковая лазерная альтиметрия .
Лазерная система локации геодезической обсерватории Ветцель, Бавария

В спутниковой лазерной локации ( SLR ) глобальная сеть станций наблюдения измеряет время прохождения ультракоротких световых импульсов до спутников, оборудованных ретрорефлекторами, туда и обратно . Это обеспечивает мгновенные измерения дальности с точностью до миллиметра, которые могут накапливаться для обеспечения точных измерений орбит и множества важных научных данных. Лазерный импульс также может отражаться от поверхности спутника без ретрорефлектора , который используется для отслеживания космического мусора. [1]

Спутниковая лазерная локация - это проверенный геодезический метод, который может внести важный вклад в научные исследования системы Земля / атмосфера / океан. Это наиболее точный доступный в настоящее время метод определения геоцентрического положения спутника Земли, позволяющий точно калибровать радиолокационные высотомеры и отделить длительный дрейф приборов от вековых изменений топографии океана.

Его способность измерять изменения во времени в гравитационном поле Земли и отслеживать движение сети станций относительно геоцентра, вместе с возможностью отслеживать вертикальное движение в абсолютной системе, делает его уникальным для моделирования и оценки долгосрочного климата. изменить на: [2]

  • обеспечение справочной системы для послеледникового отскока , тектоники плит , изменения уровня моря и объема льда [3]
  • определение временного перераспределения массы твердой системы Земли, океана и атмосферы [4]
  • определение параметров ориентации Земли , таких как координаты полюса Земли и изменения длины дня [5]
  • определение точных спутниковых орбит для искусственных спутников с активными устройствами на борту и без них [6] [7]
  • мониторинг реакции атмосферы на сезонные колебания солнечного нагрева. [8]

SLR предоставляет уникальную возможность для проверки предсказаний общей теории относительности , таких как эффект перетаскивания кадра .

Станции SLR составляют важную часть международной сети космических геодезических обсерваторий, в которую входят системы VLBI , GPS , DORIS и PRARE. В нескольких критических миссиях SLR обеспечивает отказоустойчивое резервирование, когда другие радиометрические системы слежения вышли из строя.

История [ править ]

Спутниковая лазерная локация

Лазерная локация до спутника, сближающегося с Землей, была впервые проведена НАСА в 1964 году с запуском спутника Beacon-B. С тех пор точность измерения дальности, подстегиваемая научными требованиями, улучшилась в тысячу раз - с нескольких метров до нескольких миллиметров, и было запущено больше спутников, оснащенных ретрорефлекторами.

Несколько комплектов световозвращателей было установлено на Луне Земли в рамках американских космических программ « Аполлон» и советского Лунохода . Эти ретрорефлекторы также устанавливаются на регулярной основе ( лазерная локация Луны ), обеспечивая высокоточное измерение динамики системы Земля / Луна.

В последующие десятилетия глобальная сеть спутниковой лазерной локации превратилась в мощный источник данных для исследований твердой Земли и ее океанических и атмосферных систем. Кроме того, SLR обеспечивает точное определение орбиты для космических радиолокационных высотомеров, картографирующих поверхность океана (которые используются для моделирования глобальной циркуляции океана), для картирования объемных изменений континентальных ледяных масс и для топографии суши. Он предоставляет средства для субнаносекундной передачи глобального времени и основу для специальных тестов общей теории относительности.

Международная служба лазерной локации была создана в 1998 [9] глобальным сообществом SLR для расширения геофизических и геодезических исследований, заменив предыдущую подкомиссию CSTG по спутниковой и лазерной локации.

Приложения [ править ]

Данные SLR предоставили стандартную высокоточную опорную модель длинноволнового гравитационного поля, которая поддерживает все точные определения орбиты и обеспечивает основу для изучения временных изменений гравитации из-за перераспределения массы. Высота геоида составляет менее десяти сантиметров на длинных волнах менее 1500 км.

SLR обеспечивает точные определения движения тектонических дрейфовых станций в глобальном масштабе в геоцентрической системе отсчета. В сочетании с гравитационными моделями и десятилетними изменениями вращения Земли эти результаты способствуют моделированию конвекции в мантии Земли, обеспечивая ограничения на связанные с ней процессы внутри Земли. Скорость нормирующей станции на Гавайях 70 мм / год и близко соответствует скоростям фоновой геофизической модели.

Список спутников [ править ]

«Список спутников для лазерной локации» перенаправляется сюда. Его не следует путать со списком спутников, оснащенных световозвращателями .
См. Также: Список пассивных спутников.

На орбите находятся несколько спутников с лазерной локацией: [10]

  • БЛИТЫ
  • EGP (Аджисай) [11]
  • Эталон [12]
  • LAGEOS
  • ЛАРЕС [13]
  • Ларец [14] [15]
  • ЗВЕЗДНОЕ СИЯНИЕ
  • Старлетт и Стелла  [ fr ] [16]
  • ГЛОНАСС [17]
  • GPS (два экспериментальных спутника [18] )
  • Галилей [19]
  • BeiDou [20]
  • QZSS [21]

См. Также [ править ]

  • Лидар
  • Лазерная локация Луны
  • Ретрорефлектор # В спутниках
  • Лазерная связь в космосе

Ссылки [ править ]

  1. ^ Kucharski, D .; Kirchner, G .; Bennett, JC; Лачут, М .; Sośnica, K .; Кошкин, Н .; Shakun, L .; Koidl, F .; Steindorfer, M .; Wang, P .; Fan, C .; Хан, X .; Grunwaldt, L .; Wilkinson, M .; Rodríguez, J .; Bianco, G .; Vespe, F .; Catalán, M .; Salmins, K .; дель Пино, младший; Lim, H.-C .; Park, E .; Мур, С .; Lejba, P .; Suchodolski, T. (октябрь 2017 г.). "Сила давления фотонов на космический мусор TOPEX / Poseidon, измеренная спутниковым лазерным дальномером: раскрутка Topex" . Наука о Земле и космосе . 4 (10): 661–668. DOI : 10.1002 / 2017EA000329 .
  2. ^ Перлман, М .; Арнольд, Д .; Дэвис, М .; Barlier, F .; Biancale, R .; Васильев, В .; Ciufolini, I .; Паолоцци, А .; Павлис, ЕС; Sośnica, K .; Блоссфельд, М. (ноябрь 2019 г.). «Лазерные геодезические спутники: высокоточный научный инструмент» . Журнал геодезии . 93 (11): 2181–2194. DOI : 10.1007 / s00190-019-01228-у .
  3. ^ Zajdel, R .; Sośnica, K .; Drodskewski, M .; Бери, G .; Стругарек, Д. (ноябрь 2019 г.). «Влияние сетевых ограничений на реализацию наземной системы отсчета на основе наблюдений SLR для LAGEOS» . Журнал геодезии . 93 (11): 2293–2313. DOI : 10.1007 / s00190-019-01307-0 .
  4. ^ Сосница, Кшиштоф; Ягги, Адриан; Мейер, Ульрих; Таллер, Даниэла; Бейтлер, Герхард; Арнольд, Дэниел; Дах, Рольф (октябрь 2015 г.). «Переменное во времени гравитационное поле Земли со спутников SLR» . Журнал геодезии . 89 (10): 945–960. DOI : 10.1007 / s00190-015-0825-1 .
  5. ^ Sośnica, K .; Бери, G .; Zajdel, R .; Стругарек, Д .; Drodskewski, M .; Казмерски, К. (декабрь 2019 г.). «Оценка глобальных геодезических параметров с использованием наблюдений SLR для Galileo, ГЛОНАСС, BeiDou, GPS и QZSS» . Земля, планеты и космос . 71 (1): 20. DOI : 10,1186 / s40623-019-1000-3 .
  6. ^ Бери, Гжегож; Сосница, Кшиштоф; Зайдель, Радослав (декабрь 2019 г.). «Мульти-GNSS определение орбиты с использованием спутниковой лазерной локации» . Журнал геодезии . 93 (12): 2447–2463. DOI : 10.1007 / s00190-018-1143-1 .
  7. ^ Стругарек, Дариуш; Сосница, Кшиштоф; Ягги, Адриан (январь 2019 г.). «Характеристики орбит GOCE по данным спутниковой лазерной локации». Успехи в космических исследованиях . 63 (1): 417–431. DOI : 10.1016 / j.asr.2018.08.033 .
  8. ^ Бери, Гжегож; Сосница, Кшиштоф; Зайдель, Радослав (июнь 2019 г.). «Влияние нагрузки атмосферного неприливного давления на глобальные геодезические параметры на основе спутникового лазерного определения дальности до GNSS». IEEE Transactions по наукам о Земле и дистанционному зондированию . 57 (6): 3574–3590. DOI : 10,1109 / TGRS.2018.2885845 .
  9. ^ Перлман, Майкл Р .; Нолл, Кэри Э .; Павлис, Эррикос С.; Lemoine, Франк G .; Комбринк, Людвиг; Дегнан, Джон Дж .; Киршнер, Георг; Шрайбер, Ульрих (ноябрь 2019 г.). «ILRS: приближающиеся 20 лет и планы на будущее». Журнал геодезии . 93 (11): 2161–2180. DOI : 10.1007 / s00190-019-01241-1 .
  10. ^ [1]
  11. ^ Хаттори, Акихиса; Оцубо, Тошимичи (январь 2019 г.). «Изменяющееся во времени давление солнечной радиации на Аджисай по сравнению со спутниками LAGEOS» . Успехи в космических исследованиях . 63 (1): 63–72. DOI : 10.1016 / j.asr.2018.08.010 .
  12. ^ Линдборг, Кристина. «Эталон» . Россия и навигационные системы . Федерация американских ученых . Проверено 10 ноября 2012 года .
  13. ↑ Кшиштоф, Сосница (1 марта 2015 г.). «Влияние атмосферного сопротивления на орбиты Старлетт, Стеллы, Аджисаи и Ларес» . Искусственные спутники . 50 (1): 1–18. DOI : 10,1515 / Арса-2015-0001 .
  14. ^ [2]
  15. ^ [3]
  16. ^ Сосница, Кшиштоф; Ягги, Адриан; Таллер, Даниэла; Бейтлер, Герхард; Дах, Рольф (август 2014). «Вклад Старлетт, Стеллы и AJISAI в глобальную систему отсчета, полученную из SLR». Журнал геодезии . 88 (8): 789–804. DOI : 10.1007 / s00190-014-0722-Z .
  17. ^ Kazmierski, Камил; Зайдель, Радослав; Сосница, Кшиштоф (октябрь 2020 г.). «Эволюция качества орбиты и часов для решений с несколькими ГНСС в реальном времени» . Решения GPS . 24 (4): 111. DOI : 10.1007 / s10291-020-01026-6 .
  18. ^ Сосница, Кшиштоф; Таллер, Даниэла; Дач, Рольф; Steigenberger, Питер; Бейтлер, Герхард; Арнольд, Дэниел; Ягги, Адриан (июль 2015 г.). «Спутниковая лазерная локация для GPS и ГЛОНАСС» . Журнал геодезии . 89 (7): 725–743. DOI : 10.1007 / s00190-015-0810-8 .
  19. ^ Сосница, Кшиштоф; Прейндж, Ларс; Kaźmierski, Камил; Бери, Гжегож; Дрожджевский, Матеуш; Зайдель, Радослав; Хадас, Томаш (февраль 2018 г.). «Проверка орбит Galileo с использованием SLR с упором на спутники, запущенные на неправильные орбитальные плоскости» . Журнал геодезии . 92 (2): 131–148. DOI : 10.1007 / s00190-017-1050-х .
  20. ^ Сосница, Кшиштоф; Зайдель, Радослав; Бери, Гжегож; Босы, Ярослав; Мур, Майкл; Масуми, Салим (апрель 2020 г.). «Оценка качества экспериментальных совмещенных орбит IGS с несколькими GNSS» . Решения GPS . 24 (2): 54. DOI : 10.1007 / s10291-020-0965-5 .
  21. ^ Sośnica, K .; Бери, G .; Зайдель, Р. (16 марта 2018 г.). «Вклад группировки нескольких GNSS в наземную опорную систему, созданную SLR». Письма о геофизических исследованиях . 45 (5): 2339–2348. DOI : 10.1002 / 2017GL076850 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • "Спутниковая лазерная локация и наука о Земле" (PDF) . Международная служба лазерной локации НАСА . Проверено 23 июня 2009 .( общественное достояние )
  • Сибер, Гюнтер (2003) Спутниковая геодезия Вальтера де Грюйтера ISBN 9783110175493 стр. 404 
  • Крамер, Герберт Дж. (2002) Наблюдение Земли и ее окружающей среды: Обзор миссий и датчиков Springer ISBN 9783540423881 стр. 131-132 
  • Теркотт, Дональд Л. (редактор) (1993) Вклад космической геодезии в геодинамику Вашингтон, округ Колумбия: Серия по геодинамике Американского геофизического союза, ISSN 0277-6669
  • Национальный исследовательский совет США (1985) Геодезия: взгляд в будущее НАП стр. 80-84

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-сайт Международной службы лазерной дальнометрии
  • Станция лазерной локации McDonald
  • Комплекс космической геодезии НКРЭ
  • Ретрорефлекторы на Луне
  • Купольная камера с фиксированным затвором (FSD) для SLR