Ciekawe Tematyarchiwum Geodetywiadomościnewsletterkontaktreklama
Najnowsze wydarzenia z dziedziny geodezji, nawigacji satelitarnej, GIS, katastru, teledetekcji, kartografii. Nowości rynkowe, technologiczne, prawne, wydawnicze. Konferencje, targi, administracja.
2020-05-11 | GNSS, Geodezja

Jak obraca się Ziemia i jak dokładnie można to pomierzyć?

Zmienność długości doby oraz drgania bieguna ziemskiego najdokładniej wyznaczane są z wykorzystaniem globalnych nawigacyjnych systemów satelitarnych (GNSS). Teoretycznie wszystkie systemy GNSS, w tym GPS, GLONASS i Galileo, powinny być w stanie wyznaczyć te same współrzędne bieguna ziemskiego oraz długość doby. Jak jednak dowodzą naukowcy z Wrocławia i Berna w Szwajcarii, biegun i długość doby wyznaczone różnymi technikami GNSS różnią się między sobą.


Ilustracja: Jak obraca się Ziemia i jak dokładnie można to pomierzyć? <br />
Fot. Pixabay
Fot. Pixabay

Dokładność wyznaczenia współrzędnych bieguna wynikająca z błędów przypadkowych GNSS jest na poziomie 9 mikrosekund łuku, co przekłada się na wartość 0,3 mm na powierzchni Ziemi. Biegun ziemski to miejsce, gdzie oś obrotu Ziemi „przebija” powierzchnię Ziemi. Błąd wyznaczenia długości doby, czyli obrotu wokół własnej osi, to 0,8 mikrosekundy, co odpowiada 0,4 mm na równiku. Jak się jednak okazało w badaniach, błędy systematyczne wynikające z okresu orbitalnego poszczególnych systemów GNSS mogą sięgać 9 mikrosekund w ciągu doby oraz 8000 mikrosekund w ciągu roku w systemie GPS.

Długość doby każdego dnia różni się o kilka milisekund ze względu na procesy zachodzące na powierzchni Ziemi oraz w jej wnętrzu: pływy oceaniczne, rozkład ciśnienia atmosferycznego oraz wiatry, a także zmienny kształt Ziemi ze względu na topnienie lodowców i wypiętrzanie się skorupy, ruch wirowy jądra Ziemi, a nawet stopniowe oddalanie się Księżyca od Ziemi. Długość doby zazwyczaj nie przekracza wartości 4 milisekund względem 24 h wyznaczonych przez zegary atomowe. Na drgania bieguna wpływają procesy zachodzące w atmosferze i oceanach, a także elastyczność Ziemi pozwalająca na zmiany w jej spłaszczeniu. Wahania pozycji bieguna mogą przekroczyć 12 metrów w ciągu 430 dni.

W badaniach przeprowadzonych przez polsko-szwajcarski zespół naukowców z Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu i Uniwersytetu w Bernie wykorzystano sieć 100 stacji GNSS rozmieszczonych równomiernie na Ziemi oraz ciągły okres obserwacji od początku 2017 r. do początku 2020 r. Wszystkie stacje śledziły trzy systemy GNSS: GPS, GLONASS i Galileo, aby uniknąć błędu wynikającego z efektu sieci. Galileo pod koniec 2018 r. składał się już z 24 aktywnych satelitów, czyli podobnie jak GLONASS, natomiast liczba aparatów systemu GPS wahała się od 30 do 32. GPS składa się z satelitów rozmieszczonych na 6 płaszczyznach. GLONASS i Galileo mają 3 płaszczyzny orbit. W systemie Galileo jest ponadto czwarta płaszczyzna powstała w wyniku wyniesienia satelitów na nieprawidłowe orbity.

W badania odkryto, że system GPS ze względu na silny rezonans z ruchem obrotowym Ziemi posiada około 14-krotnie większy dryft w wyznaczonej długości doby niż system Galileo. Błędy w wyznaczeniu długości doby z GPS spowodowane są rezonansem pomiędzy obrotem Ziemi i okresem obiegu satelitów, który wynosi dla GPS pół doby gwiazdowej. W przypadku GLONASS i Galileo nie ma tego problemu, ponieważ ich okresy obiegu wynoszą odpowiednio 11 h 16 min oraz 14 h 05 min, dzięki czemu rezonans orbitalny jest o wiele słabszy.

Błędy okresowe obserwowane we współrzędnych bieguna i długości doby wynikające z modelowania orbit są największe w przypadku systemów 3-płaszczyznowych, czyli Galileo i GLONASS. GPS, dzięki 6 płaszczyznom, posiada błędy o wiele mniejsze. Najlepsze jednak jest rozwiązanie bazujące na wszystkich 3 systemach: GPS+GLONASS+Galileo, gdyż redukuje większość błędów systematycznych w wyznaczeniu parametrów ruchu obrotowego Ziemi.

W wyniku analiz odkryto okresy charakterystyczne wynikające z powtarzalności każdej konstelacji. Większość błędów w rozwiązaniach Galileo powtarza się z okresem 2,5 dnia, 3,4 dnia i 10 dni. W systemie GLONASS dominują błędy powtarzające się co 2,6 dnia, 3,9 dnia i 7,9 dnia. Ponadto występują błędy stanowiące ułamek całkowity (1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/6…) roku smoczego satelitów, który opisuje okres powtarzalności orientacji konstelacji względem Słońca i wynosi około 353 dni.

Więcej na temat badań nad ruchem obrotowym Ziemi z wykorzystaniem systemów GPS, GLONASS i Galileo oraz błędów systematycznych w rozwiązaniach GNSS związanych z konstrukcją konstelacji satelitarnych można znaleźć w:
• Zajdel, R., Sośnica, K., Bury, G. Dach R., Prange L.: „System-specific systematic errors in earth rotation parameters derived from GPS, GLONASS, and Galileo”, GPS Solut 24, 74 (2020). https://doi.org/10.1007/s10291-020-00989-w

Źródło: IGiG UPWr


«« powrót

Udostępnij:
udostępnij na Facebook
   

KOMENTARZE Komentarze są wyłącznie opiniami osób je zamieszczających i nie odzwierciedlają stanowiska redakcji Geoforum. Zabrania się zamieszczania linków i adresów stron internetowych, reklam oraz tekstów wulgarnych, oszczerczych, rasistowskich, szerzących nienawiść, zawierających groźby i innych, które mogą być sprzeczne z prawem. W przypadku niezachowania powyższych reguł oraz elementarnych zasad kultury wypowiedzi administrator zastrzega sobie prawo do kasowania całych wpisów. Użytkownik portalu Geoforum.pl ponosi wyłączną odpowiedzialność za zamieszczane przez siebie komentarze, w szczególności jest odpowiedzialny za ewentualne naruszenie praw lub dóbr osób trzecich oraz szkody wynikłe z tego tytułu.

geoteda od 40 lat ja tam ufam mojej tyczce, i jak mam wspułżendne z PODGik, to one som świente, to tak ma być!!!
  



zobacz też:

Geodeci z UPWr zweryfikują teorię Einsteina przy użyciu Galileo

Dzięki kontraktowi z ESA naukowcy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki...

Nowy standard orbit satelitów Galileo opracowany przez naukowców z IGiG

Naukowcy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego...

IGiG: rusza projekt w zakresie sejsmologii GNSS, InSAR oraz LiDAR

Na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu odbyło się spotkanie inauguracyjne...


wiadomości

NaviGate Sp. z o.o.
Kraków

NaviGate – Oddział Warszawa ul. Gościnna 7, 05-082 Blizne Łaszczyńskiego k. Warszawy, tel. 22 270-15-54 ODBIORNIKI GNSS RTK, TACHIMETRY ELEKTRONICZNE I ZROBOTYZOWANE, BEZZAŁOGOWE STATKI POWIETRZNE (DRONY), SENSORY Sklep Serwis...

GEOPRYZMAT
RASZYN

Serwis gwarancyjny i pogwarancyjny instrumentów firmy Pentax, Kolida i innych.
    poprzedni miesiąc następny miesiąc
ponwtśroczwpiąsobnie
123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930
strzałka w dółnadchodzące wydarzenia
2025-04-07 | ON-LINE
Otwarte seminarium nt. wykorzystania danych Copernicus
Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz Instytut Geodezji i Kartografii zapraszają na seminarium on-line...
więcej
2025-04-14 | WARSZAWA oraz ONLINE
Wykorzystanie wieloźródłowych danych przestrzennych oraz metod wizualizacji wyników pomiarów
„Wykorzystanie wieloźródłowych danych przestrzennych oraz metod wizualizacji wyników pomiarów...
więcej
2025-04-14 | ON-LINE
Zieleń w planowaniu przestrzennym i procesie rewitalizacji - uwarunkowania prawne
Spotkanie przeznaczone jest dla przedstawicieli gmin z terenu całego kraju. Program webinarium:...
więcej
2025-04-25 | POZNAŃ
Geograficzne aspekty badań nad krajobrazem, turystyką i rekreacją oraz planowaniem przestrzennym
Konferencja naukowa pt. Geograficzne aspekty badań nad krajobrazem, turystyką, rekreacją oraz...
więcej
2025-04-28 | KRAKÓW
XIX Ogólnopolska Konferencja Studentów Geodezji 2025
W dniach 28–29 kwietnia 2025 r. na Uniwersytecie Rolniczym im. Hugona Kołłątaja w Krakowie...
więcej
2025-05-12 | WARSZAWA oraz ONLINE
Automatyczne generowanie map z BDOT10k; w porównaniu do generowania z OpenStreetMap
„Automatyczne generowanie map z BDOT10k; w porównaniu do generowania z OpenStreetMap”...
więcej
strzałka w dół zobacz pozostałe
Plan na las - czyli o kartowaniu lasu
play thumbnail
czy wiesz, że...
strzałka w dół Czy wiesz, że
czerwony kolor Marsa spowodowany jest tlenkiem żelaza znajdującym się na jego powierzchni?
następny
strzałka w dółGeoludzie
Waldemar Klocek (1949-2019)

Waldemar Klocek (1949-2019)
Wieloletni prezes Okręgowego Przedsiębiorstwa Geodezyjno-Kartograficznego w Olsztynie oraz Krajowego Związku Pracodawców Firm Geodezyjno-Kartograficznych Polska Geodezja Komercyjna. Urodził się 7 stycznia 1949 roku. W 1972 r. ukończył Wydział...
więcej

strzałka w dółGeodaty
1952

1952
Na I konferencji służb geodezyjnych ZSRR i krajów demokracji ludowej w Sofii ustalono zbudowanie przez państwa bloku wschodniego jednolitej sieci geodezyjno-astronomicznej. W związku z tym Polska przyjęła: układ współrzędnych 1942...
następny

© 2023 - 2025 Geo-System Sp. z o.o.

O nas

Geoforum.pl jest portalem internetowym i obszernym kompendium wiedzy na tematy związane z geodezją, kartografią, katastrem, GIS-em, fotogrametrią i teledetekcją, nawigacją satelitarną itp.

Historia

Portal Geoforum.pl został uruchomiony przez redakcję miesięcznika GEODETA w 2005 r. i był prowadzony do 2023 r. przez Geodeta Sp. z o.o.
Od 2 maja 2023 roku serwis prowadzony jest przez Geo-System Sp. z o.o.

Reklama

Zapraszamy do kontaktu na adres
redakcji: geoforum@geoforum.pl

Kontakt

Redaktor prowadzący:
Damian Czekaj
Sekretarz redakcji:
Oliwia Horbaczewska
geoforum@geoforum.pl
prześlij newsa

facebook twitter linkedIn Instagram RSS

RODO
polityka prywatności
mapa strony
kontakt
reklama