Международная служба лазерной дальнометрии

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 1969г. 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).

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

Спутник Jason-3

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.

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.

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