Комбінований розв’язок координат активних референцних GNSS станцій України

Abstract

У дисертаційній роботі на основі аналізу національних систем відліку країн Європи, розроблено алгоритм згущення Загальноєвропейської референцної системи TRF2000 до національних масштабів (території України). Розглянуто програмні продукти для створення комбінованих розв’язків для GNSS спостережень і обрано пакет GAMIT/GLOBK версії 10.6, в якості основного інструменту для опрацювання GNSS мережі України. Виконано обробку спостережень мережі активних референцних GNSS станцій України за період 2013-2016 років. Досліджено оптимальне значення міри точності 2  (chi-квадрат) (max_chii2 = 100 5 20000), яке використовувалося в програмному забезпеченні GAMIT-GLOBK для визначення координат і швидкостей координат станцій. Виконано апробацію отриманого комбінованого розв’язку з програмного пакету GAMIT/GLOBK шляхом його порівняння з розв’язком EPN, який створено програмою Bernese. Було нанесено на векторизовану тектонічну карту масштабу 1:500000 обчислені з об’єднаного в часі розв’язку векторами горизонтальних швидкостей координат та виконано інтерпретацію отриманих результатів. Вектори горизонтальних складових швидкостей координат станцій мають чітку тенденцію напряму до Воронезького кристалічного масиву. Показники швидкостей координат є в межах 22-25 мм/рік. В майбутньому, з продовженням часового інтервалу таких спостережень планується створити регіональну геодинамічну модель України. Визначено параметри ротації частини Євразійської плити в межах території України, що дало змогу підвищити точність визначення вектора зміщень референцних станцій порівняно з уже наявними моделями. В диссертационной работе на основе анализа рассмотренных национальных систем отсчета, разработан алгоритм сгущения Общеевропейской референсной системы ETRF2000 к национальным масштабов (территории Украины). Рассмотрены программные продукты для создания комбинированных решений для В диссертационной работе на основе анализа рассмотренных национальных систем отсчета, разработан алгоритм сгущения Общеевропейской референсной системы ETRF2000 к национальным масштабов (территории Украины). Рассмотрены программные продукты для создания комбинированных решений для GNSS наблюдений и избран пакет GAMIT / GLOBK версии 10.6, в качестве основного инструмента для обработки GNSS сети Украины. Выполнено обработку наблюдений сети активных референсных GNSS станций Украины за период 2013-2016 годов. Исследовано оптимальное значение степени точности (chi-квадрат) (max_chii2 = 100 5 20 000), которое использовалось в программном обеспечении GAMIT-GLOBK для определения координат и скоростей координат станций. Выполнено апробацию полученного комбинированного развязку с программного пакету GAMIT/GLOBK путем его сравнения с решением EPN, созданный программой Bernese. Было построено электронную тектоническую карту масштаба 1: 500000 с указанными векторами горизонтальной составляющей скорости координат референсных GNSS станций и выполнено интерпретацию полученных результатов. Векторы горизонтальных составляющих скоростей координат станций имеют четкую тенденцию направления к Воронежскому кристаллическому массиву. Показатели скоростей координат находится в пределах 22-25 мм / год. В будущем, с продлением временного интервала таких наблюдений, планируется создать региональную геодинамическая модель Украины. Определены параметры ротации части Евразийской плиты в пределах территории Украины, что позволило повысить точность определения вектора смещений референсных станций по сравнению с уже имеющимися моделями. This thesis is devoted to theoretical and practical researches which are connected with the increase by the accuracy of coordinates by estimation of combined solution for active reference GNSS stations of Ukraine. We investigated the combined solutions, reference systems, and reference frames that are currently used in space geodesy. Also, the organization and operation of national networks of reference GNSS stations in Europe (Austria, Belgium, Germany, Spain, France, Hungary, Italy, Netherlands, Poland, Portugal, Slovakia and Norway) were investigated. Based on the analysis of the considered national reference systems, we developed the algorithm for the densification of the European Terrestrial Reference Frame ETRF2000 to the national scale (the territory of Ukraine). The result of this step should be the realization of the ETRF2000 for the network of active reference GNSS stations in Ukraine. Software products are considered for the estimation of combined solutions for GNSS observations. Particular attention was paid to GAMIT/GLOBK version 10.6 as the main tool for processing GNSS network of Ukraine. The observations from the network of active reference GNSS stations of Ukraine for the period of 2013-2016 years were processed. During processing, we used the recommendations for densification of ITRF for national networks and all available IGS products. Reference frame were realized by the EPN/IGS stations from Poland (BYDG, JOZ2, LAMA, USDL), Austria (GRAZ), Moldova (IGEO), Italy (MATE), Russian (MDVJ, ZECK), Germany (POTS, WTZR), Latvia (RIGA), Bulgaria (SOFI), Lithuania (VLNS), and Ukraine(CNIV, GLSV, MIKL, POLV, SULP, UZHL). The optimal value of the measure of goodness-offit 2  (chi-square) (max_chii2 = 100 5 20000), which was used in the software GAMIT-GLOBK to determine the coordinates and velocities of stations, was investigated. The estimated combined solution from the GAMIT/GLOBK software was tested by comparing it with the EPN solution created by the Bernese software. The RMS deviations between the solutions are 4-7 mm for coordinates and 0.4 mm for velocities. Considering the small values of the errors between the calculated GAMIT/GLOBK solution and the EPN solution, the GAMIT/GLOBK software can be used to estimate combined solutions that can subsequently be used for regional and local geodynamic studies, geophysical interpretation, and many practical applications in geodesy. The parameters of the rotation of the Eurasian plate within the territory of Ukraine were determined, which made it possible to improve the accuracy of the determination of the displacement vector of permanent stations in comparison with the existing models. The transformation from the ITRF to the ETRF was performed using calculated rotation parameters of the Eurasian plate within the territory of Ukraine based on the velocities of selected GNSS stations. An electronic tectonic map of scale 1: 500 000 with the indicated vectors of the horizontal velocities of the reference GNSS stations was constructed and the received results were interpreted. The vectors of the horizontal velocities of the stations have a clear tendency towards the Voronezh Crystalline Massif. Horizontal velocities are within the range of 22-25 mm / year. In the future, with the extension of the time interval of such observations, it is planned to create a regional geodynamic model of Ukraine.