Международная служба лазерной дальнометрии

Международная служба лазерной дальнометрии (англ. International Laser Ranging Service, ILRS) — это международная служба, которая собирает, объединяет, анализирует, архивирует и распространяет данные спутниковой и лунной лазерной дальнометрии для решения различных научных, инженерных и эксплуатационных задач^[1].

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 1969 г. 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.

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

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: "Картгеоцентр", 2004. — 355 с. — ISBN 5-86066-063-4.