Obserwatorium Satelitarne w Lamkówku

Lamkówko 13, 11-010 Barczewo
tel. 89 514 16 84, fax. 89 514 16 85
e-mail: lamk@uwm.edu.pl
strona domowa: [-]
 

Kierownik

prof. dr hab. inż. Andrzej Krankowski

tel. 089 523 38 94
e-mail: kand@uwm.edu.pl
 

Obsługa techniczna

mgr inż. Jacek Kapcia

tel. 089 514 16 84
e-mail: lamk@uwm.edu.pl

Teresa Walczak

tel. 089 514 79 40
 

Opis

Obserwatorium Satelitarne Katedry Astronomii i Geodynamiki WGiGP, UWM w Olsztynie, zlokalizowane w Lamkówku jest jedną z trzech polskich placówek, które po spełnieniu wysokich międzynarodowych standardów aparaturowych zostały włączone w 1992 roku do międzynarodowego programu IGS (International GPS Service for Geodynamics, obecnie: International GNSS Service) [8]. Od 1994 roku obserwatoria te prowadzą ciągłe, 24 godzinne, śledzenie satelitów GNSS i wyniki obserwacji przekazują poprzez Internet do światowych centrów gromadzenia i przetwarzania danych. Obszerny materiał obserwacyjny napływający codziennie ze światowej sieci stacji śledzących jest wykorzystywany do wyznaczania ważnych parametrów geodezyjnych i geofizycznych. Należą do nich:

  • precyzyjne efemerydy satelitów GNSS;
  • parametry ruchu obrotowego Ziemi;
  • wysoko dokładne współrzędne stacji śledzących oraz ich wektory przesunięć;
  • poprawki systemu czasu GPS i poprawki zegarów satelitów GPS;
  • stan jonosfery;
  • stan troposfery.

Ze względu na bardzo wysoką dokładność produktów IGS są one używane w najwyższej dokładności pracach o charakterze globalnym i regionalnym, takich jak:

  • aktualizacja i doskonalenie Ziemskiego Układu Odniesienia ITRF (International Terrestrial Reference Frame);
  • śledzenie i badanie deformacji skorupy ziemskiej;
  • śledzenie stabilności ruchu obrotowego Ziemi;
  • śledzenie zmian w hydrosferze Ziemi (poziom mórz, powłoki lodowe);
  • wyznaczanie precyzyjnych orbit satelitów GPS;
  • śledzenie stanu jonosfery;
  • badania klimatologiczne, prognozy pogody itp.

Poza przydatnością do rozwiązywania zadań badawczych o charakterze globalnym, wyniki obserwacji wykonywane w ramach programu IGS służą do realizacji prac prowadzonych przez poszczególne ośrodki naukowe. W ośrodku olsztyńskim prowadzone są obecnie badania nad doskonaleniem lokalnego i regionalnego modelu jonosfery oraz nad wpływem zakłóceń jonosfery na wyniki wyznaczeń współrzędnych wektorów łączących stacje obserwacyjne. Prowadzone są też prace nad wykorzystaniem globalnych i lokalnych modeli jonosfery do poprawiania wartości współrzędnych wektorów wyznaczanych na podstawie obserwacji GPS, wykonywanych odbiornikami jednoczęstotliwościowymi.
Innym ważnym programem o zasięgu ogólnoeuropejskim jest EUREF (European Reference Frame). Na terenie Obserwatorium Satelitarnego w Lamkówku od 1992 roku znajduje się punkt europejskiej sieci zerowego rzędu o numerze 0312, jeden z 11 punktów sieci EUREF-POL o nazwie LAMA. Na punkcie tym, od 1 grudnia 1994 roku, prowadzone są ciągłe obserwacje GPS, w ramach programu IGS. Od 1996 roku stacja LAMA stała się punktem sieci permanentnych stacji EUREF. Głównym celem utworzenia sieci permanentnych stacji jest kontrolowanie stabilności europejskiego układu odniesienia EUREF (European Terrestrial Reference Frame). W związku z rozpoczętym tworzeniem w Polsce Systemu Stacji Permanentnych GPS dla potrzeb krajowej służby geodezyjnej i kartograficznej i wielu innych działów gospodarki i życia społecznego, stacja LAMA, a także pozostałe polskie permanentne stacje sieci EPN (EUREF Permanent Network) [9] stały się punktami kontrolnymi krajowego Systemu.

  • Od 1994 roku Obserwatorium Satelitarne w Lamkówku jest jednym z pięciu polskich punktów sieci CEGRN (Central European GPS Reference Network), utworzonej w ramach międzynarodowego projektu CERGOP (Central European Regional Geodynamics Project) i służącej celom badań geodynamicznych, prowadzonych w krajach Europy Środowej i Wschodniej. W 1999 roku kraje Inicjatywy Środkowo-Europejskiej CEI (Central European Initiative) zadecydowały o utworzeniu nowego rozszerzonego programu – CERGOP II. Obserwatorium Satelitarne uczestniczyło zarówno w ramach programu CERGOP, jak też w kampaniach CERGOPII.
  • W 1997 roku Obserwatorium Satelitarne stało się punktem Europejskiej Zunifikowanej Sieci Wysokościowej EUVN (European Unified Vertical Network). Potrzebom sieci wysokościowej służy realizacja BSLP (Baltic Sea Level Project), w którym Obserwatorium Satelitarne w Lamkówku bierze udział od 1993 roku. Na terenie Obserwatorium znajduje się także punkt fundamentalny krajowej osnowy grawimetrycznej, na którym prowadzone są cykliczne absolutne wyznaczenia przyspieszenia siły ciężkości Ziemi.

Jak już wspomniano wcześniej, wyniki obserwacji GPS wykonywanych w Lamkówku są wykorzystywane do rozwiązywania problemów zarówno o charakterze globalnych jak też regionalnym. Trudno wymienić wszystkie instytucje naukowe, które wykorzystują nasze wyniki. Do najważniejszych należałoby zaliczyć:

  • Jet Propulsion Laboratory. NASA, Pasedema USA – do wyznaczania ruchu płyt kontynentalnych.
  • Obserwatorium Astronomiczne w Bern, Szwajcaria – do wyznaczania precyzyjnych orbit satelitów GPS. Prace te prowadzone są przez CODE (Center for Orbit Determination in Europe).
  • Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) – do wyznaczania globalnego modelu jonosfery.
  • Politechnika w Barcelonie (UPC) – do wyznaczania globalnego modelu jonosfery.
  • Institute Geographique National w Paryżu – do wyznaczania parametrów Ziemskiego Układu Odniesienia (ITRF – International Terrestrial Reference Frame).
  • Biuro Międzynarodowej Służby Ruchu Obrotowego Ziemi (IERS – International Earth Rotation Service) we Frankfurcie nad Menem.
  • Zachodni Oddział Instytutu Geomagnetyzmu, Jonosfery i Propagacji Fal Radiowych Rosyjskiej Akademii w Kaliningradzie, z którym współpracuje nasz Instytut Geodezji w zakresie wykorzystania obserwacji GPS do badań jonosfery i jej wpływu na wyniki wyznaczeń geodezyjnych.

Do najważniejszych wyników prac badawczych uzyskanych przez nas za pomocą permanentnych obserwacji GPS stacji Lamkówko i innych stacji europejskich należą:

  • Doświadczalne potwierdzenie możliwości wyznaczania przemieszczeń płyt tektonicznych za pomocą ciągłych obserwacji GPS wykonywanych przez stacje odległe od siebie nawet o rząd 2500 km.
  • Opracowanie regionalnego modelu jonosfery o wysokiej rozdzielczości czasowej i przestrzennej oraz wykorzystanie tego modelu do śledzenia dynamiki jonosfery w okresie pełnego cyklu aktywności słonecznej. Model polega na prezentacji całkowitej zawartości elektronów - TEC (Total Electron Content) w postaci szeregu funkcji sferycznych, ograniczanego do 16 stopnia i 16 rzędu. Rozdzielczość przestrzenna modelu jest rzędu 150-250 km, a rozdzielczość czasowa rzędu 5 minut.
  • Wykorzystanie informacji o zmianach w jonosferze w prognozowaniu prekursorów trzęsień Ziemi.
  • Precyzyjne prognozowanie całkowitej zawartości elektronów – TEC nad Europą z wyprzedzeniem jedno-, dwu- oraz czterogodzinnym w okresie zaburzonych stanów jonosfery w oparciu o metody autokowariancji, autoregresji średniej ruchomej – ARMA oraz sieci neuronowych.
  • Opracowanie szczegółowej metodyki badania silnych fluktuacji TEC, w okresie minimalnej i maksymalnej aktywności słonecznej na różnych szerokościach magnetycznych oraz oszacowanie wpływu zaburzonej jonosfery, wywołanej przez burze gemagnetyczne lub silne fluktuacje TEC, na dokładność wyznaczania pozycji.
  • Potwierdzenie wcześniej wykrytego faktu, że stosowana w programie Bernese strategia QIF – Quasi Ionosphere Free nie eliminuje całkowicie wpływu jonosfery na wyniki wyznaczeń współrzędnych wektorów łączących stacje obserwacyjne. Nie zostają wyeliminowane wpływy wyrazów wyższych rzędów, których wartości, zwłaszcza w okresie burz jonosferycznych, nie mogą być zaniedbywalne.
  • Zastosowanie predykowanego modelu jonosfery do zwiększenia dokładności kinematycznego wiarygodności precyzyjnego pozycjonowania kinematycznego w czasie rzeczywistym (long range RTK).

Odnośniki