Aktualności

Misja GENESIS: innowacja w geodezji satelitarnej - najnowsze symulacje opublikowane w Journal of Geodesy

11-06-2024

Misja GENESIS, będąca częścią programu FutureNAV Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), stanowi przełom w dziedzinie geodezji satelitarnej. Zintegrowanie czterech technik geodezyjnych na jednej platformie satelitarnej: GNSS (Global Navigation Satellite System), VLBI (Very Long Baseline Interferometry), SLR (Satellite Laser Ranging) oraz DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite), umożliwi realizację Międzynarodowych Układów Odniesienia Ziemi (ITRF) z niespotykaną dotąd precyzją.

Misja GENESIS, której wystrzelenie jest zaplanowane w 2028 roku, jest przełomowym krokiem w geodezji satelitarnej. Głównym celem misji GENESIS jest poprawa dokładności pomiarów geodezyjnych oraz osiągnięcie poziomu realizacji układów odniesienia na poziomie 1 mm. Obecnie techniki geodezyjne cierpią na błędy systematyczne wynikające z braku precyzyjnej kalibracji anten, opóźnień w detektorach i układach elektronicznych oraz nieprecyzyjnych modeli procesów geodynamicznych. Skutkuje to wysoką spójnością wewnątrz-technicznych rozwiązań, ale niską zgodnością między technikami. GENESIS poprzez integrację różnych technik pomiarowych na jednym satelicie pozwoli na redukcję błędów systematycznych, co jest także kluczowe dla monitorowania zmian klimatycznych, takich jak zmiany poziomu wód w oceanach.

GENESIS będzie również pierwszym satelitą wyposażonym w dwie anteny GNSS: jedną skierowaną w górę (zenitalna) i drugą w dół (nadirowa). Umożliwi to odbieranie sygnałów GNSS na średniej orbicie (6000 km), co nigdy wcześniej nie było realizowane. Daje to szansę na alternatywne wykorzystanie satelity GENESIS. Artykuł opublikowany przez zespół naukowców z Polski i Szwajcarii omawia perspektywy wspólnego wyznaczania orbit i zegarów dla misji GENESIS i konstelacji Galileo.



Symulacje przeprowadzone w tej pracy pokazują wyniki wspólnego wyznaczania orbit i zegarów satelitów dla konstelacji Galileo i satelity GENESIS. Wyniki symulacji dowodzą, że takie podejście poprawia trójwymiarowy błąd orbity Galileo z 27 mm (dla samego Galileo) do 14 mm (dla kombinowanych obserwacji z anteny nadirowej i zenitalnej). Wartość poprawy dla różnych płaszczyzn orbitalnych Galileo poprawiają się w podobnym stopniu, mimo że anteny GNSS skierowane w kierunkach zenitu i nadiru preferują różne płaszczyzny orbitalne pod względem liczby zebranych obserwacji. Proponowane podejście umożliwi również poprawę dokładności wyznaczania zegarów satelitów i odbiorników GNSS.

Dzięki misji GENESIS możliwe będą znaczące postępy w dziedzinie geodezji kosmicznej poprzez lepsze zrozumienie i redukcję błędów systematycznych oraz poprawę jakości wyznaczenia orbit i zegarów satelitarnych. W dalszej kolejności możliwe będzie lepsze zrozumienie procesów geodynamicznych, zwiększenie dokładności pozycjonowania satelitarnego oraz badania nad efektami relatywistycznymi. Wyniki symulacji pokazują, że integracja technik geodezyjnych na jednej platformie satelitarnej przynosi wymierne korzyści i otwiera nowe możliwości dla przyszłych misji kosmicznych.

Więcej informacji i szczegółowe wyniki można znaleźć w artykule:
Kur, T., Sośnica, K. & Kalarus, M. Prospects of GENESIS and Galileo joint orbit and clock determination. Journal of Geodesy 98, 51 (2024). https://doi.org/10.1007/s00190-024-01869-8