Aktualności

Globalne systemy nawigacji satelitarnej (GNSS) dostarczają dziś informacji nie tylko na potrzeby nawigacji. Jednym z procesów naturalnych, które można obserwować dzięki obserwacjom satelitów GNSS, jest ruch środka masy Ziemi, w geodezji określany jako ruch geocentrum. Ruch ten, przedstawiany w postaci wektora zmiennego w czasie, odzwierciedla wielkoskalowe zmiany rozmieszczenia masy w systemie ziemskim, wynikające głównie z redystrybucji mas w oceanach, atmosferze i hydrologii lądowej. Informacja ta ma znaczenie zarówno dla utrzymania globalnych układów odniesienia, jak i dla monitorowania procesów klimatycznych.

W ostatnich latach, w ramach przygotowań do najnowszej realizacji Międzynarodowego Ziemskiego Układu Odniesienia (ITRF2020), centra analiz Międzynarodowej Służby GNSS (IGS), odpowiedzialne za opracowanie danych GNSS z globalnej sieci stacji permanentnych, przeprowadziły kampanię nazwaną IGS Repro3. W jej ramach ponownie przetworzono wszystkie dostępne obserwacje, sięgające aż do 1994 roku, wykorzystując najnowszą wiedzę i osiągnięcia w dziedzinie przetwarzania danych GNSS, przede wszystkim w modelowaniu orbit. Jednym z parametrów dostarczanych przez te centra jest właśnie reprezentacja ruchu geocentrum.

Najnowsza publikacja naszych badaczy, opublikowana w czasopiśmie Advances in Space Research, analizuje, jak te działania wpłynęły na wyznaczanie ruchu geocentrum z wykorzystaniem obserwacji satelitów GNSS. Praca ocenia wzajemną spójność parametrów dostarczanych przez różne centra analiz, co pozwala oszacować wewnętrzną precyzję techniki GNSS. Z drugiej strony, wyniki GNSS zestawiono z niezależnymi źródłami informacji o geocentrum, takimi jak satelitarne pomiary laserowe (SLR), modele geofizyczne oraz oszacowania geocentrum uzyskane na podstawie perturbacji orbit satelitów na niskich orbitach okołoziemskich (LEO).

Autorom pracy udało się szczegółowo scharakteryzować błędy specyficzne dla różnych konstelacji satelitarnych (GPS, GLONASS, Galileo) oraz wskazać, które elementy sygnału geocentrum mają pochodzenie geofizyczne, a które wynikają z zastosowanej techniki i niedoskonałości modelowania orbit. W artykule omówiono zależność między rozbudową i modernizacją poszczególnych konstelacji a pojawianiem się i wzmacnianiem określonych sygnałów periodycznych w wyznaczanym ruchu geocentrum. W szczególności wykazano korelacje pomiędzy wprowadzaniem kolejnych satelitów do konstelacji a wzmocnieniem/osłabieniem specyficznych sygnałów orbitalnych, co podkreśla złożoność multikonstelacyjnego przetwarzania danych GNSS. Praca proponuje również efektywne metody kombinacji obserwacji z wielu niezależnych centrów, co znacząco redukuje błędy specyficzne dla techniki GNSS i pozwala na bardziej wiarygodną interpretację procesów geofizycznych.

Uzyskane wyniki pokazują, że wyznaczenia geocentrum oparte na technice GNSS – mimo rozpoznanych problemów – charakteryzują się największą dotychczas spójnością między centrami analiz oraz dobrą zgodnością z zewnętrznymi modelami geofizycznymi. Informacje te wyznaczają kierunek dalszych prac społeczności GNSS dotyczących obserwacji ruchu geocentrum, a w przyszłości także możliwości włączenia tych informacji do definicji globalnych układów odniesienia. Stanowi to ważny krok zarówno dla geodezji satelitarnej, jak i dla badań systemu Ziemi w dobie szybkich zmian klimatycznych.

Artykuł i cytowanie:

Zajdel, R., Balidakis, K., Nowak, A., Kur, T., Sośnica, K., & Douša, J. (2026). Three decades of GNSS-derived geocenter motion: Disentangling geophysical signal from systematic errors. Advances in Space Research, 77(1), 74–100. https://doi.org/10.1016/j.asr.2025.11.053

Artykuł powstał w ramach międzynarodowej współpracy pomiędzy Uniwersytetem Przyrodniczym we Wrocławiu (UPWr), Geodetic Observatory Pecný (GOP) oraz Federal Agency for Cartography and Geodesy (BKG).