Институт прикладной астрономии Российской Академии Наук О систематических

Институт прикладной астрономии Российской Академии Наук О систематических ошибках опорных координатных систем в радио астрометрии В. С. Губанов, С. Л. Курдубов Институт прикладной астрономии Российской Академии Наук 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов

Введение • • Международная небесная опорная система координат ICRF (International Celestial Reference Frame) нестабильна за счет переменности структуры радиоисточников. . На сайте IERS (International Earth Rotation and Reference Systems) в разделе Time Stability of ICRF в открытом доступе размещена информация о координатах ВР как функциях времени за период 1985 -2002 гг (Fey, USNO). Карты радиояркости RRFID (Radio Reference Frame Image Database, USNO), созданной с помощью наблюдений на сети VLBA (Very Long Baseline Array). В работе Титова (2007) имеется информация об изменениях координат шести источников: 0014+813, 0923+392, 1739+522, 2121+053, 2145+067, 2201+315. В настоящей работе исследовано еще 29 ВР: 0059+581, 0316+413, 0336 -019, 0355+508, 0420 -014 (d), 0458 -020 (d), 0528+134, 0552+398 (d), 0718+792 (d), 0851+202 (d), 0953+254, 1226+023, 1228+126, 1253 -055, 1308+326, 1404+286, 1633+382, 1638+398 (d), 1641+399, 1652+398, 1730 -130 (d), 1741 -038 (d), 1807+698, 2037+511, 2134+004, 2200+420, 2223 -052 (d), 2230+114, 2251+158. Линейные смещения РСДБ станций задаются в каталогах ITRF вместе с их координатами на заданную эпоху. Анализ показывает, что некоторые станции имеют значительные отличия от линейной модели. Все эти результаты всех доступных РСДБ-наблюдений, выполненных по международным астрометрическим и геодезическим программам с 1980 г. по 2012 г. , помощью программного комплекса QUASAR, созданного в ИПА РАН. 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 2

Метод анализа • Глобальное уравнивание РСДБ наблюдений с определением на каждую сессию: – координаты земного полюса и небесного полюса, поправка UT 1 UTC; – линейный тренд + стохастическая компонента влажной компоненты тропосферной задержки (WTD) всех станций; – два параметра горизонтального градиента WTD; – Квадратичный тренд + стохастическая компонента поправок синхронизации часов всех станций; – Координаты радиоисточников после исключения систематической компоненты • Глобальные параметры: – Систематические компоненты поправок координат радиоисточников в виде разложений по сферическим функциям – Линейный тренд координат станций 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 3

Представление систематических ошибок − обыкновенные присоединенные функции Лежандра Коэффициенты определялись до 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 4

Определение систематических поправок • Были получены два решения, в набор радиоисточников для определения систематических компонент включались: – 1217 основных источников ICRF 2, без включения источников наблюдавшихся только по программам RDV и VSC. – 752 источника, наблюдавшихся более 100 раз 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 5

Ошибки ICRF 2(1217) Δα cos δ, в мсд 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 6

Ошибки ICRF 2(1217) Δα cos δ, в мсд 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 7

Ошибки ICRF 2(1217) Δ δ, в мсд 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 8

Ошибки ICRF 2(1217) Δ δ, в мсд 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 9

Ошибки ICRF 2(752) Δα cos δ, в мсд 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 10

Ошибки ICRF 2(752) Δα cos δ, в мсд 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 11

Ошибки ICRF 2(752) Δ δ, в мсд 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 12

Ошибки ICRF 2(752) Δ δ, в мсд 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 13

Скорости движения источников Источник К-во набл. Эпоха 0059+581 0336 -019 0458 -020 0528+134 0552+398 0851+202 0923+392 1228+126 1308+326 1404+286 1638+398 1739+522 1741 -038 1807+698 2037+511 2121+053 2145+067 2200+420 2201+315 2223 -052 1370 961 834 1243 2102 1669 1865 689 1087 751 765 1323 1597 718 1000 504 1049 538 518 714 2002. 6 2002. 8 2000. 4 1998. 1 1997. 7 1998. 8 1997. 1 2002. 8 1998. 2 1998. 3 2000. 4 1999. 8 2000. 9 2004. 8 2004. 9 1999. 6 1997. 9 1992. 4 2000. 7 2003. 8 Положение(мсд) Тренд (мсд/(10 лет)) R 0 SR 0 D 0 SD 0 R 1 SR 1 D 1 SD 1 -. 025 -. 020 -. 007 -. 008 -. 002. 003. 019. 006. 022. 003. 006. 009 -. 005 -. 002. 007 -. 009. 004. 009 -. 016 . 001. 004. 003. 001. 002. 005. 003. 002. 005. 004. 007. 003. 005. 004 -. 022. 007 -. 004. 012. 014. 010. 014. 004. 027. 047. 024 -. 003 -. 010 -. 008 -. 002. 013. 026. 055 -. 028 . 002. 004. 003. 001. 002. 006. 003. 005. 003. 002. 005. 003. 005. 007. 006 . 009 -. 001 -. 068 -. 003 -. 005 -. 022. 131 -. 006. 060. 032 -. 018 -. 015. 016 -. 006. 066 -. 083 -. 065 -. 011. 038 . 003. 007. 006. 002. 003. 010. 006. 005. 006. 003. 007. 005. 012. 009 -. 021 -. 022 -. 023. 028 -. 014. 041 -. 017. 063 -. 002. 011. 013. 000. 039 -. 027. 056 -. 049. 018. 047 . 003. 007. 006. 002. 003. 011. 008. 009. 007. 004. 007. 006. 008. 006. 011. 016. 010 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 14

Смещения источника 0923+392 по α 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 15

Смещения источника 0923+392 по δ 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 16

Изображения источника 0923+392 по RRFID, USNO Источник 0923+392, 09. 07. 2003 Источник 0923+392, 14. 07. 2004 Источник 0923+392, 15. 02. 2004 Источник 0923+392, 11. 07. 2006 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 17

Смещения источника 1308+326 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 18

Смещения источника 1739+522 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 19 19

Смещения источника 2145+067 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 20 20

Смещения источника 2201+315 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 21 21

Нерегулярные движения РСДБ станций • Поправки к линейной модели ITRF 2005 • Представлены в топоцентрической системе координат • Станция Svetloe (КВАЗАР-КВО) • Станция Pietown (VLBA-network) 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 22

Станции Светлое (N-компонента) 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 23

Станции Светлое (E-компонента) 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 24

Станции Светлое (U-компонента) 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 25

Станции Pietown (N-компонента) 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 26

Станции Pietown (E-компонента) 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 27

Станции Pietown (U-компонента) 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 28

Заключение • • Выполненное исследование показывает, что смещения радиоисточников по большей части носят нерегулярный и непредсказуемый характер, что значительно усложняет проблему создания устойчивой опорной системы ICRF. Результаты нашей работы получены с помощью отечественного программного пакета QUASAR по оригинальной методике и на основе базы данных, сформированной в ИПА РАН из оригинальных астрометрических и геодезических РСДБ-наблюдений, выполненных на глобальных сетях станций за период 1980 -2012 гг. (около 8. 5 млн измеренных задержек). Впервые полученные карты систематических ошибок каталога ICRF 2 показывают, что эти ошибки достигают 1 мсд и имеют сложное распределение по небесной сфере. Ошибки источников, наблюдавшихся более 100 раз, не превосходят 0. 2 мсд. Показано, что смещения некоторых важных наземных РСДБ-станций относительно стандартной линейной модели могут достигать 5 мм, что создает определенные проблемы и для построения устойчивой опорной земной системы координат ITRF. Итоги настоящей поисковой работы стимулируют более масштабные исследования в этом направлении с целью построения более достоверных моделей смещения объектов обеих опорных систем координат ICRF и ITRF, что позволит повысить их точность и устойчивость во времени. 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 29

Спасибо за внимание 15 -19 апреля 2013, КВНО-2013, Систематические ошибки координатных систем, © Губанов, Курдубов 30