Аксим Д.А., Космодамианский Г.А., Лукашова М.В., Павлов Д.А., Скрипниченко В.И. «Новая версия системы "Штурман"» Труды Института прикладной астрономии РАН № 69, с. 3-7 (2024)

Публикация посвящена новой версии интерактивной системы удалённого доступа для морской астронавигации «Штурман». В статье описаны функциональные возможности системы, некоторые особенности её реализации, а также представлены примеры результатов, которые можно получить при работе с данной системой. Она также позволяет решать задачи, включённые в издаваемый ИПА РАН Морской Астрономический Альманах. Первая версия системы «Штурман» была опубликована на сайте ИПА РАН в 2009 г. Необходимость создания новой версии обусловлена двумя следующими обстоятельствами: – во-первых, процесс внесения изменений в прежнюю версию в ходе её использования был крайне затруднительным; – во-вторых, появилась возможность создания кроссплатформенной версии системы «Штурман» при использовании инструментария открытого доступа, включающего гибкие средства web-программирования. Как и в прежней версии, в качестве базового вычислительного средства в ИПА РАН используется предметно-ориентированная система ЭРА, являющаяся на протяжении нескольких десятилетий инструментальным средством в области фундаментальной эфемеридной астрономии. Основные вычислительные программы написаны на входном языке этой системы. Использованы также инструментальные возможности кроссплатформенной среды Racket, в частности средства веб-программирования. Для оформления выдаваемых текстовых результатов применяется язык разметки Markdown. Соответствующие элементы разметки вставлены непосредственно в тексты вычислительных программ системы «Штурман». Программа отображения графических результатов написана на языке Си с использованием библиотеки векторной графики. В качестве базового фундамента для необходимых эфемеридных вычислений в системе «Штурман» использована разработанная в ИПА РАН высокоточная численная теория движения тел Солнечной системы EPM. Система «Штурман» размещена на сайте ИПА РАН и используется в основном в учебной практике мореходных учебных заведений. По мере поступления отзывов пользователей проводится корректировка системы и расширение её функциональных возможностей.

Лебедева М.А., Ягудина Э.И. «Параметры эфемериды Луны EPM2022a» Труды Института прикладной астрономии РАН № 69, с. 8-17 (2024)

С 1969 г. лазерная локация Луны (ЛЛЛ) используется для построения и улучшения эфемериды Луны. В данной работе рассматриваются результаты обработки новых лазерных наблюдений для получения уточненных параметров эфемериды Луны EPM2022a, которая создана и поддерживается в ИПА РАН. В 2014 г. получила развитие новая версия эфемерид EPM (в том числе Луны) в рамках модернизированной системы ERA-8. В новой версии эфемериды Луны реализована модель орбитально-вращательного движения Луны, близкая к используемой в DE430 (NASA JPL). В ней Луна рассматривается как эластичное тело с вращающимся жидким ядром, а поворот Луны вокруг центра масс в небесной системе координат задается тремя углами Эйлера. Вместе с необходимыми на сегодняшний день новыми геофизическими и геодинамическими параметрами эта модель заменила модель, предложенную Красинским Г.А. в ERA-7. В данной работе для получения параметров эфемериды Луны EPM2022a использовано 31589 нормальных точек (н. т.) ЛЛЛ-наблюдений. Из них 1075 – новые наблюдения ЛЛЛ. Около 100 параметров эфемериды Луны EPM2022a были улучшены, и некоторые из них сравнены с теми же параметрами эфемерид INPOP21a и DE440. Кроме того, по просьбе коллег из Лаборатории Астрономического ежегодника, было произведено сравнение эфемерид EPM2021 и EPM2011. Результаты сравнения показывают, что разница в расстоянии до Луны от 0.2 м до 0.4 м – при сравнении этих расстояний эфемериды DE440 с эфемеридой EPM2021, и около 1 м – при сравнении этого параметра эфемериды DE440 с EPM2011, что свидетельствует о незначительности расхождений эфемерид и возможности использования эфемериды Луны EPM2011 (в пределах точности проектов Астрономического ежегодника) на достаточно длительных интервалах времени. Но при использовании эфемериды Луны в современных проектах и практических работах для космических исследований необходимо пользоваться последними эфемеридами Луны EPM2021 и EPM2022a.

Медведев Ю.Д., Павлов С.Р., Толстой А.Л. «Исследование ретроспективной эволюции наиболее долгоживущих околосолнечных комет» Труды Института прикладной астрономии РАН № 69, с. 18-25 (2024)

Исследованы динамические особенности орбит шести околосолнечных комет с наибольшей наблюдательной историей из семейств Марсдена и Крахта: 321P, 322P, 323P, 342P, P/1999 J6, P/2008 N4. По позиционным наблюдениям, взятым с веб-сайта (MPC, 2023), уточнены их координаты, скорости и трансверсальные составляющие негравитационных ускорений A₂ по модели Марсдена. Для большинства комет величина A₂ не превышала 0.02·10^–8 а.е./сут². Исключение составила комета P/1999 J6, что может быть следствием ее фрагментации при прохождении перигелия в 1999 г. Величина СКО представления позиционных наблюдений, полученных космическим аппаратом SOHO, в большинстве случаев оказалась близка 20 угл. сек. дуги. Целью данной работы является определение возможных моментов разделения исследуемых комет в предположении, что в прошлом кометы являлись частями единого материнского тела. Орбиты комет были проинтегрированы на 4000 лет назад, и на основании результатов численного интегрирования для всех пар орбит комет были рассчитаны значения критериев близости орбит. Вычислялись три критерия близости орбит: критерий Суатворта и Хокинза, критерий Драммонда, и критерий Холшевникова. В результате проведенного анализа выдвинуто предположение о возможной фрагментации пары комет 342Р и Р1999 J6 в 1200 г. Обе кометы имели тесное сближение с Юпитером в этот момент и могли распасться на одном из предшествующих появлений. У пары орбит комет 321P и 322P был выявлен локальный минимум всех трех критериев в 1900 г., что позволяет предположить возможность отделения данных комет друг от друга в этот момент. Проделанные вычисления подтверждают гипотезу о том, что большинство рассматриваемых в работе околосолнечных комет образовалось в результате разрушения протокометы.

Мельник Г.Э., Ощепков И.А. «О точности определения скоростей движения геодезических пунктов» Труды Института прикладной астрономии РАН № 69, с. 26-38 (2024)

Целью настоящего исследования является изучение точности определения скоростей перемещения геодезических пунктов на земной поверхности с учетом тектонических процессов. Этот аспект особенно важен, поскольку постоянные смещения, вызванные тектонической активностью, могут быть определены либо с помощью повторных геодезических наблюдений, либо через моделирование движения тектонических плит. Отмечается, что каждый из этих подходов имеет свои преимущества и недостатки, но основное внимание уделяется оценке точности определения скоростей, поскольку параметры движения пунктов являются важным элементом в современных системах координат. Методологическую основу исследования составляют данные, полученные с постояннодействующих пунктов ГНСС. Эти данные предоставляют обширную картину движения геодезических пунктов и являются незаменимыми при изучении тектонической активности. Исследование включает в себя анализ и сравнение скоростей, полученных из временных рядов геоцентрических координат, со скоростями, полученными из моделей движения тектонических плит. В результате данного исследования выявлено, что, хотя в целом модели движения тектонических плит дают сходные результаты, каждая из них обладает своими особенностями. Было замечено, что наибольшие погрешности связаны с зонами соприкосновения плит, где происходят значительные деформации земной поверхности. Эти выводы существенно влияют на понимание процессов, происходящих в земной коре, и на подходы к созданию и усовершенствованию систем координат.

Пасынок С.Л., Антропов С.Ю., Безменов И.В., Вострухов Н.А., Дроздов А.Э., Жаров В.Е., Игнатенко И.Ю., Цыба Е.Н., Федотов В.Н. «Текущее состояние работ ГМЦ ГСВЧ в части определения ПВЗ» Труды Института прикладной астрономии РАН № 69, с. 39-46 (2024)

В Главном метрологическом центре Государственной службы времени, частоты и определения параметров вращения Земли (ГМЦ ГСВЧ) непрерывно проводятся работы в области определения и прогнозирования параметров вращения Земли (ПВЗ). Прежде всего это работы по осуществлению мероприятий в рамках ГСВЧ, которые включают: проведение навигационных и спутниковых лазерных дальномерных измерений на пунктах метрологического контроля Росстандарта, расположенных в городском поселении Менделеево и городах Новосибирск, Иркутск, Хабаровск и Петропавловск-Камчатский; обработку результатов ГНСС, спутниковой лазерной дальнометрии (СЛД) и РСДБ-измерений ГСВЧ и международных служб; определение ПВЗ в рамках отдельных методов измерений; совместную обработку данных измерений и результатов определения ПВЗ в рамках отдельных методов измерений; а также формирование справочной информации о ПВЗ и ее распространение. Роль ФГУП «ВНИИФТРИ» как ГМЦ ГСВЧ закреплена Постановлениям Правительства РФ № 225. Также в ГМЦ ГСВЧ ведутся работы по эксплуатации следующих средств: аппаратно- программных средств определения и прогнозирования ПВЗ на основе совместной обработки файлов измерений в формате SINEX, Коррелятора ГМЦ ГСВЧ, спутниковой дальномерной лазерной станции комплекса средств фундаментального обеспечения ГЛОНАСС «Точка» и сегмента обмена данными Росстандарта; проводятся исследования по вычислению орбит и поправок часов КА, а также обработке данных спутниковых альтиметрических измерений. В статье приводится краткий обзор работ, проводимых в ГМЦ ГСВЧ в части определения и прогнозирования ПВЗ в период с 2021 по 2023 гг. Оценка качества определений ПВЗ и других параметров проводится методом сравнения данных, полученных в ГМЦ ГСВЧ, с международными опорными данными о ПВЗ и данными других отечественных и зарубежных центров обработки и анализа данных (ЦОАД). Результаты сравнения свидетельствуют о высоком научно-техническом уровне работ, проводимых в ГМЦ ГСВЧ в части определения и прогнозирования ПВЗ.

Тиссен В.М., Балахненко А.Ю., Рачков В.Д. «Прогнозирование ухода шкал времени бортовых часов с помощью трехкомпонентной модели» Труды Института прикладной астрономии РАН № 69, с. 47-56 (2024)

В настоящее время построение прогнозных значений бортовых шкал времени относительно шкалы центрального синхронизатора осуществляется на основе математических моделей в виде простейших полиномов первой и второй степени. При этом в случае оперативного режима расчета орбит КА ГЛОНАСС принимаются линейные модели, параметры которых переопределяются с 6-часовой периодичностью закладки эфемеридной информации в бортовой компьютер. При срочном и апостериорном режимах требуются прогнозы ухода шкал от суток до двух недель. В этом случае для поддержания точности эфемеридно-временной информации возникает необходимость в более сложной модели прогноза, включающей квадратичный член и другие регулярные компоненты. При разработке таких моделей возникают затруднения с оценкой величин систематической и случайной составляющих расхождения данных шкал. В настоящей статье предложена аналитическая трехкомпонентная модель прогнозирования ухода бортовой шкалы. Первые две из них задают линейную и квадратичную часть ухода. Третья компонента учитывает все закономерности периодического и квазипериодического характера. Она представлена полигармоническим рядом, насчитывающим от 15 до 20 гармоник. Параметры модели оцениваются с помощью метода наименьших квадратов индивидуально для каждого навигационного спутника по данным частотно-временных поправок на интервалах 1–5 месяцев предшествующей истории. Для оценки величины случайной составляющей нестабильностей бортовых часов предложено использовать программный генератор случайных чисел, с помощью которого задается желаемая ширина шумовой дорожки. В результате проведения численных экспериментов по отработке предложенной трехкомпонентной модели расхождения бортовой шкалы навигационных спутников ГЛОНАСС и GPS относительно шкалы центрального синхронизатора показано, что погрешности прогноза ухода бортовой шкалы ГНСС в большинстве случаев соизмеримы с погрешностями аппроксимации по данным, на которых оцениваются параметры модели. В частности при отработке модели расхождения бортовой шкалы навигационных спутников ГЛОНАСС (R02) осредненная СКП прогноза на интервале 30 суток составила порядка 1 нс, а для суточных прогнозов порядка 0.5 нс при 100% выборке результатов.