Методы определения параметров вращения Земли

Методы определения
параметров вращения Земли
В.Е.Жаров
ГАИШ МГУ, Москва
«Проблемы современной астрометрии»
22 – 26 октября 2007 г.
История вопроса (1)
Вращение Земли – явление, которое
привело к появлению астрономии
1.
2.
3.
Измерение времени;
Измерение положения объектов на
небе и Земле
Построение модели Вселенной
История вопроса (2)
Прикладной и фундаментальный
характер изучения вращения Земли:
Определение времени событий;
2.
Связь между событиями на небе и
Земле;
3.
Разработка методов навигации;
4.
Разработка календаря.
1.
Параметры вращения Земли
Движение оси
в пространстве прецессия и нутация;
в теле Земли –
движение полюса;
угловая скорость
вращения
(всемирное время)
Измерение времени (1):
выбор некоторого периодического
астрономического или физического
процесса,
построение теории этого процесса,
задание единицы времени.
Измерение времени (2)
Оптические инструменты :
Меридианные круги
Пассажные инструменты
ФЗТ
Астролябии
Настоящее время: инструменты(1)
РСДБ
Настоящее время: инструменты(2)
GPS
ГЛОНАСС
DORIS
Настоящее время: инструменты(3)
Лазерная локация
Луны и спутников
Ошибки суточных значений ПВЗ
X,Y=0,1 мс дуги; UT1=10 мкс; d,d=0,2 мс дуги
Изменение продолжительности суток
Движение полюса
Изменение продолжительности суток
и углового момента атмосферы
Изменение продолжительности суток
и углового момента океанов
Нутационное движение оси вращения
Земли в пространстве
Отклонение современных теорий нутации от теории
МАС2000 на длительном промежутке времени (мсек)
4
GF99
ZP2003
2
HJL2001
Современные теории
нутации неупругой Земли
близки, но предсказывают
различные поправки
к скорости прецессии:
0
 A("/ c)  A("/ c)
IAU2000
GF99
ZP2003
HJL2001
-2
Промежуток времени,
для которого имеются
РСДБ наблюдения
-4
1880
1920
1960
2000
2040
2080
2120
-0.2996
-0.3001
-0.3115
-0.3050
-0.0252
-0.0282
-0.0226
-0.0249
Небесная система координат
ICRF (608 источников)
212 – «определяющие»
396 – «кандидаты» и «другие»
Земная система координат (1)
Земная система координат (2)
Новые инструменты (1):
лазерные гироскопы
Модель «G» (размер 4 м х 4 м)
Относительная точность 10-8 – 10-9
Модель «UG1» (размер 21 м х 17,5 м)
(работы ведутся с 2000 г. в Новой Зеландии)
Лазерный гироскоп (модель «G»),
Веттзель, Германия
Новые инструменты (2):
квантовые гироскопы
Quantum interference demonstrated for first time
in liquids as physicists make superfluid analog of
super- conducting SQUID, a potential
ultrasensitive gyroscope
05 July 2001
"The successful demonstration of this effect may enable
scientists to measure extremely slight increases or decreases
in the rotation of objects, including Earth," said Richard E.
Packard, UC Berkeley professor of physics. "This device
could even be used to establish an absolute state of rest."
Увеличение точности в 108(!!!) раз по
сравнению с лазерными гироскопами
Новый метод:
использование пульсаров
В качестве заключения:
Точность определения ПВЗ возросла за последние 20
лет почти на три порядка и составляет 10-10 – 10-11
Теории, которая описывала бы положение оси
вращения в теле Земли с такой точностью, не создано
Накоплен огромный массив данных