Российско-кубинская ГНСС-служба
В 2019 году Институт прикладной астрономии Российской академии наук (ИПА) совместно с Институтом геофизики и астрономии Республики Куба (ИГА) начали проект по созданию на Кубе российско-кубинской колоцированной геодезической станции. Основной целью проекта является повышение точностных характеристик российской сети колоцированных станций «Квазар-КВО» за счет значительного улучшения географического распределения. Для Республики Куба этот проект позволяет начать формировавать на современном уровне национальную систему координатного и временного обеспечения, в том числе за счёт совместной работы измерительных средств станции с инструментами сети «Квазар-КВО» и глобальной сети станций.
В октябре 2021 года на базе российско-кубинской колоцированной геодезической станции после завершения комплекса монтажных и пуско-наладочных работ была организована ГНСС-служба по мониторингу и анализу геофизических параметров.
Расположение
Российско-кубинская ГНСС-служба располагается на территории ИГА по адресу г. Гавана, Муниципалитет Ла Лиса, Улица 212.
Основная точка отсчета ГНСС-службы (место установки антенны ГНСС-приемника) имеет координаты 23.069189 с. ш. и −82.459803 в. д.
ГНСС-служба находится в здании российско-кубинской обсерватории вместе с оптической станцией, установленной Институтом астрономии РАН (ИНАСАН) совместно с ИГА.
Оборудование станции
При оснащении станции высокоточным оборудованием для проведения ГНСС и метеорологических измерений были учтены все обязательные требования, предъявляемые IGS к ГНСС-службе. Состав и взаимодействие основных средств станции представлен на схеме ниже.
-
ГНСС-антенна Topcon CR-G3 предназначена для приема сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (GPS, ГЛОНАСС, Galileo);
-
Автоматическая метеорологическая станция Vaisala WXT536 осуществляет измерение метеорологических параметров, таких как температура, относительная влажность, скорость и направление ветра, атмосферное давление и количество осадков;
-
Напольный шкаф управления с установленнымы сервером Supermicro, ГНСС-приемником Javad Delta-3T, источником бесперебойного электропитания, коммутатором, оптическим кроссом, преобразователем интерфейсов, вторичным источником электропитания, монитором и устройствами ввода. Эта составляющая отвечает за сбор, хранение и передачу данных с основных средств измерений;
-
Оптоволоконный кабель используется для высокоскоростной помехозащищенной передачи данных от сервера ГНСС-службы к точке доступа сети Интернет;
-
Сетевой шкаф с установленными коммутатором, оптическим кроссом и маршрутизатором осуществляет прием и передачу данных из локальной сети ГНСС-службы в сеть Интернет;
-
VoIP-телефоны и IP-камера предназначены для связи с оператором ГНСС-службы и удаленного визуального контроля за состоянием оборудования.
Антенна ГНСС-приемника установлена на платформу в верхней части колонны, специально отлитой на крыше здания обсерватории. Антенна подключена коаксиальным кабелем к ГНСС-приемнику, находящемуся в напольном шкафу в помещении ГНСС-службы. Кабель проложен вдоль стен и крыши в пластиковых трубах для защиты от ультрафиолетового излучения, осадков и механических повреждений.
Напольный шкаф управления с оборудованием для сбора, хранения и передачи данных с основных средств измерений размещается в центре помещения ГНСС-службы. Сигнальные кабели метеостанции и ГНСС-антенны и оптоволоконной линии связи подводятся к напольному шкафу по стене в кабель-канале.
В помещении размещена IP-камера для удаленного визуального контроля за состоянием оборудования и установлен IP-телефон для экстренной связи с оператором ГНСС-службы.
Для обеспечения продолжительной работы оборудования ГНСС-службы в помещении установлен настенный кондиционер, который поддерживает постоянную температуру в пределах 23-24 градуса и относительную влажность не выше 85%.
Автоматическая метеорологическая станция Vaisala WXT536 установлена на металлической мачте высотой 6 метров, расположенной в 20 метрах к югу от здания, оборудованной молниеотводом и устройством защиты защиты от импульсных помех и соединена многожильным сигнальным кабелем с преобразователем интерфейсов, расположенном в напольном шкафу.
Данные с метеостанции доступны для скачивания на странице.
Подключение оборудования ГНСС-службы к сети Интернет выполнено в помещении серверной административного здания с помощью оптического кросса, управляемого коммутатора и маршрутизатора, установленных в сетевом шкафу. Соединение от серверной административного здания до обсерватории длинной околок 120 метров выполнено в виде оптоволоконной линии связи, уложенной в кабель-канале под землей на глубине около 1 метра.
Определяемые параметры
Временные ряды ГНСС-наблюдений позволяют получать локальные геофизические параметры, которые могут быть использованы при реализации глобальных систем отсчета и решении других задач временного и координатного обеспечения. Наблюдательные данные позволяют анализировать изменения в моделях уровня моря и нагрузки океана, повышать точность рассчитанных апостериорных и прогнозных параметров вращения Земли (ПВЗ).
Обработка ГНСС-наблюдений производиться программным обеспечением, созданным в ИПА РАН. Физические модели и алгоритмы, реализованные в этом программном обеспечении, соответствуют современным стандартам, рекомендованным Международной службой вращения Земли (IERS) и IGS. Стандартным режимом работы является обработка ГНСС-наблюдений фазы и псевдодальности в глобально-распределенной сети на суточном интервале. В обработку также включаются ГНСС-наблюдения сети «Квазар-КВО». Для дополнения наборов ПВЗ привлекаются значения Всемирного времени и координат небесного полюса.
В процессе обработки на каждые сутки определяются следующие параметры:
-
Параметры вращения Земли (ПВЗ) (координаты и скорости полюса, продолжительность суток);
-
Координаты станций в земной системе отсчета;
-
Параметры движения спутников (начальные координаты, скорости и коэффициенты модели светового давления);
-
Поправки часов спутников и станций;
-
Межсистемные (GPS-ГЛОНАСС) задержки в приёмниках;
-
Местные зенитные тропосферные задержки;
-
Местные горизонтальные атмосферные градиенты;
-
Местное вертикальное полное электронное содержание в ионосфере;
-
Вещественные фазовые неоднозначности.
В итоге на весь интервал наблюдений составляются ряды данных, формирующих практические результаты:
-
Нормальные матрицы для координат станций и ПВЗ для построения земной системы координат и определения тектонических движений;
-
Ряды ПВЗ;
-
Ряды зенитных тропосферных задержек станций;
-
Ряды вертикального полного электронного содержания в ионосфере;
-
Эфемериды спутников ГЛОНАСС.