Программный пакет GRAPE предназначен для пакетной обработки высокоточных спутниковых наблюдений двух типов:

1. измерений фазы несущей радиосигналов навигационных спутников GPS, ГЛОНАСС
2. лазерных наблюдений геодинамических спутников.

Из обработки этих наблюдений определяются параметры, которые используются при изучении особенностей вращения Земли, ее фигуры и гравитационного поля, состояния атмосферы, а также глобальных геодинамических процессов.

Режимы работы

Предусмотрены различные режимы работы программного пакета GRAPE:

1. Обработка фазовых измерений GPS-спутников с применением тройных разностей фаз (режим TD)
2. Обработка фазовых измерений без формирования разностей фаз (режим UD)
3. Обработка лазерных наблюдений геодинамических спутников (режим LR)
4. Cовместная обработка фазовых измерений навигационных спутников и лазерных наблюдений (режим PL)
5. Обработка псевдонаблюдений в виде точных эфемерид спутников для исследования точности динамических моделей (режим PO).

В зависимости от режима работы могут определяться различные группы параметров:

• параметры вращения Земли
• параметры спутниковых орбит
• координаты приемных станций
• зенитные тропосферные задержки сигнала
• поправки часов спутников
• поправки часов приемных станций
• параметры динамических моделей

Структура и особенности реализации

Основными функциональными блоками пакета GRAPE являются:

• блок сбора необходимой в работе информации (параметры, определяющие режим работы программы, параметры редукционных моделей, априорные значения уточняемых параметров, эфемериды Луны, Солнца, планет, различные данные о спутниках, станциях и приемной аппаратуре)
• блок подготовки измерений (чтение и конвертирование измерений во внутренний формат пакета, формирование двойных и тройных разностей фаз при обработке фазовых измерений в режиме TD, редукция измерений)
• блок орбитальных вычислений (интегрирование уравнений движения спутников и вариационных уравнений для динамических параметров)
• блок уточнения параметров (вычисление О-С, формирование систем нормальных уравнений, декорреляция измерений при использовании режима TD, применение алгоритма фильтрации при использовании режима UD, определение поправок к исходным значениям параметров)

Пакет программ GRAPE реализован в среде программирования Delphi (язык Object Pascal) и включает DLL-библиотеки, которые содержат блок орбитальных вычислений, написанный на языке Fortran, и алгоритм фильтрации с использованием информационной матрицы наблюдений (SRIF), написанный на языке C++. Динамические и кинематические модели, заложенные в основу программного пакета, соответствуют последним Соглашениям IERS.

Использование пакета

• программный пакет GRAPE используется для ежедневной оперативной обработки фазовых измерений GPS-спутников в рамках службы ПВЗ ИПА РАН и участия в деятельности IERS Суточные серии фазовых измерений 30-40 пунктов глобальной сети IGS обрабатываются на основе использования тройных разностей фаз (режим TD). Определяются параметры вращения Земли с задержкой около 20 часов, параметры орбит спутников GPS и параметры тропосферной задержки сигнала в зените
• в режиме обработки безразностных фазовых измерений (UD) программный пакет используется для проведения исследований по повышению точности определения ПВЗ и орбит, а также для реализации дополнительных возможностей по определению поправок часов спутников и станций (синхронизации шкал времени удаленных пунктов)
• из обработки лазерных наблюдений геодинамических спутников ЛАГЕОС 1 и ЛАГЕОС 2 с помощью программного пакета были определены долговременные вариации коэффициентов низших гармоник геопотенциала, характеризующих смещение геоцентра, ориентацию оси фигуры и динамическое сжатие Земли.