Analyzing the sets of the VLBI-based Celestial Pole positions (1984-2005) by the numerical theory of the Earth rotation ERA-2005
Preprints of IAA RAS, № 161 (2005)
Full textAbstract
Ряды GSFC, USNO, BKG, IAA, MAO, AUS положений небесного полюса на временном интервале 1984, январь – 2005, октябрь, полученные в шести центрах анализа РСДБ данных, обработаны с использованием численной теории вращения деформируемой Земли с двухслойным жидким ядром. Соответствующие дифференциальные уравнения приведены в работе (Krasinsky, 2005a); в работе (Krasinsky, 2005b) описан первый опыт их использования при ана- лизе ряда GSFC. В настоящее время математическая основа численной теории подверглась дальнейшему уточнению и с улучшенной моделью (обозначение ERA-2005) были изучены все доступные ряды РСДБ данных о положении небесного полюса для оценивания их точности, особенностей и взаимной согласованности. Показано, что среднеквадратические ошбки невязок σ(dθ), sin θσ(dφ) углов нутации θ и прецессии φ для численной теории существенно меньше соответствующих величин для принятой модели МАС 2000 прецессионно-нутационного движения. Так, например, значения σ(dθ), sin θσ(dφ) ряда GSFC равны 0.136 mas и 0.129 mas, в то время как с моделью МАС 2000 они равны соответственно 0.197 mas и 0.161 mas. Это позволило получить объективную оценку качества всех рассматриваемых рядов. Сравнение теорий вращения Земли ERA-2005 и МАС 2000 на интервале 1984–2010 показадо что к 2009 г. расхождения в угле прецессии достигнут величины 1.7 mas и после этой даты увеличение расхождений продолжится. Поскольку невязки МАС 2000 за последние годы измерений показывают явное ухудшение (в отличие от невязок для ERA-2005) мы полагаем, что этих расхождения должны быть приписаны дефектам модели МАС 2000. The current VLBI-based offsets of the Celestial Pole positions provided by Analysis Centers GSFC, USNO, BKG, IAA, MAO, AUS (time interval 1984, January 1 – 2005, October 20) are discussed applying the Earth’s rotation theory constructed by numerical integration of differential equations of rotation of the deformable Earth with the two-layer fluid core. The equations are documented in paper (Krasinsky, 2005a); in paper (Krasinsky, 2005b) their usage for the analysis of the GSFC series is described. Since then the mathematical grounds of the theory has undergone further refinements and with the improved model (denoted ERA-2005) we have studied all the available series of the VLBI based Celestial Pole positions to estimate their quality, peculiarities and compatibility. It appears that Weighted Random Mean Square (WRMS) errors of the residuals σ(dθ), sin θσ(dφ) of the angles of nutation θ and precession φ of the numerical theory are significantly less than those for the adopted model IAU 2000. For instance, the GSFC values of σ(dθ), sin θσ(dφ) are 0.136 mas and 0.129 mas, while for the IAU 2000 model they are 0.172 mas and 0.165 mas, respectively. That made it possible to estimate objectively the quality of all the series. Comparison of the Earth rotation theories ERA-2005 and IAU 2000 for the time span 1984–2010 shows that in 2009 the discrepancies in the precessional angle have reached 2 mas and will keep increasing. Because the residuals of IAU 2000 with the VLBI data for the recent years do demonstrate some deterioration (unlike those of ERA-2005 model) we believe that these discrepancies have to be attributed to IAU 2000, but not to ERA-2005.