Obserwatorium Satelitarne w Lamkówku

Obserwatorium Satelitarne Centrum Diagnostyki Radiowej Środowiska Kosmicznego (CDRŚK) Wydziału Geoinżynierii, UWM w Olsztynie, zlokalizowane w Lamkówku jest jedną z trzech polskich placówek, które po spełnieniu wysokich międzynarodowych standardów aparaturowych zostały włączone w 1992 roku do międzynarodowego programu IGS (International GPS Service for Geodynamics, obecnie: International GNSS Service). Od 1994 roku obserwatoria te prowadzą ciągłe, 24 godzinne, śledzenie satelitów GNSS i wyniki obserwacji przekazują poprzez Internet do światowych centrów gromadzenia i przetwarzania danych. Obszerny materiał obserwacyjny napływający codziennie ze światowej sieci stacji śledzących jest wykorzystywany do wyznaczania ważnych parametrów geodezyjnych i geofizycznych. Należą do nich:

  • precyzyjne efemerydy satelitów GNSS;
  • parametry ruchu obrotowego Ziemi;
  • wysoko dokładne współrzędne stacji śledzących oraz ich wektory przesunięć;
  • poprawki systemu czasu GPS i poprawki zegarów satelitów GPS;
  • stan jonosfery;
  • stan troposfery.

Ze względu na bardzo wysoką dokładność produktów IGS są one używane w najwyższej dokładności pracach o charakterze globalnym i regionalnym, takich jak:

  • aktualizacja i doskonalenie Ziemskiego Układu Odniesienia ITRF (International Terrestrial Reference Frame);
  • śledzenie i badanie deformacji skorupy ziemskiej;
  • śledzenie stabilności ruchu obrotowego Ziemi;
  • śledzenie zmian w hydrosferze Ziemi (poziom mórz, powłoki lodowe);
  • wyznaczanie precyzyjnych orbit satelitów GPS;
  • śledzenie stanu jonosfery;
  • badania klimatologiczne, prognozy pogody itp.

Poza przydatnością do rozwiązywania zadań badawczych o charakterze globalnym, wyniki obserwacji wykonywane w ramach programu IGS służą do realizacji prac prowadzonych przez poszczególne ośrodki naukowe. W ośrodku olsztyńskim prowadzone są obecnie badania nad doskonaleniem lokalnego, regionalnego i globalnego modelu jonosfery. Prowadzone są też prace nad wykorzystaniem globalnych i lokalnych modeli jonosfery do poprawiania pozycjonowania GNSS.

Innym ważnym programem o zasięgu ogólnoeuropejskim jest EUREF (European Reference Frame). Na terenie Obserwatorium Satelitarnego w Lamkówku od 1992 roku znajduje się punkt europejskiej sieci zerowego rzędu o numerze 0312, jeden z 11 punktów sieci EUREF-POL o nazwie LAMA. Na punkcie tym, od 1 grudnia 1994 roku, prowadzone są ciągłe obserwacje GPS, w ramach programu IGS. Od 1996 roku stacja LAMA stała się punktem sieci permanentnych stacji EUREF (EPN). Głównym celem utworzenia sieci permanentnych stacji jest kontrolowanie stabilności europejskiego układu odniesienia EUREF (European Terrestrial Reference Frame). W związku z rozpoczętym tworzeniem w Polsce Systemu Stacji Permanentnych GNSS dla potrzeb krajowej służby geodezyjnej i kartograficznej i wielu innych działów gospodarki i życia społecznego, stacja LAMA, a także pozostałe polskie permanentne stacje sieci EPN (EUREF Permanent Network) [9] stały się punktami kontrolnymi krajowego Systemu.

  • Od 1994 roku Obserwatorium Satelitarne w Lamkówku jest jednym z pięciu polskich punktów sieci CEGRN (Central European GPS Reference Network), utworzonej w ramach międzynarodowego projektu CERGOP (Central European Regional Geodynamics Project) i służącej celom badań geodynamicznych, prowadzonych w krajach Europy Środowej i Wschodniej. W 1999 roku kraje Inicjatywy Środkowo-Europejskiej CEI (Central European Initiative) zadecydowały o utworzeniu nowego rozszerzonego programu – CERGOP II. Obserwatorium Satelitarne uczestniczyło zarówno w ramach programu CERGOP, jak też w kampaniach CERGOPII.
  • W 1997 roku Obserwatorium Satelitarne stało się punktem Europejskiej Zunifikowanej Sieci Wysokościowej EUVN (European Unified Vertical Network). Potrzebom sieci wysokościowej służy realizacja BSLP (Baltic Sea Level Project), w którym Obserwatorium Satelitarne w Lamkówku bierze udział od 1993 roku. Na terenie Obserwatorium znajduje się także punkt fundamentalny krajowej osnowy grawimetrycznej, na którym prowadzone są cykliczne absolutne wyznaczenia przyspieszenia siły ciężkości Ziemi.

Jak już wspomniano wcześniej, wyniki obserwacji GPS wykonywanych w Lamkówku są wykorzystywane do rozwiązywania problemów zarówno o charakterze globalnych jak też regionalnym. Trudno wymienić wszystkie instytucje naukowe, które wykorzystują nasze wyniki. Do najważniejszych należałoby zaliczyć:

Instytucje zagraniczne:

•   International GNSS Service – federacja około 200 instytucji i organizacji naukowych – wyznaczanie parametrów orbit oraz poprawek zegarów satelitów GPS i GLONASS, tworzenie map jonosfery, estymacja opóźnienia troposferycznego, badania geodynamiczne.

•   Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) – do wyznaczania globalnego modelu jonosfery.

•   Jet Propulsion Laboratory, NASA, Pasedema USA – do wyznaczania ruchu płyt kontynentalnych.

•   Instytut Astronomii, Uniwersytet w Bernie, Szwajcaria – do wyznaczania precyzyjnych orbit satelitów GPS. Prace te prowadzone są przez CODE (Center for Orbit Determination in Europe).

•   Politechnika w Barcelonie (UPC) – do wyznaczania globalnego modelu jonosfery.

•   Institute Geographique National w Paryżu (IGN) – do wyznaczania parametrów Ziemskiego Układu Odniesienia (ITRF – International Terrestrial Reference Frame).

•   Biuro Międzynarodowej Służby Ruchu Obrotowego Ziemi (IERS – International Earth Rotation Service) we Frankfurcie nad Menem.

•   Instytut Geomagnetyzmu, Jonosfery i Propagacji Fal Radiowych Rosyjskiej Akademii Nauk w Moskwie, w zakresie wykorzystania obserwacji GNSS do badań jonosfery i jej wpływu na wyniki wyznaczeń geodezyjnych.

•   Politechnika w Wiedniu – badania jonosfery oraz precyzyjne pozycjonowanie GNSS w czasie rzeczywistym.

•   Ohio State University – badania jonosfery oraz precyzyjne pozycjonowanie GNSS w czasie rzeczywistym.

•   Institute of Space Science, National Central University, Tajwan – tomografia jonosfery przy użyciu systemu FORMOSAT-3/COSMIC.

•   University of Massachusetts Lowell – badania jonosfery.

 

Instytucje krajowe:

•   Centrum Badań Kosmicznych PAN – do badań jonosfery i jej wpływu na wyniki wyznaczeń geodezyjnych oraz do badań zmian pływowych.

•   Instytut Geodezji i Kartografii w Warszawie – do badań geodynamicznych i grawimetrycznych.

•   Politechnika Warszawska – do badań geodynamicznych i grawimetrycznych.

•   Wojskowa Akademia Techniczna w Warszawie – do badań geodynamicznych i atmosfery ziemskiej.

•   Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu – do badań atmosfery ziemskiej.

•   Politechnika Gdańska – do badań atmosfery ziemskiej.

 

Do najważniejszych wyników prac badawczych uzyskanych przez pracowników CDRŚK/UWM za pomocą permanentnych obserwacji GNSS ze stacji Lamkówko oraz innych stacji europejskich należą:

•   Konserwacja globalnego i regionalnego układów współrzędnych ITRF oraz ETRF.

•   Doświadczalne potwierdzenie możliwości wyznaczania przemieszczeń płyt tektonicznych za pomocą ciągłych obserwacji GNSS wykonywanych przez stacje odległe od siebie nawet o rząd 2500 km.

•   Wykorzystanie informacji GNSS do monitorowania całkowitego zenitalnego opóźnienia troposferycznego.

•   Opracowanie regionalnego modelu jonosfery o wysokiej rozdzielczości czasowej i przestrzennej oraz wykorzystanie tego modelu do śledzenia dynamiki jonosfery w okresie pełnego cyklu aktywności słonecznej.

•   Wykorzystanie informacji o zmianach w jonosferze w prognozowaniu prekursorów trzęsień Ziemi.

•   Precyzyjne prognozowanie całkowitej zawartości elektronów – TEC nad Europą z wyprzedzeniem jedno-, dwu- oraz czterogodzinnym w okresie zaburzonych stanów jonosfery w oparciu o metody autokowariancji, autoregresji średniej ruchomej – ARMA oraz sieci neuronowych.

•   Opracowanie szczegółowej metodyki badania silnych fluktuacji TEC, w okresie minimalnej i maksymalnej aktywności słonecznej na różnych szerokościach magnetycznych oraz oszacowanie wpływu zaburzonej jonosfery, wywołanej przez burze gemagnetyczne lub silne fluktuacje TEC, na dokładność wyznaczania pozycji.

•   Zastosowanie predykowanego modelu jonosfery do zwiększenia dokładności kinematycznego wiarygodności precyzyjnego pozycjonowania kinematycznego w czasie rzeczywistym.

•   Badania nad zastosowaniem obserwacji satelitarnych z nowego europejskiego systemu Galileo.

 

Odnośniki

Lamkówko 13, 11-010 Barczewo
tel. 89 514 16 84, fax. 89 514 16 85
e-mail: lamk@uwm.edu.pl
 

Kierownik (Head)

prof. dr hab. inż. Andrzej Krankowski, prof. zw.

tel. 089 523 38 94
e-mail: kand@uwm.edu.pl
 

Obsługa techniczna

mgr inż. Adam Froń

tel. 089 514 16 84

email: lamk@uwm.edu.pladam.fron@uwm.edu.pl,

mgr inż. Jacek Kapcia

tel. 089 514 16 84