В.Ф. Фатеев
ФГУП ВНИИФТРИ, Менделеево, Московская обл.
fateev@vniiftri.ru
«Альманах современной метрологии» № 2 (3) 2015, стр. 32–61
УДК 528.15
Рассмотрены требования к точности измерений параметров гравитационного поля Земли (ГПЗ) на борту космического аппарата (КА), кратко представлены принципы построения и метрологические характеристики существующих и перспективных бортовых космических измерителей параметров ГПЗ: градиентометров на микроакселерометрах, вращающихся механических резонансных градиентометров, лазерного космического градиентометра, измерителей по линии спутник-спутник, бортовых радиовысотомеров для определения реальной топографии морской поверхности в составе космических геодезических комплексов. Рассмотрены два направления релятивистской геодезии: релятивистское описание распространения радиоволн в системе ITRS и новые релятивистские гравитационные измерители: лазерные и атомные гравиметры и градиентометры, а также измерители гравитационного потенциала.
Ключевые слова: метрологические характеристики, гравитационное поле Земли, измерители параметров ГПЗ.
Цитируемая литература
1. Грушинский Н.П. Теория фигуры Земли. М.: Наука, 1976.
2. Татевян С.К. Глобальная геодезическая система наблюдения GGOS. Научные задачи и перспективы / Материалы конференции «Современные проблемы зондирования Земли из космоса», Москва, ИКИ РАН, 11–14 ноября 2008 г.
3. Vitushkin L. Measurement standards in gravimetry, 2008. Proceedings of International Symposium “Terrestrial Gravimetry. Static and Mobile Measurements TGSMM-2007”, St. Petersburg, Russia, State Research Center of Russia Electropribor, p. 98–105.
4. Drinkwater Mark R., Haagmans R., Muzi D., Popescu A., Floberghagen R., Kern M. and Fehringer M. «THE GOCE GRAVITY MISSION: ESA’S FIRST CORE EARTH EXPLORER», Proceedings of the 3rd International GOCE User Workshop, 6–8 November, 2006, Frascati, Italy.
5. Брагинский В.Б., Манукин А.Б. Измерение малых сил в физических экспериментах. М.: Наука, 1974.
6. Авдуевский В.С., Дубовской В.Б. и др. Пространственная эволюция остаточных ускорений на борту космических аппаратов // Космические исследования, т. 27, вып. 4, 1988.
7. Дубовской В.Б., Леонтьев В.И., Пшеняник В.Г., Сбитнев А.В. Методы уточнения глобальной модели гравитационного поля Земли с использованием спутниковой акселерометрии и градиентометрии. Материалы IX НТК «Системы наблюдения, мониторинга и дистанционного зондирования Земли». М.: МНТОРЭС им. А.С. Попова, 2012, с. 383–388.
8. Красовский А.А., Румянцев Е.А., Сучков А.И., Вавилов Ю.А. Одноканальные двумерные измерительные и управляющие системы. / Труды ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, вып. 1207. Издание Академии, 1967, 345 с.
9. Wills W.C. Spaceborne gravity gradiometers, NASA Conference Publication 2305, edited by William C., Wells, 1984, 76 p.
10. Сорока А.И., Фатеев В.Ф. Способ измерения гравитационного градиента / Авт. свид. на изобретение № 1108892, приоритет от 02.09.1982 г.
11. Сорока А.И., Фатеев В.Ф., Лапин А.М. Гравитационный градиентометр / Авт. свид. на изобретение № 1108893, приоритет от 02.09.1982 г.
12. Сорока А.И., Микаэльян С.В., Полубехин А.И., Цыганков В.Ю., Попадьев В.В. Аэрокосмическая гравиградиентометрия, её статус, перспективы дальнейшего развития и возможного инновационного использования. Материалы Всероссийской научно-технической конференции “XI Научные чтения, посвященные памяти Н.Е. Жуковского”. / Сборник докладов. — М.: Издательский дом Академии имени Н.Е. Жуковского, 2014, с. 341–343.
13. National aeronautics and space administration (NASA), GRACE launch, Press Kit, March 2002.
14. Jason-1 Altimetry Mission. Cайт «Sharing Earth Observation Research — eoPortal». [Электронный ресурс]. http://www.eoportal.org/directory/pres_Jason1Altimetry Mission.html
15. Poseidon-3 Сайт «CEOS EO Handbook: INSTRUMENT SUMMARY — POSEIDON-3» [Электронный ресурс]. http://database.eohandbook.com/database/instrumentsummary.aspx?instrumentID=829
16. Жуков Е.Т., Иванов Д.В., Курдубов С.Л. Сличение удаленных стандартов частоты и времени методом РСДБ. Материалы 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение (КВНО-2011), С-Петербург, 10–14 окт., 2011 г. / «Труды ИПА РАН», вып. 23, 2012, с. 125–130.
17. Садовников М.А., Федотов А.А., Шаргородский В.Д. Высокоточная односторонняя дальнометрия: состояние и перспективы применения в ГЛОНАСС, там же, с. 61–69.
18. Petit G. and Lusum B. International Earth Rotation and Reference System Servis (IERS) Conventions (2010) // IERS Technical Note, № 36, Frankfurt am Main, 2010.
19. Коростелев А.А., Фатеев В.Ф. Электродинамика движущихся сред в неинерциальных системах отсчета применительно к процессам в кольцевом резонаторе // Оптика и спектроскопия, 1978. т. 45, вып. 1, с. 132–139.
20. Фатеев В.Ф. Преломляющие свойства гравитационной сферы Земли во вращающихся системах отсчета // Электромагнитные волны и электронные системы, 2013, том 18, № 5, с. 73–82.
21. Фатеев В.Ф. Релятивистская теория радионавигации и синхронизации. — Л.: ВКА им. А.Ф. Можайского, 1988.
22. Фатеев В.Ф. Гравитационные и релятивистские эффекты в односторонней околоземной космической радиолинии // Электромагнитные волны и электронные системы. 2013, том 18, № 5, с. 83–93.
23. Мёллер К. Теория относительности / 2-е изд. М.: Атомиздат, 1975.
24. Bommel H.E. Measurement of the frequency shift of gamma rays in accelerated system using the Mossbauer effect. The Mossbauer effect. N.Y. 1961.
25. Бортовой акселерометр на основе эффекта Мёссбауэра. / Патент Франции. Кл. G 01 №1605400, опубл. 18.04.75.
26. Фатеев В.Ф. и др. Устройство для определения параметров движения ИСЗ на орбите // А.С. № 469374, приоритет от 23.02.1973.
27. Фатеев В.Ф. Способ измерения гравитационного поля и линейного ускорения / А.С. № 696827, приоритет от 25.01.1978.
28. Фатеев В.Ф. и др. Датчик напряженности гравитационного поля / А.С. № 778498, приоритет от 03.05.1979.
29. Фатеев В.Ф. Датчик напряженности гравитационного поля / А.С. № 699918, приоритет от 19.06.1978.
30. Барышев В.Н., Блинов И.Ю. Применение атомных интерферометров в гравиметрии // Измерительная техника. 2014, № 12. с. 3–6.
31. McGuirk J.M., Foster G.T., Fixler J.B., Snadden M.J. and Kasevich M.A. Sensitive absolute-gravity gradiometry using atom interferometry // PHYSICAL REVIEW A, 2002, v. 65, 033608.
32. Pound R.V., Snider J.L. Effect of gravity on gamma radiation // Phys. Rev. 1965, v. 140, B788–B803.
33. Vessot R.F.C. et al. Test of relativistic gravitation with a space-borne hydrogen maser // Phys. Rev. Let., 1980, v. 45, р. 2081–2084.
34. Быков В.Е., Фатеев В.Ф. Исследование возможностей использования релятивистских эффектов для построения систем, предназначенных для измерения параметров движения объектов. Отчет о НИР, №58-У, РВКИУ им. М.И. Неделина, Ростов-на-Дону, 1971, 120 стр.
35. Быков В.Е., Фатеев В.Ф. Способ контроля круговых экваториальных орбит ИСЗ / Авт. свид. на изобретение № 370831 с приоритетом от 04.05.1970.
36. Фатеев В.Ф., Сысоев В.П. Релятивистские эффекты в мобильных часах // Измерительная техника, 2014, №2, с. 31–36. Fateev V.F., Sysoev V.P. Relativistic Effects on Moving Clocks // Measurement Techniques. November 2014, v. 57, Issue 8, p. 891–897.
37. Донченко С.И., Блинов И.Ю., Гончаров А.С. и др. Состояние и перспективы развития Государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени ГЭТ 1-2012 / Материалы VII Международного симпозиума «Метрология времени и пространства». Суздаль, 2014, 17–19 сентября, с. 7–8.
38. Пальчиков В.Г. Состояние и перспективы развития оптических стандартов времени и частоты на холодных атомах и ионах / Материалы 4-й Всероссийской конференции «Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение» (КВНО-2011). СПб, 10–14 октября 2011. В кн. «Труды ИПА РАН», 2012, вып. 23. с. 107–111.
39. Bloom B.J., Nicholson T.L., Williams J.R. e.a. An optical lattice clock with accuracy and stability at the 10–18 level // Nature, 2014, v. 506, p. 71–75.
40. Cacciapuoti L., Salomon C. Atomic Clock Ensemble in Space / International Symposium on Physical Sciences in Space, Journal of Physics: Conference Series 327 (2011) 012049, doi:10.1088/1742-6596/327/1/012049.
Статья в полном объеме в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.