[論文レビュー] VLBI analyses with the GINS software for multi-technique combination at the observation level

G. Bourda, P. Charlot+1 more|ArXiv.org|Mar 10, 2008

GNSS positioning and interference参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、GINSソフトウェアを用いたVLBI観測データ解析を、観測レベルにおけるマルチテクニカルジオデシック統合の文脈で提示している。GINSは、IVS分析コーディネーターの統合結果と比較して、0.2 masのサブミリアーキセコンド以内の一致を示す地球指向パラメータ（EOP）解を生成することを実証した。研究は、GINSが他の主要なVLBI解析センターと同等の高精度・一貫性のあるEOP推定を提供できることを確認しており、グローバルジオデシック基準フレームおよび地球システム監視におけるその役割を裏付けている。

ABSTRACT

A rigorous approach to simultaneously determine a Terrestrial Reference Frame (TRF) and Earth Orientation Parameters (EOP) is now currently applied on a routine basis in a coordinated project within the Groupe de Recherches de Géodésie Spatiale (GRGS) in France. Observations of the various space geodetic techniques (VLBI, SLR, LLR, DORIS and GPS) are separately processed by different analysis centers with the software package GINS-DYNAMO, developed and maintained at the GRGS/CNES (Toulouse). This project is aimed at facilitating fine geophysical analyses of the global Earth system (GGOS project). In this framework, Bordeaux Observatory is in charge of the VLBI (Very Long Baseline Interferometry) analyses with GINS for combination with the data of the other space geodetic techniques at the observation level. In this paper, we present (i) the analyses undertaken with this new VLBI software, and (ii) the results obtained for the EOP from beginning 2005 until 2007. Finally, we compare this EOP solution with the IVS (International VLBI Service) Analysis Coordinator combined results. The agreement is at the 0.2 mas level, comparable to that of the other IVS Analysis Centers, which demonstrates the VLBI capability of the GINS software.

研究の動機と目的

• GINSソフトウェアが観測レベルにおけるマルチテクニカルジオデシック統合の文脈でVLBI観測を処理する性能を評価すること。
• GINSで処理されたVLBIデータから導かれたEOP解が、IVS分析コーディネーターの統合EOP系列と比較してどの程度の精度であるかを評価すること。
• GGOSプロジェクトの調整されたマルチテクニカルジオデシックフレームワーク内での日常的VLBI解析にGINSを信頼できるツールとして有効に活用できるかどうかを検証すること。
• GPS、SLR、DORIS、LLR、VLBIといったすべての空間ジオデシック技術の統一的・均質的な解へのVLBIデータ統合を支援すること。

提案手法

• 2005年から2007年までのIVSインテンシブ、R1およびR4セッションのVLBIデータを、固定されたVTRF2005地上基準フレームおよびICRF天球基準フレームを用いてGINSで処理した。
• EOPパラメータ（Xp、Yp、UT1-UTC、dψ、dε）を週単位で推定し、同時に局所座標、時計補正、縦方向対流圏遅延も推定した。
• 時計遅延と対流圏遅延は、それぞれ2時間および1時間ごとの区分的連続線形関数でモデル化し、連続性制約を10 μsおよび10 cmとした。
• 潮汐、大気荷重、マッピングモデル（IERS規則2003年版、FES2004、6時間-ECMWF、Niell）を適用してモデル精度を向上させた。
• VLBIの週次正規方程式行列を、GPS、SLR、LLR、DORISのものと観測レベルで統合し、統一された解を生成した。
• GINSで得られたEOPとIVS統合EOP系列（ivs06q3e.eops）との比較において、重みなしRMSを用いて差異を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GINSソフトウェアは、IVS分析コーディネーターの統合解と比較して、VLBI観測から地球指向パラメータ（EOP）をどの程度正確に再現できるか？
• RQ2 GINSで得られたEOP解とIVS統合EOP系列との間のRMS差異はどの程度の水準にあるか？
• RQ3 ITRF2000ではなくVTRF2005を用いることで、EOP解のIVS統合系列との整合性にどのような影響が生じるか？
• RQ4 GINSは、他の確立されたIVS解析センターと同等の精度のEOP解を生成できるか？
• RQ5 GINSで処理されたVLBIデータにおける残差遅延誤差はどの程度であり、異なるセッションタイプごとにどのように変化するか？

主な発見

• GINSは、IVS分析コーディネーターの統合EOP系列と0.20 masの一致を示すVLBI単独のEOP解を生成した。
• 天球極オフセット（dψ sinεおよびdε）の一致は0.15 masであり、地球の回転および指向パラメータの高精度な一貫性を示している。
• UT1-UTCの差は10 μsであり、地球の回転角推定の高精度を示している。
• フィット後加重RMS遅延残差は、IVS-R1セッションで平均1.08 cm（36 ps）、IVS-R4セッションで0.97 cm（32 ps）であり、良好なデータ適合を示している。
• GINSとIVS EOP系列との平均差は小さく、Xpについて212 μas、Ypについて211 μasのRMS値を示しており、解の高安定性を確認した。
• 結果は、GINSが他の主要なIVS解析センターと同等の品質のEOP解を生成できることを示しており、マルチテクニカルジオデシック統合におけるその有効性を裏付けている。