[논문 리뷰] VLBI analyses with the GINS software for multi-technique combination at the observation level

G. Bourda, P. Charlot외 1명|ArXiv.org|2008. 03. 10.

GNSS positioning and interference참고 문헌 2인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 관측 수준에서 다중 기술 지질학적 조합을 위한 GINS 소프트웨어를 사용한 VLBI 데이터 분석을 제시하며, GINS가 IVS 분석 책임자에 의해 제공된 통합 결과와 비교해 0.2 마이크로아크초 이내의 일치도를 보이는 지구자세파ram터(EOP) 해를 산출함을 입증한다. 이 연구는 GINS가 다른 주요 VLBI 분석 센터들과 비교해도 높은 정밀도와 일관성을 갖춘 EOP 추정을 제공할 수 있음을 확인하며, 글로벌 지질학적 기준좌표계 및 지구 시스템 모니터링에서의 역할을 뒷받침한다.

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.

연구 동기 및 목표

• GINS 소프트웨어가 관측 수준에서 다중 기술 지질학적 조합을 위한 VLBI 관측 처리 성능을 평가하기 위해.
• GINS로 처리한 VLBI 데이터에서 유도된 EOP 해가 IVS 분석 책임자에 의해 제공된 통합 EOP 시리즈와의 정확도를 평가하기 위해.
• GGOS 프로젝트의 협력적 다중 기술 지질학적 프레임워크 내에서 GINS가 일상적인 VLBI 분석을 위한 신뢰할 수 있는 도구임을 검증하기 위해.
• 모든 위성 지질학 기술(GPS, SLR, DORIS, LLR, VLBI) 간 통합된 동질적 해를 도출하기 위해 VLBI 데이터의 통합을 지원하기 위해.

제안 방법

• 2005~2007년 동안의 IVS 집중 세션, R1 및 R4 세션에서 확보한 VLBI 데이터를 고정된 VTRF2005 지상 기준좌표계와 ICRF 천구 기준좌표계를 사용해 GINS로 처리하였다.
• 주간 단위로 Xp, Yp, UT1-UTC, dψ, dε 등의 EOP 파ram터와 함께 지상국 좌표, 시계 보정, 수직 대기 대류 지연을 추정하였다.
• 시계 보정과 대기 대류 지연은 각각 2시간 및 1시간 간격의 조각별 연속 선형 함수로 모델링하였으며, 연속성 제약 조건은 각각 10 μs 및 10 cm로 설정하였다.
• tidal, 대기 하중 및 매핑 모델(IERS 2003 권고사항, FES2004, 6시간-ECMWF, Niell)을 적용하여 모델 정확도를 향상시켰다.
• VLBI의 주간 정규방정식 행렬을 GPS, SLR, LLR, DORIS의 것과 관측 수준에서 융합하여 통합 해를 도출하였다.
• GINS로 유도된 EOP와 IVS 통합 EOP 시리즈(ivs06q3e.eops) 간 비교를 위해 가중치 없는 RMS를 사용하여 차이를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 GINS 소프트웨어는 IVS 분석 책임자에 의해 제공된 통합 해와 비교해 VLBI 관측에서 지구자세파라미터(EOP)를 얼마나 정확하게 재현하는가?
• RQ2 GINS로 유도된 EOP와 IVS 통합 EOP 시리즈 간의 RMS 차이 수준은 어떠한가?
• RQ3 ITRF2000 대신 VTRF2005를 사용할 경우, IVS 통합 시리즈와의 EOP 해 일관성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 GINS는 다른 확립된 IVS 분석 센터들과 비교해도 동등한 정밀도의 EOP 해를 산출할 수 있는가?
• RQ5 GINS로 처리한 VLBI 데이터의 잔류 지연 오차는 얼마이며, 다양한 세션 유형 간 어떻게 변화하는가?

주요 결과

• GINS는 VLBI 전용 EOP 해를 산출하였으며, IVS 분석 책임자에 의해 제공된 통합 EOP 시리즈와 극도로 높은 일치도를 보였고, 극좌표(0.20 mas)에서 일치하였다.
• 천구극 이격도(dψ sinε 및 dε)의 일치도는 0.15 mas로 나타나 지구 자전 및 자세 파라미터의 높은 일관성을 입증하였다.
• UT1-UTC의 차이는 10 μs로 지구 자전 각도 추정의 높은 정확도를 나타내었다.
• 후처리 가중치 RMS 지연 잔차는 IVS-R1 세션에서 평균 1.08 cm(36 ps), IVS-R4 세션에서 0.97 cm(32 ps)로 나타나 데이터 피팅 품질이 양호함을 보였다.
• GINS와 IVS EOP 시리즈 간 평균 차이는 작았으며, Xp에 대해 212 μas, Yp에 대해 211 μas의 RMS 값을 기록하여 해의 높은 안정성을 확인하였다.
• 결과적으로 GINS는 다른 주요 IVS 분석 센터들과 비교해도 동등한 수준의 품질의 EOP 해를 산출할 수 있음을 입증하였으며, 다중 기술 지질학적 조합에서의 활용 가능성을 검증하였다.