автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Исследование движения континентальных плит методами космической геодезии

г! % ■ ■ ; ! Я

московски институт шшеров геодезии АоРО.ОТОСъгЬ'КИ И картографии

На правах рукописи УДК 528.2:629.78

ГАГ;МЬ ФАлИМ аттна

ЖСВДОВАШЕ ШШЕЖ КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ШИТ (ЛЗТОДАГ.И К0СШЧЕСКй1 ГЕОДЕЗИИ

Специальность: 05.24.01 "Геодезия"

А в 1 о"р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Москва - 1992

Забота выполнена б отделе космической геодезии Института астрономии. Российской, академии, наук.

Научный руководитель: кандидат технических наук

С.К.Татевян

Официальные олпоненхы: доктор технических наук,

ковском ордена. Ленина институте инмнаров геодезии;, аэрофотосъемки ж картографии (шифр К.063.01.0Г) в ауд. й 321 до адресу: 103064, Москва, Гороховский пер., 4, МИИГДиК-

С диссертацией моано ознакомиться в читатьнш зале библиотеки института.

профессор Ю.В.Шахов;

кандидат технических наук В.И.Зубинсшш

Ведущая организация: Институт теоретической

астрономии РАН

Защита диссертации состоится 1992 г.

1992 г.

¿оТО,

Учены! секретарь специализированного совета кандидат технических наук

рсссу^х.^

ОС/ДЛ?-.-'^-'»"-^:--5

ОБЩАЧ ^АКТЕЕЙСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Все крупномасштабные механические изменения, щзоисходящие на Ззиге, в околоземном пространстве и в ее. недрах, представляет значительный научный и социальный интерес, так как именно они вызывают катастрофические явленна - землетрясения, изверяения вулканов, цунами.

Для того, чтобы понять механизм взаимодействия отдельных подсистем нашей планеты, научиться предсказывать крупные перемещения земной коры, а может быть, в будущем, и предотвращать опасные для лвдей катастрофы, необходимо прежде всего организовать ретулнрную слукбу измерений всех возможных движений и изучение причин, их вызыванцих.

Проведение таких измерений требует установления единой координатной системы, к которой можно будет отнести все измеряемые подвиги, а затем проводить их сравнение по амплитуде, периоду, направлению ж другим параметрам.

Определение такой координатной системы - самая сложная научная задача во всем комплексе проблем изучения планеты Земля, и решить ее можно только с привлечением космической техники и данных наземных наблюдений спутников Земли и небесных тел.

Среди прочих трудностей, возникающих при выборе опорной системы координат, следует особо отметить, что величины, подлежащие измерениям, большей частью весьма малы (от одного миллиметра до нескольких сантиметров), и что на Земле нет такой точки, которую можно было бы считать неподвижной, при условии, что все перемещения с амплитудой Ю см должны быть учтены.

С конца 60-х годов сформировалась новая фундаментальная теория тектоники литосферных плит, согласно которой на поверх-

ности нашей планеты перемещается ансамбль из 8-9 больших по размерам плит литосферы - хрупкой оболочки Земли. В последнее десятилетие благодаря новым фактам все большее число исследователей, работапдих в сфере наук о Земле, начинают признавать и изучать влияние глобальных изменений местоположения материков и океанов в геологическом прошлом нашей планеты на развитие многих геофизических;, геологических и метеорологических процессов.

При рассмотрении смещения литосферных плит рассчитывается вращение одной плиты по отношению к другой, условно принимаемой за неподвижную. Молено выбрать из всего ансамбля литосферных плит любуй в качестве рзперной и рассчитать относительно нее смещение всех остальных. Такое движение будет относительным. Важная кинематическая проблема современного этапа развития теории тектоники литосферных плит - надежное определение их абсолютных перемещений, т.е. в системе отсчета, связанной с осью вращения Земли на протяжении всего геологического времена или его достаточно длительного интервала.

Первую глобальную замкнутую модель "мгновенного" относительного вращения шести наиболее крупных плит рассчитал Кс. Ле-Пишон в 1968 г.

Расчеты глобальной картины "мгновенной" относительной кинематики были сделаны В. И. Галушкиным и С. А. Ушаковым для 12 наиболее крупных по площади литосферных плит.

Для независимой проверки принципиальной справедливости полученной кинематической модели могут быть использованы повторные прямые геодезические измерения.

В последнее" десятоегие благодаря значительному повышению точности измерительной техники, используемой для определение

параметров движения искусазенных спутников Земли, методы космической геодезии стали широко применяться для изучения глобальных геодинамических процессов и движения Земли в целом как планеты Солнечной системы.

Для решения этих задач космическая геодезия должна обес-•печить определение положения спутника на околоземной орбите с ошибкой менее 1-5 м на высотах мо 10000 км, что соответствует 1-3 см в абсолютных координатах наземного пункта и долям сантиметра при относительных определениях.

Основными измерительными средствами являются лазерная локация спутников и Луны, длиннобазисная радиоинтерферометрия и доплеровская микроволновая техника (йрз и др.). Главный вклад космической геодезии' в геофизические и геодинамические' исследования состоит в точном определении положений космического аппарата на орбите и наземных пунктов в согласованной системе координат.

Современные лазерные наблюдения высоноорбитальных- пассивных сц/тников "Лагеос" и "Эталон" позволяют определять координаты сети пунктов с ошибками 1-3 см, а скорости изменения базисов с точностью несколько мм в год. Наилучшие результаты получаются, из решения динамическим методом с учетом всех возможных физических сил, возмущаюцих как орбиту спутника, так и положения наземных станций слежения. Эта процедура достаточно сложная и требует большого количества-вычислении. При использовании коротких орбитальных дуг можно значительно упростить задачу моделирования движения ИСЗ, не снижая точность определения скорости изменения длин базисов между пунктами, используя при зтом даяныэ наблвдеюгй только на участках сети.

В связи с тем, что лазерная дальвометрия является наибо-

лее эффективным из современных средств изучения глобальной тектоники, разработка и внедрение методов вычисления длин базисов на.коротких дугах представляется весьма актуальным.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы:

- обоснование принципиальной возможности использования лазерной локации ИСЗ для изучения глобальной тектоники;

- анализ данных лазерной локации спутников "Эталон" и "Лагеос", полученных на станциях международной сети и на стая^ цш Хелуан с точки зрения возможности вычисления изменений координат станции Хелуан;

- разработка программы вычисления длин базисов методом коротких дуг по данййм лазерной локации ИСЗ;

- обработка данных лазерных наблвдений станции Хелуан;

- разработка предложений к программе изучения движений земной коры на Африканском континента.

Методы исследований. Для обоснования целесообразности использования методов космической геодезии для изучения глобальных и региональных движений Земной коры в Африке были использованы материалы исследований и результаты, полученные в рамках международных программ "Динамика Земной коры" и "ВЕШГЕР".

В основу разработанной методики вычисления длин базисов полонен распространенный орбитальный метод космической геодезии, но с некоторыми особенностями, позволяющими исключить накопление ошибок при моделировании орбиты и неточного знания координат пунктов наблюдения.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем.

Собран богатый материал и выполнен научный обзор результатов сравнительного анализа геологически обоснованных коделей

^е.: и .литссферных плит с данными, получениями методами космической геодезии (лазерная локация).

Разработан метод коротких дуг для вычисления дйин базисов между лазерными станциями.

Проведены вычисления по данным лазерной локации спутников "Эталон" и "Лагеос" на станциях глобальной сети, включая станцию Хелуан, где автор принимал участие в наблюдениях.

Практическая ценность. Созданный автором метод определения длин' базисов и разработанные им предложения по программе изучения движений земной коры Африканского континента с помощью космической геодезии могут быть использованы в Хелуанском институте астрономии и геофизики и учтены в международном проекте "Динамика Твердой Земли".

Стагкттоа и объем диссатугации. Введение, чри главы, 'Закличете, приложения с результатами вычислений, список литературы.

Основные положения, представляемые к защита.

1. Методика и программа вычисления длин базисов по лазерным наблюдениям ИСЗ на коротких дугах.

2. Результаты вычислений длин базисов по лазерным наблюдениям ИСЗ международной сети станций, включая станцию Хелуан.

3. Вывода и предложения по программе изучения движений Земной коры на Африканском континенте с использованием методов космической геодезии.

ОСНОВНОЕ СОДЕЕНАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование цели исследований, состав-ляюцих содержание диссертации, показывается актуальность использования методов космической геодезии для изучения современной геотектоники, приводятся основные технические и точностные

характеристики различных средств наблюдений, а также рекомендации по их применению к задаче измерений относительных движений пунктов на земнсш поверхности.'

В первой главе приведены сведения об основных принципах лазерной дальнометрии спутников'и ее возможностей для решения задач космической геодезии. Более подробно дается описание лазерной станции в Хелуане (Египет), где автор диссертации принимал личное участие в наблюдениях и обслуживании аппаратуры.

Лазер второго поколения был разработан и установлен в Х:~ луанской обсерватории в 1980 г., и локация спутников началась с 1981 года.

Для получения уровня системного внутреннего шума ншке 10 см был установлен шшосекундный лазер в 1983 г. Неодимовый лазер генерировал излучение длиной 0.53 мкм. Длительность отдельного импульса была 70 по, частота 2.5 Н . В течение кампании кен1Т в 1983 г., в пределах 4-х месяцев, были получены измерения 100 прохождений низких спутников и 31 прохождения .ьяеег-- Оцениваемая точность - 6-8 см.

Важные изменения были сделаны в течение 1987 и 1988 годов. Были установлены новый лазерный передатчик, использующий единичный выходной импульс, и новое программное 'Обеспечение для этой станции.

В результате достигнута точность локации 1-3 см для спутника "Лагеос" и 5-7 см для более низких объектов.

11а основе анализа литературы и точности характеристик данных лазерной локации различных спутников, выполненных за последнее десятилетие на глобальной сетЕ станций, делается вывод о тенденции роста удельного вааа передвижных лазерных средств, которые сейчас уже составляют 40£ от всех испол.гзуе-

в международных программах. Как американские, тшс и европейские лазерные дальномер" 'лносятся по точности ко второму и третьему поколении с точностью 2-5 см.

В 1978 г. в США (HACA) был выведен на круговую орбиту первый лазерный геодинамический спутник "Лагеос". Спутник является абсолютно пассивным и предназначен исключительно для преце-зионных лазерных наблюдений.

Первый советский геодинамический спутник "Эталон" был за-тден ГО января 1989 г. совместно с двумя' спутниками навигационной системы "Глонасс". Первые полученные данные показали, что "Эталон" может "быть успешно использован длн программы лазерного слежения JSR3. и определения высокоточных базисных линий.

30 мая 1989 г. был запущен второй "Эталон" ("Космос ,2024" . с орбитальными параметрами: а = 25499,8, i* = 64,898, е = 0,0006.

Во вгогой главе рассматриваются различные аспекты научного использования данных лазерной локации высокоорбитальных спутников в геодинамике.

К настоящему времени в мире имеется более 30 обсерваторий, на которых ведутся регулярные лазерные наблюдения спутников по международным научным программам. При определении целесообразности использования лазерной техники для решения конкретной геофизической задачи необходимо, в первую очередь, учитывать уровень возможной точности измерений.

Более реальное представление о точности получаемых результатов можно получить из сравнитеданого анализа данных лазерной локации ИСЗ, РСДБ и обобщенного решения Международного бюро времени (BIH), которые приведены в табл.1. Сравнивались решения, выполненные в Геодезическом институте (Мюнхен, ФРГ) по обработ-

ке лазерной локации спутника "Лагеос", системы iris (РСДБ) за I984-1987 г.г., и данные BIH.

Таблица I

Техника определения -Координаты полюса-

ПВЗ АХшах AL0D тезе с

ЛЛС (dgpi)-sih 6,2 4,7 О,II

(1980-1987)

ЛЛС (dgpd-iris 2,5 2,7 0,07

(1984-1987)

Точность определения координат станций при обработке лазерных наблюдений ИСЗ составляет 2-5 см при условии, что станция провела наблюдения около 100 прохождений такого спутника как "Лагеос". Оценка по внутренней сходимости результатов в процессе уравнивания обычно на порядок выше.

При использовании космической техники для решения научных и прикладных задач в области геофизики и геодинамики важнейшим условием является наличие хорошо согласованных инерциалЬной (небесной) и земной систем координат, к котррым могут быть отнесена наблюдения спутников с наземных пунктов и привязаны модели их движения относительно Земли, а также определены динамические параметры самой Земли как планеты Солнечной системы.

Земная система относительности реализуется посредством определения положений сета опорных станций с учетом их движений согласно модели глобальной тектоники. Р1сходя из геометрически соображений, расположение наземных станций должно быть таковым, чтобы на кавдой из основных тектонических плит было не менее 3-х станций для поддержания жесткости сети," и^ кроме того, эти станции должны размещаться на стабильных участках плит, не под-

ве1...5шшх значительным региональным подвижкам.

В основе динамического метода определения орбитальных и геодянамических параметров по данным наблюдений ИСЗ лежит уравнение, которое в общем виде имеет вид:

Я = ^ ' Я* «)

где ка, - геоцентрический вектор станции на поверхности деформируемой Земли;

Гз - геоцентрический вектор спутника;

топоцентрический вектор измерений (в данном случае лазерная дальность до спутника).

Мгновенное положение спутника ^¡(ъ) на орбите определяется интегрированием уравнений движения и является функцией начальных элементов орбиты и параметров различных физических моделей. Мгновенное значение вектора есть функция трехмерных координат станции в Согласованной Земной системе и параметров вращения Земли.

В этой главе обосновывается необходимость учета при вычислении орбит спутников достаточно совершенных физических моделей геопотёнциала, гравитационных воздействий Луны, Солнца и других планет, влияния солнечной радиации, воздействия полярных приливов и перемещений атмосферных масс на положение станций наблюдений и др.

Приводятся описания структуры программных комплексов, используемых в Институте астрономии РАН для анализа данных лазерной локации ИСЗ, а также некоторые результаты вычисления координат станций.

Анализ данных рядов ПВЗ (за несколько лет), определенных из лазерной локации ИСЗ, позволяет решать ряд научных и при-

кладаых задач. К настоящему времени уже получены уникальные данные, раскрывающие природу некоторых геодинамических и геофизических явлений. Предполагается, что подвижки Земной коры, связанные с землетрясением и медленными тектоническими процессами, являются одной из причин Чандлеровской волны (период 433 суток, амплитуда 200 мо дуги) в движении полюсов. Современные точности наблюдений позволяют уверенно регистрировать колебания в координатах полюса с амплитудой 20 мс дуги на интервалах времени 1-2 суток, что соответствует сейсмичным подвижкам с энергией ~ Ю29 дин/см (примерно энергия сильного Чилийского землетрясения 1960 г.). Однако исследования в этой области следует еще продолжить, для чего необходимы более точные (на 1-2 порядка) и с большим разрешением по времени лазерные и радио-интерферометрические наблвдения.

И, наконец, в этой главе дается краткая характеристика новейшей тектоники Африканского континента и формулируются реко-иендяч''"-" по созданию опорной сети из 3-4 лазерных станций для контроля движений крупных литосферних блоков Африки.

Континентальная контрольная сеть должна быть также связана с глобальной сетью геоданамжческих станций, контролирующих движение крупных плит по данным измерений различными методами космической геодезии и главным образом тгьвг и лазерной локацией спутников.

Проведение повторных (минимум раз в 2 года) измерений на региональной сети наиболее эффективно проводить с помощью с,рб измерений, которые в настоящее время на длинах базисов до 1000 км дают ошибки 1-2 мм, что сравнимо с лазерной локацией. Транспортировка этих приемников и процесс измерений, однако, значительно проще.

Третья глава диссертации посвящена вопросам определения длин базисов между рщит лазерными станциями с помощью метода коротких дуг. Дается сравнение различных подходов к решению этой задачи.

Модели движения тектонических шшт построены в предположении, что плиты являются твердыми и что они перемещаются по поверхности сферы, т.е. только в горизонтальном направлении. Бе-личины предполагаемых взаимных перемещений плит составляют доли или единицы сантиметров в год, и поэтому длины базисов должны быть определены с соответствующей точностью.

Возможны два способа определения расстояния между станциями: пространственная хорда, связывающая проекции положения двух станций на эллипсоид, и геодезическая линия, кривая по поверхности эллипсоида с кратчайшей длиной мевду двумя спроектированными положениями станций.

Геодезическая линия имеет преимущество, потому что она позволяет непосредственно определить горизонтальные компоненты вектора движения и отпадает необходимость проектировать компоненты результирующего вектора движения на поверхность относи-мости. При этом достигается возможность полностью исключить влияние вертикальных движений станций, определение которых в космической геодезии связано с некоторыми неопределенностями.

Недостаток использования геодезических линий заключается в том, что в отличие от пространственных хорд геодезические линии зависят от точности определения координат сети пунктов и согласованности различных решений. Это вытекает из,того, что поверхность относлмости - эллипсовд привязана к координатным осям полученной сети, и какая-либо несогласованность осей между отдельный! решениями будет непосредственно влиять на вычкс-

ленные геодезические дг.гны к посредством этого на скорость юс изменения.

При использовании динамического метода для решения различ-. ных задач спутниковой геодезии очень важно правильно определить оптимальную длину орбитальной дуги, на которой следует проводить измерения. Очевидно, что чем длиннее дуга (I месяц и более), тем больше могут оказаться ошибки моделирования различных физических сил (гравитационное поле Земли, притяжение Луны и Солнца и др.) на точность определения положения спутника. Но при этом почти полностью осредняются ошибки измерении и достигается высокая стабильность в определении системы координат. При использовании коротких дуг можно уменьшить влияние ошибок моделирования возмущающих сил, однако абсолютные значения вычисленных по разным дугам координат станций могут отличаться на величину больше статистического нуля.

Будем считать "короткой дугой" отрезок орбиты спутника, одновременно видимый с нескольких станций, между которыми расположены определяемые базисы. Практически действительный путь спутника распадается на многие короткие" дуги, и каждую такую дугу можно рассматривать как независимую орбиту. Таким образом, в решении используются многие независимые "орбиты" одного и того же спутника.

В настоящей работе рассматривается метод определения длины базисов по лазерным наблюдениям одного прохождения спутника с двух станций с учетом априорной информации об ошибках исходных значений координат станций и начальных условий движения спутника.

Пусть наблодения = Г, 2, ... , п выполнены не менее, чем с двух станций, К = 2, для одного и того же проховде-

ния спутника. Предполагается, что на моменты наблвдения -Li известны радиус-векторы г± спутника в Гринвичской координатной системе. Они могут быть получены по данным лазерных наблвдений этого спутника с глобальной сети станций путем интегрирования уравнений движения спутника с учетом достаточно полной модели возмущащих сил на интервале в несколько суток.

Известны также значения геоцентрических векторов станции Rk ^^ Yk' Предполагаются известны;.® также корреляцион-

ные матрицы начальных условий движения спутника Qr и прямоугольных координат станции Q^.

Определяемым величинам будем считать:

- поправки , d^ к начальны.! элементам орбиты спутника для ( интервала наблюдений или, инна словами, поправки к геоцентрическому вектору спутника гс и скорости его изменения г» ;

- dL, dR1 и dR2 - поправки, соответственно, к априорны?,? значениям дали хорды и геоцентрических векторов двух станций, находящихся на концах хорды.

В общем виде выражение для дайны базиса ъ между двумя пунктами R1 и а2 может быть представлено как:

U = cos(i/>£,)]'ti (zi

Кроме того, для' случая наблюдений спутника с К-сташии >чёвидно соотно!яэние

- + - .ьялс с?* й) м

Линеаризуя уравнения ( 2 ) и ( 3 ) и принимая во внимание, что приближенные значения н° и г? известны, уравнения поправок измерений запишем следующим образом:

( ^ )

где ^Эцс - вычисленные расстояния стандия-сцутник на моменты . измерении.

Корреляционная матрица О^ определяемых параметров

аг0, аь, ак,, ан2) является блочно-диагональной /

Ог. =' I <6>

V 0 я**/

где 'Иг - корреляционная матрица координат.

положений спутника на орбите; корреляционная матрица К = 1,2 и длины хорда.

°1Н1ьк2 -корреляционная матрица значений.координат станций

О

Оег

сз-з) \ о ' а>»

т =

\

О

эд: .

(8)

Поскольку для вычислений значений вектора свободных членов - ^уЭ?к) используется какая-либо орбитальная модель, то для: получения строгого решения системы ( ) и особенно для правильной оценки точности параметров необходимо учесть влияние возможных систематических ошибок принятой модели путем включения их в качестве неизвестных наряду с поправками к определяемым параметрам.

Корреляционную матрицу свободных членов (^^ -системы уравнений ( 7 ) определим следующим образом

о, ~ (з)

где г - весовая матрица наблюдений а матрицы в и Ч

имеют вид:

/3 =

дТо ' ' дЖк

{Ю)

о

О '

О

о** /

{11)

Окончательное решение дал определяемых параметров получается из

X - (б£ W

На основе методики вычисления дшш базисов, описанной выше, составлена программа "ХОРДА." на языке íoi-fcran-77 для персонального компьютера типа IBM-PC. Объем программы около 200 К. Исходными данными являются:

- измерение дальности во время прохождения спутника в зоне одновременной видимости с двух станций, располояенных на концах хорды;

- значения прямоугольных координат концов хорды;

- априори заданные векторы положения спутника в моменты наблюдений.

Для обработки кз банка данных лазерной локации ИСЗ, функционирующего в Институте астрономии РАН и содержащего результаты наблюдений международной сети лазерных станций Службы вращении Земли, были отобраны данные наблюдений спутника "Лагеос" станции Хелуан, выполненные в 1990 '(июнь-июль.) и 1991 (ав1уст-сентябрь) годах, и одновременно с ними наблвдения на глобальной сети станций.

Эти данные были обработаны программой "Хорда", реализующей методика коротких дут. Значения длин базисов вычислялись для среднего момента каждой дуги. Дшша короткой дуги для спутника . "Лагеос" составляет, примерно,.1-2 часа по времени. Одновременно в процессе уравнивания определяются поправки к геоцентрическим векторам концов хордн. Однако в данном случае нас интересует только сама длина хорды. Значения поправок к заданному.век-

тору станции служат как бы сигналом о достоверности и качестве полученного решения.

В заключении сформулированы основные результаты выполненных теоретических и экспериментальных работ.

На основе изучения научной литературы и результатов анализа измерительной информации, полученной методами космической геодезии,-главным образом, из лазерной локации спутника "Лагеос',' можно сделать заключение, что относительные скорости движения станций глобальной сети хорошо согласуются с моделируемыми значениями скоростей, осредненными по геологическим данным за миллионы лет. Особенно отчетливо это проявляется для станций, расположенных на стабильных платформах внутри континентов.

Космическая геодезия дала ингересные данные о движениях плит в регионах, где геологическая информация очень неполная -или вовсе отсутствует. К таким зонам относятся границы плит, океанические разломы, рифты. К примеру, районы Юго-Восточной Азии, Западное побережье Америки, острова Индийского океана. В этом отношении практически неизученным является Африканский континент, особенно его восточная часть, где гигантская система рифтошх впадин буквально раскалывает Африканскую плиту на две части. Этот регион подвержен остаточным вулканическим явлениям и усиливающейся сейсмоактивносгк.

Характер движений, породивши систему рифтов восточной Африки и Западной Аравии, является предметом многолетних дискуссий. В последние года наибольшую популярность получила гипотеза о происхождении рифтов вследствие горизонтальных движёний типа раздвятоз и сдвигов.

Однако вопрос о месте, направлении, амплитуде и времени сдвиговых перемещений нуждается в дополнительных исследованиях.

Б связи с этим проведение ^..^улярных высокоточных измерений подвижек земной коры вдоль Африканской зоны разломов с помощью техники космической геодезии представляется чрезвычайно интересным.

Для этого необходимо развить контрольную сеть опорных реперов на расстоянии от нескольких сотен до 1-2 тыс.км, в зависимости от геологической структуры региона, на которых бы периодически проводились измерения с целью определения изменений относительных положений контрольных точек (т.е. длин базисов между ними). Повторяемость измерений поможет выявить временной' ход ошибок и определить спектр шумов.

Кроме того, вокруг каждой контрольной точки необходимо построить небольшую геодезическую сеть (наземную съемку) для исключения влияния локальных эффектов, небольших сдвигов и опусканий, не связанных с изменениями геологической структуры.

Однако для изучения общей тектоники Африканского конти- -нента необходимо расположить симметрично хотя бы три опорные постоянные лазерные станции (сейчас в Вфрике есть' только одна станция в Хелуане, Егщгет), к которым можно было бы привязать региональные сети в зоне великих разломов.

Одна из таких станций планируется в Юкно-Африканскои республике, а третью целесообразно установить в западно-экваториальной зоне.

Большой вклад в изучение глобальной тектоники и понимание процессов, вызывающих сейсмическую активность в Средиземноморском бассейне и Альпийском поясе, могла бы внести лазерная станция на западе Средиземноморского побережья Африки.

Разработанный и экспериментально одробированный нами метод определения длин базисов по лазерным наблюдениям спутников "Ла-

геос" и "Эталон" на коротких дугах орбиты может успешно приме-. пяться для анализа данных лазерной локации в Африканском регионе. При использовании этого метода не требуется-интенсивное подключение к наблюдениям всей глобальной сети станций, так каК' недостаточная точность начальных условий орбиты будет исключаться при уравнивании короткого отрезка орбиты по наблюдения!,\ с концов определяемого базиса.

Вычисления, выполненные по данным локации спутника "Лаге-ос" в период июнь-июль 1990 г.. и август-сентябрь 1991 г. на станции Хелуан (Египет) и ряде европейски станций и станции Ярагади (Л 7090) в Австралии, показывают, что ср.кв.отклонение определяемых хорд колеблется от 3 до 0,08 см. При этом исходная орбита была известна с ошибкой 100-500 м. Средние значения длин хорд, определенные по данным 1990 и 1991 г.г., отличаются на величины, соответствующие точности измерений, т.е. единицы сантиметров. (Таблица 2).

При обработке большего количества измерений и на более длительном интервале времени возможно будет выявить изменение дайны хорды со временем, т.е. относительную скорость движения станций.

Для европейской ллагфор.ш скорость двинэния станции, полученная по регулярным лазерным наблюдениям в течение 8-10 лет, составляет около 20-25 мм в год в северо-восточном направлении, в то время как согласно тектонической модели Еувэль-1 эти скорости практически нулевые.

Этого нельзя сказать относительно станций, расположенных в Альпийском поясе-и в зоне коллизии Африканской, Аравийской и Евразийской плит. Поэтому изучение движения станции Хелуан относительно европейских станций должно быть продолжено.

Таблица 2

Результаты осреднения джин базисов во данным локации спутника

"Лагеос"

Базис Дата 1«Л> Длина 1

1990 т.

7831-7090 48071.7435 9706582.6183

7831-7810 48080.0463 2771788.8273

7831-7835 4БС75..0951 2634229.0944

7831-7939 4аи72-4564 1780653.3718

7831-7840 48081-8643 3429766.4172

1991 т.

7831-7090 48488-в521 9706582.6559

7831-7810 48494.4753 2771738.8481

7831-7835 48498.8477 2634229.0749

7831-7939 48505.9546 1780653.3607

7831-7840 48498.9452 3429766.4377

По мере развития сети лазерных станций на Африканском континенте и Хелуанскож Астрофизической Обсерватории предполагается проводить регуляршув обработку данных лазерной локации с помощью предложенной методики для определения относительных движений и изучения тлобальной тектоники.

В рамках мевдународЕого проекта "Динамика Твердой Земли" станция ОСедуан рассматривается как опорная обсерватория. Установка временных мобильных лазерных дальномеров в зоне Африканской рифтовой системы было бы очень полезно для понимания тектоники всего региона и изучения процессов, вызыващих катастрофические сейсмические и ъулкшшческЕе явления.

Основное содержание диссертации опубликована в сяедуЕпцтх статьях.

1. G- P.Attia. The use- of Satellite methods in- Studing the tioticrL of Lithospheric masses // Third international Symposium an recent Crustal movement in Africa. Aswan-ISgypt. 8—16 Бес. 1990.

2. G.?.Attia. On the use of passive Satellites obaervati— 3113 for- readynamics // Accepted for publication, in. .traceediiis □f the National Research Institute of Astronomy and Geophysics. 3aira-.3gypt.

3ак.1039 от29.09.92г. ттта. 100

ЭТИ "Репрография" MWTAkK