vestnik
Журнал "Вестник Сибирского государственного университета геосистем и технологий (СГУГиТ)"
2411-1759
ФГБОУ ВО "Сибирский государственный университет геосистем и технологий (СГУГиТ)"
RU
https://vestnik.sgugit.ru
10.33764/2411-1759-2024-29-5-13-22
Геодезия и маркшейдерия
К вопросу определения системы высот, реализуемой методом хронометрического нивелирования
Е. Г. Гиенко
Гиенко
Е. Г.
И. Г. Ганагина
Ганагина
И. Г.
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, г. Новосибирск, Российская Федерация
2024
29
5
13
22
© Е. Г. Гиенко, И. Г. Ганагина, 2024
2024
Е. Г. Гиенко, И. Г. Ганагина
Эта статья дотупна по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Приведена концепция международной системы отсчета высот IHRS, в которой вертикальные координаты точек определяются геопотенциальными числами. Этой концепции соответствует метод хронометрического нивелирования, где по измерению релятивистского смещения частоты атомных стандартов определяется разность гравитационных потенциалов. Представлены основные направления развития метода. Отмечены недостатки реализаций существующих систем высот, где основной из них – накопление ошибок с увеличением расстояния. Рассмотрены вопросы перехода от разностей гравитационных потенциалов, измеряемых методом хронометрического нивелирования, к разностям высот в гравитационном поле Земли: задание исходной высоты стационарного стандарта, неопределенности в формулах, разномасштабность высот, вызванная выбором знаменателя в основной формуле хронометрического нивелирования. При переходе хронометрического нивелирования на сантиметровый уровень точности неопределенность формул и выбор знаменателя будут иметь значение.
IHRS
IHRF
хронометрическое нивелирование
системы высот
нормальные высоты
ортометрические высоты
гравитационный потенциал
IHRS
IHRF
chronometric leveling
Height systems
normal heights
orthometric heights
gravitational potential
[
Height Reference Frame [Electronic resource]. – URL: https://ggos.org/item/height-referenceframe/ (дата обращения: 08.07.2024).
]
[
IAG Resolutions Adopted by the IAG Council at the XXVIth IUGG General Assembly, Prague, Czech Republic, June 22 – July 2, 2015 [Electronic resource]. – URL: https://office.iagaig.org/doc/5d7b8fd9d31dc.pdf.
]
[
Sánchez L., Cunderlík R. et al. (2016). A conventional value for the geoid reference potential W0. J Geod (2016) 90. – P. 815–835. – DOI 10.1007/s00190-016-0913-x.
]
[
Sánchez L., Ågren J., еt al. (2021) Strategy for the realisation of the International Height Ref-erence System (IHRS) // Journal of Geodesy, 2021. – 95:3. – DOI 10.1007/s00190-021-01481-0.
]
[
Sánchez L., Wziontek Н., Wang YM, Vergos GS, Timmen L. Towards an integrated global geodetic reference frame: preface to the special issue on reference systems in physical geodesy // Journal of Geodesy, 2023. – 97:59. – DOI: 10.1007/s00190-023-01758-6.
]
[
International Height Reference Frame Coordination Center (IHRF CC) [Electronic resource]. – URL: http://igfs.topo.auth.gr/wp-content/uploads/2024/01/IHRF_CoordinationCenter_v4.pdf.
]
[
Global Geodetic Observing System (GGOS) [Electronic resource]. – URL: https://ggos.org/.
]
[
Ihde J., Sánchez L., Barzaghi R., et al. (2017) Definition and Proposed Realization of the International Height Reference System (IHRS) // Surv Geophys (2017) 38. – P. 549–570 – DOI 10.1007/s10712-017-9409-3.
]
[
Еремеев В. Ф., Юркина М. И. Теория высот в гравитационном поле Земли // Труды ЦНИИГАиК. – 1972. – Вып. 191. – 144 с.
]
[
ГКИНП (ГНТА) – 03-010-03. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. – М. : ЦНИИГАиК, 2004. – 231 с.
]
[
Müller J., Dirkx D., Kopeikin S. M., et al. (2017). High Performance Clocks and Gravity Field Determination // Space Science Reviews, Topical Collection, 2017. – Vol. 214. – No. 1. – Art. 5 – DOI 10.1007/s11214-017-0431-z.
]
[
Kopeikin S. M., Yu I., Vlasov I. & Han W.B. (2018) Normal gravity field in relativistic geodesy. Phys. Rev. D 97, ID: 045020. – DOI 10.1103/PhysRevD.97.045020.
]
[
Wu H., Müller J., Lämmerzahl C. Clock networks for height system unification: a simulation study, Geophysical Journal International, Vol. 216, Issue 3, March 2019, Pages 1594–1607. – URL https://doi.org/10.1093/gji/ggy508.
]
[
Wu H., Müller J. Towards an International Height Reference Frame Using Clock Networks (2020) International Association of Geodesy Symposia. – URL: https://doi.org/10.1007/1345_2020_97.
]
[
Mai E. Time, atomic clocks, and relativistic geodesy/Verlag d. Bayerische Akad. d. Wiss., 2013. – 126 p.
]
[
Канушин В. Ф., Карпик А. П. и др. Определение разности потенциалов силы тяжести и высот в геодезии посредством гравиметрических и спутниковых измерений // Вестник СГУГиТ. – 2015. – Вып. 3 (31). – C. 53–69.
]
[
Kopeikin S. M., Kanushin V. F., Karpik A. P., Tolstikov A. S., Gienko E. G., Goldobin D. N., Kosarev N. S., Ganagina I. G., Mazurova E. M., Karaush A. A., Hanikova E. A. Chronometric levelling in Siberia // Gravitation and Cosmology, 22, 234 (2016). – DOI 10.1134/S0202289316030099.
]
[
Фатеев В. Ф., Смирнов Ф. Р., Карауш А. А. Эксперимент по повышению точности квантового нивелира на основе водородных квантовых часов с использованием фазовых измерений ГЛОНАСС/GPS// Журнал технической физики. – 2023. – Т. 93. – Вып. 8. – С. 1181–1187. – DOI 10.21883/JTF.2023.08.55981.32-23.
]
[
Фатеев В. Ф., Рыбаков Е. А. Экспериментальная проверка квантового нивелира на мобильных квантовых часах // Доклады Академии наук. Физика, технические науки. – 2021. – Т. 1(496). – С. 21–44. – DOI 10.31857/S2686740020060097.
]
[
Voigt C., Denker H., Timmen L. Time-variable gravity potential components for optical clock comparisons and the definition of international time scales // Metrologia. – 2016. – Vol. 53, No. 6. – P.1365–1383. – DOI 10.1088/0026-1394/53/6/1365.
]
[
Гиенко Е. Г. Анализ влияния геодинамических факторов на релятивистское смещение частоты атомных стандартов // Вестник СГУГиТ. – 2022. – Т. 27, № 5. – С. 30–42. – DOI 10.33764/2411-1759-2022-27-5-30-42.
]
[
Гиенко Е. Г., Ганагина И. Г. Методы разделения и идентификации различных факторов, влияющих на изменение частоты атомного стандарта // Регулирование земельно-имущественных отношений в России: правовое и геопространственное обеспечение, оценка недвижимости, экология, технологические решения : сборник материалов VII Национальной научно-практической конференции, 21–24 ноября 2023 г., Новосибирск. В 3 ч. – Новосибирск: СГУГиТ, 2023. Ч. 1. – С. 139–148. – DOI 10.33764/2687-041X-2023-1-139-148.
]
[
Фатеев В. Ф., Лопатин В. П., Пальчиков В. Г., Сысоев В. П. Обзор состояния разработок мобильных стандартов частоты и времени для решения задачи квантового нивелирования // Альманах современной метрологии. – 2022. – № 1 (29) – С. 43–62.
]
[
Сысоев В. П., Самохвалов Ю. С., Овчинников С. Н., Нестеров Н. И., Грачев Н. М., Алексеев
]
[
М. И., Нагирный В. П., Шаталов А. А. Разработка перевозимых квантовых часов водородных нового поколения // Альманах современной метрологии. – 2020. – № 1 (21). – С. 116–125.
]
[
Ritter S. et al. Opticlock: Transportable and easy-to-operate optical single ion clock // EFTF 2021 I. – DOI 10.1364/QUANTUM.2020.QTh5B.6.
]
[
Riedel F., Al-Masoudi A., Benkler E., Dörscher S., Gerginov V., Grebing C., Häfner S., Huntemann N., Lipphardt B., Lisdat C., et al. Direct comparisons of European primary and secondary frequency standards via satellite techniques // Metrologia. – 2020. – V. 57. – № 04. – DOI 10.1088/1681-7575/ab6745.
]
[
Pizzocaro M., et al. Intercontinental comparison of optical atomic clocks through very long baseline interferometry // Nature Physics. – 2021. – 17. – P. 223–227. – DOI 10.1038/s41567-020-01038-6.
]
[
Dan X., Lee W., Stefani F., Lopez O., Amy-Klein A., Pottie P. Studying the fundamental limit of optical fiber links to the 10(−21) level // Opt. Express. – 2018. – V. 26. – P. 9515–9527. – DOI 10.1364/OE.26.009515.
]
[
Алексейцев С. А., Гусар Д. Ф., Рачков В. Д., Толстиков А. С., Шмидт Л. В. Оценивание гравитационных изменений частоты в задачах хронометрического нивелирования на основе применения спутниковых навигационных технологий // Интерэкспо ГЕО Сибирь. XVIII Междунар. науч. конгр., 18–20 мая 2022 г., Новосибирск : сборник материалов в 8 т. Т. 8 : Национальная конф. с междунар. участием «СибОптика-2022. Актуальные вопросы высокотехнологичных отраслей». – Новосибирск : СГУГиТ, 2022. № 2. – С. 107–112. – DOI 10.33764/2618-981X-2022-8-2-107-112.
]
[
Huang Y, et al. Geopotential measurement with a robust, transportable Ca+ optical clock // Phys. Rev. A 2020, 102, 050802(R). – DOI 10.1103/PhysRevA.102.050802.
]
[
Takamoto M., Ushijima I., Ohmae N. et al. Test of general relativity by a pair of transportable optical lattice clocks // Nat. Photonics. – 2020. – 14. – P. 411–415. – DOI 10.1038/s41566-020-0619-8.
]
[
IAU resolutions adopted at the 24th general assembly (Manchester, august 2000) [Electronic resource]. – URL: https://www.iau.org/static/resolutions/IAU2000_French.pdf.
]