Вступ. 
Методи супутникової геодезії

Космічна геодезія — розділ геодезичної науки, в якому для вирішення наукових і практичних задач геодезії використовуються результати:

• — спостережень штучних і природних космічних об'єктів (штучні супутники Землі (ШСЗ), Місяць) з поверхні Землі;
• — спостережень, виконаних між ШСЗ;
• — вимірювань, виконаних за допомогою апаратури, встановленої на борту ШСЗ.

Відповідно до цього космічна геодезія розглядає і вирішує наступні питання:

• — теорія використання спостережень космічних об'єктів для рішення геодезичних задач;
• — методи та засоби спостережень космічних об'єктів;
• — апаратне забезпечення ШСЗ і наземних станцій для рішення геодезичних задач;
• — методи визначення та уточнення орбітШСЗ;
• — обробка та інтерпретація отриманих даних.

Основними завданнями супутникової геодезії є:

• — визначення взаємного положення пунктів в деякій системі координат;
• — визначення положення центру референц-еліпсоїда щодо центру мас Землі;
• — визначення координат пунктів в єдиній для всієї Землі системі координат, що віднесена до центру мас Землі (геоцентричної системі координат);
• — створення і підтримка на необхідному рівні точності єдиної світової геодезичної системи;
• — встановлення зв’язку між відокремленими геодезичними системами;
• — вивчення зовнішнього гравітаційного поля і фігури Землі;
• — уточнення деяких фундаментальних геодезичних постійних, що характеризують форму, розміри і добове обертання Землі, а також визначення їх змін в часі.

Космічна геодезія тісно пов’язана з такими науковими дисциплінами, як вища геодезія, теорія фігури Землі, гравіметрія, геодинаміка, геофізика, картографія, астрономія, прикладна математика, обчислювальна техніка та програмування, електротехніка та радіоелектроніка, приладобудування та інші. З одного боку, вона використовує досягнення цих наукових дисциплін, а з іншого, надає дані, які сприяють подальшому розвитку деяких з них. 2].

Сутність методів супутникової геодезії.

Є два методи вирішення задач в супутниковій геодезії: геометричні і динамічні.

В динамічному методі, в супутниковій геодезії, можна вважати найбільш загальним, він заснований на вивченні на вивченні зміни орбіти ШСЗ в часі, тобто використовує теорію руху ШСЗ, як основу. За допомогою динамічного методу можна визначити зовнішнє гравітаційне поле Землі, можна отримати положення пункту в єдиній для всієї планети системи координат з початком у центрі мас Землі. Досить важливу роль відіграє визначення параметрів гравітаційного поля Землі, саме вони є джерелом вивчення внутрішньої будови планети.

В геометричному методі не потрібно точно знати теорію руху ШСЗ, адже в цьому методі супутник використовується, як висока візирна ціль. Основним в геометричному методі є те, що спостереження ШСЗ з точок земної поверхні відбуваються синхронно. Завдяки такій організації спостережень ми можемо визначити напрямок вектора, який з'єднує дані пункти.

Ми можемо розглянути сутність геометричного методу на (рис.1).

Рис. 1 Синхронні спостереження

r? — геоцентричний радіус-вектор ШСЗ, він визначає положення відносно центру ваги Землі.

r? ?₁ — топоцентричний радіус-вектор, який визначає положення супутника відносно точки спостереження на земній поверхні М₁ ;

R?₁ — радіус-вектор, що визначає положення ШСЗ відносно вибраного референт-еліпсоїда;

R?- радіус-вектор, який зв’язує положення центра референт-еліпсоїда з 0_r з центром ваги Землі 0.

З (рис .1.) ми можемо побачити, що вектори зв’язані між собою таким рівнянням :

r?= R?₁+R?+ r? ?₁;

це рівняння є фундаментальним рівнянням супутникової геодезії .

Частіше в практиці використовується зворотна задача, в якій визначається положення пункту Земної поверхні.

R?₁= r? — R? — r? ?_1;

Коли в один і той самий час, синхронно, відбувається спостереження з точок земної поверхні М₁ і М₂ .

R?₁= r?-R?- r? ?₁

R?₂= r?-R?- r? ?₂

з цього випливає.

R?₁— R?₂ = r? ?₁— r? ?₂

Якщо нам відомі координати першого пункту, то ми можемо визначити координати другого пункту в системі координат першого, якщо відомі компоненти топоцентричних радіусів.

Сучасний стан української мережі станцій супутникової геодезії.

На сьогодні в Україні сформовані та функціонують основні компоненти Укргеокосмомережі - Української мережі станцій космічної геодезії та геодинаміки:

• — мережа перманентних GPSстанцій ;
• — мережа станцій лазерної локації (ЛЛС) ШСЗ;
• — станція радіоінтерферометрії з наддовгими базами (РНДБ);
• — центр збору і аналізу геодинамічної інформації.

Основними завданнями створення Укргеокосмомережі є: координація і контроль діяльності національних мереж станцій космічної геодезії, узгодження роботи ЛЛС-, GPSі РНДБмереж з відповідними міжнародними службами; створення національної інформаційної геодезичної бази даних; поширення базових координатних систем на територію України.

Стабільне функціонування Укргеокосмомережі сприятиме:

• — участі України в міжнародній кооперації зі створення, підтримки та метрологічної атестації двох основних систем координат, а саме Міжнародної небесної системи координат (ICRS) і Міжнародної земної системи координат (ITRS);
• — розповсюдженню базових систем координат на територію України;
• — визначенню параметрів перетворення між цими системами координат на заданий момент часу (розробці і реалізації моделей прецесії-нутації, визначенню параметрів обертання Землі: координат полюсу та Всесвітнього часу);
• — відтворенню одиниць часу, формуванню, збереженню та розповсюдженню національної атомної шкали часу АТ (UA), а також створенню національної шкали Координованого Всесвітнього часу — UTC (UA).

Рис. 2 Мережа перманентних GPSстанцій

В українській мережі перманентних GPSстанцій їх відкрито 10-ть, які зображені на Рис. 2. Дані цих станцій є доступними. Перерахуємо їх: «Київ-Голосіїв», «Ужгород», «Полтава», «Сімеїз», «Миколаїв», «Львів», «Харків», «Євпаторія», «Алчевськ», «Шацьк». Більшість українських станцій входить до мережі GNSS-служби та Європейської перманентної GPS-мережі (EPN). 1].