VLBI Intensive Oturumlarının Analizi ile Evrensel Zamanın (UT1) İzlenmesi

Abstract

Yer yönelim parametrelerinden zamana göre en hızlı değişkenlik göstereni Evrensel Zaman, UT1’dir. Yapay uydu ve gezegenlerin yörünge parametrelerinin belirlenmesi ve uzay navigasyonu amaçlı çalışmalar için UT1 vazgeçilmez bir öneme sahiptir. Uluslararası VLBI (çok uzun baz interferometrisi) Jeodezi ve Astrometri Servisi (IVS), UT1’i belirleyebilmek için “Intensive” oturumlar olarak adlandırılan VLBI oturumlarını her gün planlamak ve gerçekleştirmekle yükümlüdür. Ekonomik ve operasyonel anlamdaki güçlüklerden ve her gün gerçekleştirilme zorunluluğundan ötürü IVS, VLBI Intensive oturumlarını bir veya en fazla iki saat süre ile ve iki veya en fazla üç VLBI radyo teleskobu ile gerçekleştirmektedir. Bu kısıtlayıcı faktörler VLBI Intensive oturumlarında ölçü sayısının az olması (15-55 ölçü) sonucunu doğurur. Ölçü sayısının az olması ise, en-küçük-kareler (EKK) yöntemi ile kestirilebilecek bilinmeyen parametre setini kısıtlar. VLBI ölçü modelinde öncül değerlerine sabit alınan parametrelerdeki hatalar veya modele dâhil edilemeyen parametreler (örneğin, troposfer gradyanları) UT1 parametresinin kestirim sonuçlarına olumsuz olarak yansırlar ve UT1 doğruluğunun azalmasına yol açarlar. UT1 parametresinin Intensive oturumlarının IVS standart analizi ile belirlenmesinde yukarıda belirtilen problemlerden hareketle, bu çalışmada yeni bir analiz stratejisi önerilmektedir. Önerilen IVS Intensive oturumu analizi ile, Küresel Navigasyon Uydu Sistemleri (GNSS) ölçülerinden elde edilen troposfer gradyanları VLBI ölçülerinin analizine dahil edilerek doğruluğu IVS standart analizinden daha yüksek doğruluklu UT1 (YeniUT1) kestirimi gerçekleştirilmiştir. 2008 yılı başından 2017 yılı Ocak ayı sonunu kapsayan Intensive oturumlarının analizlerinden kestirilen gün-uzunlukları ile GNSS gün-uzunluklarının istatistiksel karşılaştırılmaları sonucu, YeniUT1 gün-uzunluklarının doğruluklarının IVS standart analizi ile elde edilenlere kıyasla 2 ila 3 mikrosaniye/gün daha yüksek olduğu ortaya konulmuştur.

Universal Time (UT1) is the most variable parameter with respect to time among the Earth orientation parameters. UT1 has utmost importance for determining the orbital parameters of the artificial satellites and the planets, and for space navigation. International VLBI (Very Long Baseline Interferometry) Service for Geodesy and Astrometry (IVS) is in charge of planning and realizing exclusive VLBI sessions everyday, so-called Intensive sessions. Due to the drawbacks arising from economic and operational issues and the necessity of daily realization of VLBI Intensive sessions, IVS operates these sessions with two to three VLBI radio telescopes over one or two hours. These restrictions result in a limited number of observations (15-55 observations) in an Intensive session. Thus, the few number of observations constraint the number of parameters to be estimated by the Least-Squares method. The errors of the a priori fixed parameters and the parameters that cannot be included in the observation model (e.g. troposphere gradients) propagate into UT1 estimate and cause UT1 accuracy to decrease. Concerning the above-mentioned restrictions for the UT1 estimation of IVS standard analysis, a new analysis strategy is recommended in this study. In the scope of the new analysis strategy of IVS Intensive sessions, the troposphere gradients from Global Navigation Satellite Systems (GNSS) are assimilated into the analysis of VLBI Intensive sessions that result in more accurate UT1 estimates, i.e. New UT1, than those derived by IVS standard analysis. Based on the statistical comparisons of the length-of-day (LOD) estimates of the Intensive sessions, observed from the beginning of 2008 till the end of January 2017, with the GNSS LOD, it is proved that the LOD computed from New UT1 estimates have 2 to 3 microseconds/day better accuracies than those estimated from the IVS standard analysis.