CHAMP: Różnice pomiędzy wersjami

▲Ze względu na nieregularny rozkład mas we wnętrzu [[Ziemia|Ziemi]] przyspieszenie rzeczywiste różni się od przyspieszenia normalnego a powierzchnia ekwipotencjalna jest zdeformowana w stosunku do powierzchni elipsoidy. [[Geoida]], anomalie siły ciężkości, odchylenia pionu i inne funkcje pola siły ciężkości są wielkościami bazowymi dla realizacji spójnego globalnego systemu odniesienia w geodezji, stosowanego do pomiarów praktycznych i modelowania geodynamicznego. Undulacje geoidy i anomalie pola siły ciężkości reprezentują nieregularną strukturę pola siły ciężkości wzdłuż powierzchni [[Ziemia|Ziemi]]. Może ono zostać przedstawione w formie funkcji harmonicznych sferycznych. Pole siły ciężkości Ziemi zmienia się nie tylko przestrzennie ale i czasowo. Każda zmiana w podziale mas atmosfery, mas wody w oceanach, mas lodów na [[Antarktyda|Antarktydzie]] i [[Grenlandia|Grenlandii]], jak również mas wód podziemnych i mas we wnętrzu Ziemi prowadzi do krótkookresowych, sezonowych, rocznych, wieloletnich aż do wiekowych wariacji pola siły ciężkości i z tym związanych zmian [[geoida|geoidy]].

▲Globalne modele pola siły ciężkości Ziemi są uzyskiwane w geodezji od rozpoczęcia ery satelitów poprzez obserwacje ruchu torowego sztucznych satelitów. Aż do startu niskolatających satelitów CHAMP i [[GRACE]] modele pola siły ciężkości Ziemi były obliczane z kierunkowych, oddaleniowych i dopplerowskich obserwacji od stacji naziemnej do wielkiej liczby satelitów na bardzo różnorodnych torach i za czasem obserwacji przynajmniej 20 lat. Ze względu na niepełne i mało dokładne obserwacje, co wiązało się z problemami ujęcia działających na lecącego na wyższych wysokościach satelitę wpływu sił zakłócających, otrzymane wyniki przed erą CHAMP i [[GRACE]] dawały tylko ograniczone dokładności pola siły ciężkości i stanowiły tylko długofalowy udział przy modelowaniu tego pola. Powód tego można było zobaczyć w tym, że dla czujnika ciężkości lecącego na wysokości setek kilometrów nad powierzchnią Ziemi problematyczne jest wymierzenie przestrzennej struktury pola ciężkości i przeprowadzenie ekstremalnie dokładnych obserwacji, na dodatek w szybkim czasie i bez wpływu niegrawitacyjnych sygnałów zakłóceniowych. Dokładnie powiodło się to pierwszy raz w 40-letniej historii geodezji satelitarnej niemieckiej misji CHAMP i poprawionej i rozbudowanej współpracy z amerykańska misją GRACE. Obie misje wykorzystują zasadę, która w latach 70. była intensywnie propagowana i studiowana przez niektóre amerykańskie i europejskie grupy naukowców, mianowicie – międzysatelitarne obserwacje w wysoko-niskiej, względnie nisko-niskiej wersji i pomiar działających na satelitę niegrawitacyjnych przyspieszeń zakłócających z wykorzystaniem wysokoodczuwalnego 3 osiowego przyrządu do pomiaru przyspieszenia. W 2000 roku pierwszy satelita CHAMP został wystrzelony na niski 450km tor i po raz pierwszy został z powodzeniem zrealizowany pomiar intersatelitarny w wysoko-niskiej wersji i jednoczesny pomiar przyspieszenia zakłócającego z użyciem precyzyjnego akcelerometru. Z pomocą rozwiniętego i ukończonego przez [[National Aeronautics and Space Administration|NASA]] / [[Jet Propulsion Laboratory]], [[Pasadena (Kalifornia)|Pasadena]] / odbiornika [[Global Positioning System|GPS]] –Black – Jack na pokładzie niskolecącego satelity CHAMP są uzyskiwane ciągłe obserwacje kodów i faz aż do 10 wysokolatających satelitów GPS. Ukończony przez francuską firmę ONERA precyzyjny akcelerometr STAR dostarcza biegnąc wzdłuż toru CHAMP pomiaru przyspieszenia. Już podczas pierwszych 30 dni pracy CHAMP – [[Global Positioning System|GPS]] i danych z akcelerometru mógł nastąpić przełom w określaniu globalnego pola siły ciężkości Ziemi. Długofalowe udziały pola siły ciężkości mogły po raz pierwszy zostać określone danymi z pojedynczego satelity z wyraźnie wyższą dokładnością niż było to możliwe jak dotąd ze wszystkimi danymi satelitarnymi z ostatnich 20-30 lat.