В Шаньдунском научно-техническом университете повысили точность прогноза вращения Земли на 40%

Сотрудники Колледжа геодезии и геоматики Шаньдунского научно-технического университета разработали гибридную расчетную модель, существенно повышающую точность прогнозирования параметров вращения Земли, сообщает EurekAlert. Результаты исследования опубликованы в журнале Geodesy and Geodynamics. Разработка ориентирована на расчет разницы между универсальным и координированным временем (UT1-UTC), а также вариаций продолжительности суток (LOD) eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Параметры ориентации Земли связывают земную и небесную системы координат, что критически важно для функционирования систем спутниковой навигации, астрометрии и слежения за космическими аппаратами. Вращение планеты нестабильно относительно шкалы атомного времени из-за перераспределения углового момента между твердой оболочкой, атмосферой, океанами, гидросферой суши и приливных деформаций eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗. Поскольку первичные геодезические измерения поступают с задержкой, потребителям требуются оперативные упреждающие данные.

Архитектура модели и учет физических факторов

Традиционные линейные методы аппроксимации накапливают погрешности на длительных интервалах, а методы машинного анализа временных рядов без геофизических входных параметров не учитывают физику процессов. Исследователи создали двухэтапный алгоритм, объединивший сегментированный метод наименьших квадратов (SLS) и архитектуру Autoformer, предназначенную для обработки длинных временных последовательностей eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Модуль SLS выделяет долгосрочные тренды и известные гармонические колебания. Нелинейные остаточные возмущения анализируются с помощью Autoformer, куда дополнительно загружаются данные об угловом моменте атмосферы, океанических течений, уровня моря и запасов воды на суше eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Результаты сравнительного тестирования

Тестирование показало улучшение точности прогнозирования UT1-UTC на интервалах от 30 до 90 суток примерно на 32–40% по сравнению со стандартным бюллетенем Bulletin A Международной службы вращения Земли (IERS) eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Точность прогнозов продолжительности суток (LOD) выросла на 34–38% относительно базового традиционного алгоритма, учитывающего данные об угловом моменте eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗. Авторы отметили, что в дальнейшем планируют сопоставить эффективность Autoformer с другими современными алгоритмическими моделями eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗.