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Assessment of the possible contribution of space ties on-board GNSS satellites to the terrestrial reference frame

The progress of Earth-System Studies and the reliability of services for civil applications critically depend on the quality of the underlying Terrestrial Reference Frame. For the first time, the authors critically evaluated the performance of an innovative approach for the computation of the frame.
Effects of SLR observations to geodetic and GNSS satellites. The plots show that the origin (Tx, Ty, Tz) and scale (D) information is not transferred

Codice DOI: 10.1007/s00190-017-1069-z
Altri Link Utili: https://link.springer.com/article/10.1007/s00190-017-1069-z
DIFA Authors / DIFA Institutions: S. Bruni, S. Zerbini, M. Errico, E. Santi (DIFA)

As position and motion are intrinsically relative concepts, a reference system has to be defined over the Earth crust in order to be able to determine, at any time, the location of every object on the Earth or orbiting around it. For this purpose, the geodetic community is responsible for computing and distributing to users the International Terrestrial Reference Frame (ITRF), which provides the most accurate and precise framework currently available for geo-referentiation at global scale. Considering the scientific, social and economic importance of an accurate and stable ITRF, research work for improving its realization is continuously under development. The present work addresses the potential of an innovative combination of two geodetic techniques used for the computation of the ITRF, namely the Global Navigation Satellite System (GNSS) and the Satellite Laser Ranging (SLR). These techniques were combined taking advantage of their co-location 'in orbit', i.e. on board GPS/GLONASS satellites, rather than 'on ground', as currently implemented for the official ITRF. For the first time, the space-tie approach was critically evaluated by characterizing the precision, the accuracy and the pertinence of the frame parameters realized with this strategy and by identifying the critical aspects which, at present, limit the performances of the approach.

La co-locazione a satellite di diverse tecniche geodetiche può contribuire alla realizzazione del sistema di riferimento terrestre?

Le Scienze del Sistema Terra e i servizi per la società civile dipendono dalla qualità del sistema di riferimento (ITRS/F) su cui si basa la georeferenziazione dei dati. Questo studio valuta la possibilità di applicare una nuova combinazione di tecniche geodetiche spaziali per realizzare l’ITRF.

'Posizione' e 'moto' sono concetti intrinsecamente relativi. Per poter localizzare, ad ogni istante, un oggetto posto sulla superficie terrestre o in orbita attorno ad essa è pertanto necessario dotare la crosta terrestre di un sistema di riferimento. A questo scopo, la comunità geodetica è responsabile di realizzare e distribuire l'International Terrestrial Reference Frame (ITRF), che rappresenta attualmente, a scala globale, il sistema di geo-referenziazione più preciso e affidabile. Considerando l'importanza scientifica, sociale ed economica dell'ITRF, viene sviluppato costantemente lavoro di ricerca per migliorarne la realizzazione. Questo lavoro valuta il potenziale di un innovativo metodo di combinazione di due tecniche geodetiche spaziali usate per la realizzazione dell'ITRF, ovvero il Global Navigation Satellite System (GNSS) e il Satellite Laser Ranging (SLR). Le due tecniche sono state combinate attraverso la loro collocazione congiunta 'in orbita', a bordo dei sattelliti GPS/GLONASS, piuttosto che 'a terra' come attualmente implementato nella determinazione dell'ITRF. Per la prima volta, la combinazione a satellite  è stata valutata criticamente caratterizzando la precisione e l’errore associato alla stima dei parametri realizzati seguendo questa strategia. Lo studio ha permesso, inoltre, di individuare le criticità che attualmente limitano l'applicazione di questo approccio