UNAVCO [1] был некоммерческим консорциумом, управляемым университетом, который содействовал геологическим исследованиям и образованию с использованием геодезии .
UNAVCO финансировалась Национальным научным фондом (NSF), Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства ( NASA ) и Геологической службой США ( USGS ) для поддержки геологических исследований. Она управляла Геодезическим центром по развитию геонаук (GAGE Facility) Национального научного фонда США . В состав UNAVCO входило 120 американских академических организаций-членов, и она поддерживала более 110 организаций по всему миру в качестве ассоциированных членов.
1 января 2023 года UNAVCO объединилась с Объединенными научно-исследовательскими институтами сейсмологии (IRIS), образовав Консорциум EarthScope. [2]
UNAVCO GAGE Facility, как Всемирный центр данных , предоставил доступ к научным данным для количественной оценки движений горных пород, льда и воды на поверхности Земли или вблизи нее. Данные геодезической съемки собираются различными датчиками, установленными на спутниках, самолетах и на земле, для предоставления моделей рельефа с высоким разрешением и измерений деформаций . Данные, собранные с помощью приборов для измерения деформации и сейсмических скважин, используются для измерения деформации на поверхности Земли или вблизи нее, а также для измерения физических свойств горных пород в непосредственной близости от установок. На многих участках геодезических измерений также собираются метеорологические данные для помощи в обработке геодезических данных. UNAVCO архивировал и распространял данные из программы EarthScope Plate Boundary Observatory , которая позже стала частью Network of the Americas (NOTA) .
Центр UNAVCO GAGE управлял общественным пулом высокоточных портативных систем приемников GPS / GNSS , используемых для различных исследовательских задач.
GAGE Facility в UNAVCO поддерживал пул инструментов наземного лазерного сканирования (TLS) для поддержки исследователей наук о Земле. Технология TLS основана на лидаре (обнаружение и определение дальности света) и иногда называется наземным лидаром или лидаром на штативе. Это активная система формирования изображений, в которой лазерные импульсы испускаются сканером, а время и интенсивность возвращающихся импульсов, отраженных поверхностью или сканируемым объектом, регистрируются. Время прохождения импульсов туда и обратно позволяет снимать миллионы/миллиарды точек, из которых создается трехмерное «облако точек» для точного картирования сканируемой поверхности/объекта.
Основная возможность TLS — создание 3D-карт и изображений поверхностей и объектов в масштабах от метров до километров с точностью от сантиметра до субсантиметра. Повторные измерения TLS позволяют визуализировать и измерять изменения во времени и с беспрецедентной детализацией, что делает TLS еще более ценным для преобразующих научных исследований.
Геологические приложения включают детальное картирование уступов сбросов, геологических обнажений, шероховатости поверхности сбросов, морозных полигонов, лавовых озер , дамб , трещин , ледников , колонных соединений и склоновых дренажей. Проведение дополнительных исследований TLS может быть полезным для визуализации и измерения изменений поверхности с течением времени, например, из-за:
Включение измерений GNSS/GPS обеспечивает точную геопривязку данных TLS в абсолютной системе отсчета . Добавление цифровой фотографии может использоваться для создания фотореалистичных 3D-изображений.
UNAVCO GAGE Facility предоставил геодезическую поддержку исследователям, финансируемым NSF-OPP (National Science Foundation Office of Polar Programs), работающим в Арктике и Антарктике . Могут быть предоставлены GPS-приемники геодезического класса, наземные лазерные сканеры и вспомогательные системы электропитания и связи для непрерывного сбора данных и проведения кампаний по обследованию. Также были предоставлены услуги по эксплуатации и техническому обслуживанию для долгосрочного сбора данных с распространением данных в режиме онлайн из архива сообщества UNAVCO.
Центр UNAVCO GAGE оказал глобальную инфраструктурную поддержку NASA/JPL в эксплуатации набора глобально распределенных постоянных станций GNSS/GPS, называемых Глобальной сетью GNSS NASA (GGN), которая является частью сети Международной службы GNSS (IGS). [3] [4]
UNAVCO управляла Обсерваторией границы плит (PBO), геодезическим компонентом программы EarthScope, финансируемой Национальным научным фондом. PBO состояла из нескольких основных компонентов обсерватории: сеть из более чем 1100 постоянных, непрерывно работающих станций Глобальной системы позиционирования (GPS), многие из которых предоставляли данные с высокой скоростью и в режиме реального времени, 78 скважинных сейсмометров, 74 скважинных деформометра, 28 неглубоких скважинных наклономеров и шесть длиннобазовых лазерных деформометров.
UNAVCO управляла непрерывно действующей Карибской сетью наблюдений GNSS/GPS (COCONet) , которая состояла из 50 запланированных непрерывно действующих станций GPS/метеорологии, интегрированных с 65 существующими станциями GPS, эксплуатируемыми организациями-партнерами. COCONet предоставляет данные GPS и метеорологические данные в открытом формате для этих станций для использования учеными, государственными учреждениями, преподавателями, студентами и частным сектором.
UNAVCO была организована в три программы. Три программы были сосредоточены на:
Программа геодезической инфраструктуры (GI) объединила всю геодезическую инфраструктуру и возможности сбора данных для непрерывно работающих сетей наблюдений и краткосрочных развертываний. Поддерживаемые мероприятия включали разработку и тестирование, передовую системную инженерию, строительство, эксплуатацию и обслуживание постоянных сетей геодезических приборов по всему миру. Основные проекты, поддерживаемые программой GI, включали 1112-станционную обсерваторию Plate Boundary Observatory (PBO), полярные сети в Гренландии и Антарктиде ( GNET и ANET , вместе известные как POLENET ), COCONet, охватывающую границу Карибской плиты, многопрофильную AfricaArray и несколько других более мелких непрерывно наблюдающих геодезических сетей.
Программа Geodetic Data Services (GDS) предоставляла услуги по долгосрочному управлению наборами данных. Эти услуги организовывали, управляли и архивировали данные, а также разрабатывали инструменты для доступа к данным и их интерпретации. Услуги предоставлялись для данных GNSS/GPS, данных изображений, данных о деформации и сейсмических данных, а также метеорологических данных. Архив данных UNAVCO включал более 2300 непрерывных станций GNSS/GPS.
Программа «Образование и взаимодействие с обществом» предоставляла услуги по распространению научных результатов геодезического сообщества, содействовала образованию, развитию рабочей силы и международному партнерству. Особое внимание уделялось предоставлению обучения, разработке учебных материалов и содействию проведению технических краткосрочных курсов для ученых, изучающих геодезию. Программа также поддерживала формальное образование (K-12) и неформальное информирование общественности посредством семинаров, учебных материалов для учащихся средних школ и курсов бакалавриата, музейных экспозиций и взаимодействия в социальных сетях.
UNAVCO поддерживала развитие гео-рабочих сил посредством программ стажировок для студентов, наставничества для аспирантов и онлайн-ресурсов. Это включало программу стажировок Research Experience in the Solid Earth Science for Students (RESESS). RESESS была летней программой стажировок, направленной на увеличение разнообразия студентов, поступающих в геонауки. [5]
Членами UNAVCO были образовательные или некоммерческие учреждения, зарегистрированные в Соединенных Штатах (США) или на их территориях с обязательством проводить научные исследования, включающие применение высокоточной геодезии в науке о Земле или смежных областях. Ассоциированное членство было доступно организациям, не являющимся образовательными учреждениями США, если эти организации разделяли миссию UNAVCO и иным образом соответствовали требованиям для членства.
Совет директоров был уполномочен осуществлять надзор и управление UNAVCO и был избран назначенными представителями учреждений-членов UNAVCO. Консультативные комитеты каждой из трех программ направляли фокус программ.
Космические геодезические наблюдения позволили измерить движения поверхности и коры Земли в самых разных масштабах, что привело к открытиям в области континентальной деформации, процессов на границах плит, цикла землетрясений, запасов континентальных подземных вод и гидрологической нагрузки.
Тектонические плиты Земли постоянно находятся в движении, хотя и настолько медленном, что даже с помощью самых точных приборов для его измерения требуются месяцы или годы наблюдений. Появление космических геодезических методов улучшило возможности измерения движения тектонических плит и установления стабильных земных и небесных систем отсчета, необходимых для повышения точности. Геодезические исследования, связанные с землетрясениями, вулканами и оползнями, направлены на обеспечение раннего оповещения и смягчение будущих опасных событий.
Лед покрывает приблизительно 10% поверхности суши Земли в настоящее время, причем большая часть массы льда содержится в континентальных ледяных щитах Гренландии и Антарктиды . Разработка и проведение геодезических экспериментов, которые позволяют исследователям улучшить понимание динамики льда, позволяет более точно прогнозировать (с помощью численных моделей) реакцию ледников на изменение климата. [6] [7] [8]
Поскольку геодезия чувствительна к перераспределению масс и точным измерениям расстояний, она вносит вклад в исследования проблем, связанных с водой и окружающей средой. Геодезические наблюдения позволяют исследователям отслеживать движение воды в системе Земли в глобальных масштабах и характеризовать изменения в хранении подземных вод в различных масштабах, начиная от изменений в хранении воды в континентальном масштабе с использованием гравитационных космических миссий до региональных и локальных изменений с использованием INSAR , GNSS, нивелирования и относительных гравитационных измерений деформации поверхности, сопровождающей уплотнение водоносной системы. [9] [10] [11]
Космическая геодезия использует электромагнитные сигналы, распространяющиеся через атмосферу, предоставляя информацию о температуре тропосферы и водяном паре, а также о плотности электронов ионосферы. [12] [13]