Мета. Проаналізовано сучасний стан використання GNSS-даних для вирішення завдань геодинаміки, дослідженням ступеня придатності даних для оцінювання регіональних рухів земної поверхні з позицій критеріїв їхньої точності та тривалості спостережень, понад яку вони здатні забезпечити репрезентативні результати оцінювання. Методика. Мету досліджень вмотивовано відсутністю однозначно встановлених показників руху літосферних плит, відмінностями стратегій опрацювання спостережень і відповідного програмного забезпечення, неврегульованістю встановлення мінімальної тривалості спостережень, а також потребою збільшення густоти покриття територій і залучення великої кількості станцій для деталізації тектонічних моделей, деформаційного аналізу, районування територій і виявлення аномальних зон потенційно небезпечних геологічних процесів. Вхідними даними обрано три загальнодоступні бази часових координатних рядів станцій у межах Євразійської плити на території Європи, які розміщені в архіві SOPAC: база даних SIO, сформована опрацюванням спостережень у програмному комплексі GAMIT-GLOBK (177 станцій), і дві бази даних JPL (204 станції), де координатні ряди одержано опрацюванням спостережень у програмному комплексі GIPSY-OASIS і комбінованим QOCA-розв’язком. Емпіричним дослідженням осібно для кожної бази даних підлягали координатні ряди протягом 1.01.2005–1.01.2015 рр. з дискретизацією в один місяць. Суть експерименту полягала у визначенні таких інтегрованих показників руху досліджуваної поверхні як середні вагові лінійні зміщення, довжини і напрямки векторів і швидкості руху. Ці показники обчислені за усіма станціями, а також після їх вибраковування за двома формальними критеріями репрезентативності: 1) абсолютні значення зміщень станцій перевищують їхні середні квадратичні похибки; 2) абсолютні значення зміщень перевищують їхні граничні похибки. З погляду таких критеріїв виявлено станції, які вибраковувались найчастіше, тому повинні підлягати ретельному індивідуальному аналізу за їх використання для потреб геодинаміки. Результати. Результати експерименту показали, що мінімальна тривалість спостережень не є сталою величиною і повинна встановлюватись для кожного емпіричного набору даних. За найоптимістичнішими оцінками досягнення міліметрового рівня точності показників руху можливе при тривалості спостережень понад 2.5 років за умови використання координатних часових рядів бази даних JPL (QOCA). Такий термін досягається за обома критеріями вибраковування для періоду спостережень 2005–2008 рр., який наближено вкладається у межі офіційних ITRF-реалізацій. Досягнення сантиметрового рівня точності за таких самих умов можливе вже понад термін 0,8 року. Для усього десятилітнього дослідного періоду вказані терміни більш ніж подвоюються. Такі великі розбіжності не знайшли іншого пояснення, крім того, що є наслідком руху і не скорегованого поточного положення початку відліку референцної системи ITRS. Наукова новизна і практична значущість. Одержаний результат вказує на необхідність запровадження новітньої ITRF-реалізації і більш частого коригування положення початку відліку. За умови дотримування зазначених мінімальних термінів спостережень вибраковування за граничним критерієм недоцільне як таке, що зумовлює відсіювання великої кількості станцій. Результати експерименту посвідчили переваги QOCA-розв’язків, порівняно з GIPSY-OASIS та GAMIT-GLOBK, з погляду використання часових координатних рядів для потреб геодинаміки.
1. Altamimi Z., Sillard P., Boucher C. ITRF2000: A new release of the International Terrestrial Reference Frame for earth science applications. J. Geophys. Res. 2002, Vol. 107(B10), No 2214, 19. doi: 10.1029/2001JB000561
https://doi.org/10.1029/2001JB000561
2. Altamimi Z., Collilieux X., Legrand J., Garayt B., Boucher C. ITRF2005: A new release of the International Terrestrial Reference Frame based on time series of station positions and Earth Orientation Parameters. J. Geophys. Res. 2007, Vol. 112(B9), No B09401, 19. doi: 10.1029/2007JB004949
https://doi.org/10.1029/2007JB004949
3. Altamimi Z., Collilieux X., Metivier L. ITRF2008: an improved solution of the international terrestrial reference frame. J. Geod. 2011, Vol. 85(8), 457–473. doi: 10.1007/s00190-011-0444-4
https://doi.org/10.1007/s00190-011-0444-4
4. Altamimi Z., Metivier L., Collilieux X. ITRF2008 plate motion model. J. Geophys. Res. 2012, Vol. 117(B7), No B07402, 14. doi: 10.1029/2011JB008930
https://doi.org/10.1029/2011JB008930
5. Altamimi, Z., Rebischung, P., Metivier, L., Collilieux, X., ITRF2014: a new release of the international terrestrial reference frame modeling nonlinear station motions. J. Geophys. Res. 2016, Vol. 121(B8), 6109–6131. doi: 10.1002/2016JB013098
https://doi.org/10.1002/2016JB013098
6. Altiner Y., Bacic Z., Basic T., Coticchia A., Medved M., Mulic M., Nurce B. Present-day tectonics in and around the Adria plate inferred from GPS measurements. In: Dilek Y., Pavlides S. (Eds.) Postcollisional tectonics and magnetism in the Mediterranean region and Asia. Geological Society of America Special Paper, 2006, No. 409, 43–55.
https://doi.org/10.1130/2006.2409(03)
7. Argus D. F., Gordon R. G., DeMets C. Geologically current motion of 56 plates relative to the no-net-rotation reference frame. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2011, Vol. 12(11), No Q11001, 13. doi: 10.1029/2011GC003751
https://doi.org/10.1029/2011GC003751
8. Argus D. F., Gordon R. G., Heflin M. B., Ma C., Eanes R., Willis P., Peltier W. R., Owen S. E. The angular velocities of the plates and the velocity of Earths centre from space geodesy. Geophys. J. Int. 2010, Vol. 180(3), 913–960. doi: 10.1111/j.1365-246X.2009.04463.x
https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04463.x
9. Bird P. An updated digital model of plate boundaries. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2003, Vol. 4(3), No 1027, 52. doi: 10.1029/2001GC000252
https://doi.org/10.1029/2001GC000252
10. DeMets C., Gordon R.G., Argus D.F., Stein S. Current plate motions. Geophys. J. Int. 1990, Vol. 101(2), 425–478. doi: 10.1111/j.1365-246X.1990.tb06579.x
https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.1990.tb06579.x
11. DeMets C., Gordon R.G., Argus D.F., Stein S. Effect of recent revisions to the geomagnetic reversal time scale on estimates of current plate motions. Geophys. Res. Lett. 1994, Vol. 21(20), 2191–2194. doi: 10.1029/94GL02118
https://doi.org/10.1029/94GL02118
12. DeMets C., Gordon R. G., Argus D. F. Geologically current plate motions. Geophys. J. Int. 2010, Vol. 181(1), 1–80. doi: 10.1111/j.1365-246X.2009.04491.x
https://doi.org/10.1111/j.1365-246X.2009.04491.x
13. Dmitrieva K., Segal P., DeMets C. Network-based estimation of time-dependent noise in GPS position time series. J. Geod. 2015, Vol. 89(6), 591–606. doi: 10.1007/s00190-015-0801-9
https://doi.org/10.1007/s00190-015-0801-9
14. Dong D., Herring T. A., King R. W. Estimating regional deformation from a combination of space and terrestrial geodetic data. J. Geod. 1998, Vol. 72(4), 200–214. doi:10.1007/s001900050161
https://doi.org/10.1007/s001900050161
15. Gazeaux, J., Williams S., King M., Bos M., Dach R., Deo M., Moore A.W., Ostini L., Petrie E., Roggero M., Teferle F. N., Olivares G., Webb F. H. Detecting offsets in GPS time series: first results from the detection of offsets in GPS experiment. J. Geophys. Res. 2013, Vol. 118(B5), 2397–2407. doi:10.1002/jgrb.50152
https://doi.org/10.1002/jgrb.50152
16. Herring, T. MATLAB tools for viewing GPS velocities and time series. GPS Solution. 2003, Vol. 7(3), 194–199. doi:10.1007/s10291-003-0068-0
https://doi.org/10.1007/s10291-003-0068-0
17. Kogan M. G., Steblov G. M. Current global plate kinematics from GPS (1995-2007) with the plate-consistent reference frame. J. Geophys. Res. 2008, Vol. 113(B4), No B04416, 17. doi: 10.1029/2007JB005353
https://doi.org/10.1029/2007JB005353
18. Kremer C., Blewitt G., Klein E.C. A geodetic plate motion and Global Strain Rate Model. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2014, Vol. 15(10), 3849–3889. doi: 10.1002/2014GC005407
https://doi.org/10.1002/2014GC005407
19. Kremer C., Holt W. E., Haines A. J. An integrated global model of present-day plate motions and plate boundary deformation. Geophys. J. Int. 2003. Vol. 154(1), 8–34. doi:10.1046/j.1365-246X.2003.01917.x
https://doi.org/10.1046/j.1365-246X.2003.01917.x
20. Mao A., Harrison C. G. A., Dixon T. H. Noise in GPS coordinate time series. J. Geophys. Res. 1999, Vol. 104(B2), 2797–2816. doi: 10.1029/1998JB900033
https://doi.org/10.1029/1998JB900033
21. Nikolaidis R. Observation of geodetic and seismic deformation with the Global Positioning System: Ph.D. Thesis. University of California, San Diego, 2002, 265.
22. Sella G. F., Dixon T. H., Mao A. REVEL: A model for recent plate velocities from space geodesy. J. Geophys. Res. 2002. Vol. 107(B4), No 2081, 30. doi: 10.1029/2000JB000033
https://doi.org/10.1029/2000JB000033
23. Silver P. G., Bock Y., Agnew D. C., Henyey T., Linde A. T., McEvilly T. V., Minster J. B., Romanowicz B. A., Sacks I. S., Smith R. B., Solomon S. C., Stein S. A. A plate boundary observatory. Iris Newsletter. 1999. Vol. XVI(2), 3–9.
24. Tadyeyev O., Lutsyk O. Study of the earths surface deformations on the results of GNSS-observations in Europe (2004-2014). Scientific Herald of Uzh. Univ.: Geography. Land management. Nature management. 2014, Is. 3, 27–35.
25. Williams S. D. P. CATS: GPS coordinate time series analysis software. GPS Solution. 2008, Vol. 12(2), 147–153. doi: 10.1007/s10291-007-0086-4
https://doi.org/10.1007/s10291-007-0086-4
26. Williams S. D .P., Bock Y., Fang P., Jamason P., Nikolaidis R. M., Prawirodirdjo L., Miller M., Johnson D. J. Error analysis of continuous GPS position time series. J. Geophys. Res. 2004, Vol. 109(B3), 19. doi: 10.1029/2003JB002741
https://doi.org/10.1029/2003JB002741
27. Wu X., Collilieux X., Altamimi Z., Vermeersen B. L. A., Gross R. S., Fukumori I. Accuracy of the International Terrestrial Reference Frame origin and Earth expansion. Geophys. Res. Lett. 2011, Vol. 38(13), No L13304, 5. doi: 10.1029/2011GL047450
https://doi.org/10.1029/2011GL047450