Study of the nutation of the Earth by VLBI and GNSS data analysis

Resum

El estudio de la nutación de la Tierra resulta fundamental en dos aspectos: para inferir la estructura del interior de la Tierra y para determinar la orientación del eje de la Tierra en el marco inercial. La observación de fuentes de radio extragalácticas mediante interferometría de muy larga línea de base (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) es la única técnica de geodesia espacial que permite la determinación directa y precisa de la nutación de forma regular. El análisis de las observaciones VLBI permite estimar correcciones al modelo de nutación IAU 2000A. Estas correcciones se conocen como correcciones del polo celeste y forman parte de los Parámetros de Orientación de la Tierra (Earth Orientation Parameters, EOP), junto con las componentes del movimiento del polo y la diferencia UT1-UTC. Los EOP constituyen los parámetros fundamentales utilizados para describir la orientación de la Tierra en el espacio y su conocimiento es necesario para la transformación entre el Sistema de Referencia Terrestre Internacional (International Terrestrial Reference System, ITRS) y el Sistema de Referencia Celeste Geocéntrico (Geocentric Celestial Reference Sytem, GCRS). Los EOP se estiman mediante las cuatro técnicas geodésicas espaciales fundamentales: DORIS, GNSS (Global Navigation Satellite System), SLR y VLBI. Los resultados de cada técnica, son combinados por el Servicio Internacional de Sistemas de Referencia y Rotación de la Tierra y difundidos en series convencionales. Los GNSS son la técnica predominante para la estimación del movimiento del polo gracias a su densa red de seguimiento que está distribuida globalmente. En lo que respecta a la nutación, los GNSS presentan el inconveniente de no poder estimar las correcciones al modelo de nutación de forma directa debido a la correlación con los elementos orbitales de los satélites; pero es factible estimar sus variaciones temporales de manera similar a la determinación que se realiza regularmente de la diferencia UT1-UTC utilizando GNSS. En este contexto, se han identificado varias líneas de investigación que pueden ayudar a ampliar nuestro conocimiento sobre esta materia. Esta tesis se estructura en los siguientes capítulos: - En el capítulo 1 se revisan los sistemas de referencia espacial y temporal aplicables a este estudio. - En el capítulo 2 se proporciona una descripción general sobre el modelado de la rotación de la Tierra a través de los EOP. Este capítulo también incluye un análisis de la propagación de la incertidumbre en la transformación ITRS/GCRS y la evaluación del modelado a corto plazo del modelo de nutación IAU 2000A. En la parte final de este capítulo, se comparan las técnicas VLBI y GNSS. - El capítulo 3 se centra en el análisis VLBI y en él se incluye una revisión de los fundamentos de esta técnica. En este capítulo se presentan los resultados de la serie VLBI de correcciones de nutación obtenida por el autor, la estimación de correcciones al modelo de nutación IAU 2000A, el análisis de la influencia del modelo estocástico en el ajuste de dichas correcciones, y finalmente el estudio del efecto de introducir productos calculados mediante GNSS en el procesamiento de sesiones VLBI de 24 horas. - El capítulo 4 está dedicado al análisis GNSS. Después de realizar una descripción general de esta técnica, se presentan los resultados de las variaciones de nutación estimados utilizando dos paquetes de software diferentes basados en datos GNSS, así como su comparación con las soluciones VLBI en la campaña CONT17. También se presenta en este capítulo un estudio exhaustivo de las diferencias entre técnicas en el resto de los parámetros geodésicos comunes entre VLBI y GNSS. - El capítulo 5 incluye las conclusiones de la tesis y propuestas para trabajos futuros. Ciencias de la Tierra y el espacio - Geodesia (2504) - Geodesia por satélites (2504.07) Radioastronomía (2105)