КАУФМАН МАРК БОРИСОВИЧ
          _{14 февраля 1938  –  20 апреля 2014}

         

по материалам

Альманаха современной метрологии

№15 2018 г.

 

14 февраля 2018 года вся метрологическая общественность отметила восьмидесятилетие со дня рождения Кауфмана Марка Борисовича - талантливого исследователя в области определения параметров вращения Земли (ПВЗ) различными методами космической геодезии (астрооптическим, методами радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами и спутниковой лазерной дальнометрии, а также по результатам приёма сигналов глобальных навигационных спутниковых систем), автора алгоритмов и программ комбинированной обработки, одного из основоположников отечественной Службы времени, проработавшего во ФГУП "ВНИИФТРИ" с 1965 г. по 2014 г.

 

Марк Борисович Кауфман – кандидат физико-математических наук, один из основоположников Российской службы определения параметров вращения Земли. Он родился в г. Москва 14 февраля 1938 года. В 1962 г. окончил Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (МИИГАиК). Свою рабочую деятельность начал ещё в студенческие годы на Московском аэрогеодезическом предприятии, на котором и продолжал работать после окончания института до поступления на работу в ФГУП «ВНИИФТРИ».

Марк Борисович проработал во ВНИИФТРИ 49 лет: с 1965 г. в лаборатории астрономического времени младшим, позже старшим научным сотрудником; с 1987 г. - в лаборатории определения параметров вращения Земли (ОПВЗ) старшим научным сотрудником, начальником лаборатории, ведущим научным сотрудником.

Вёл научную и практическую работу по астрономическим наблюдениям с целью определений всемирного времени и координат полюса. Он начал свою рабочую деятельность с проведения астрономических наблюдений.

 

Инструментарий с помощью которогопроизводились наблюдения:

Астрооптические павильоны ФГУП «ВНИИФТРИ» в 1975 г. (слева)

и астролябия Данжона производства OPL (справа).

 

Марк Борисович не оформил диссертацию на соискание учёной степени доктора наук, однако обладал поистине академическими познаниями и опытом. Это позволяло ему вести множество научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по целому ряду направлений.

В 1977 г. участвовал в разработке вероятностно-статистического метода вычислений параметров вращения Земли по данным наблюдений обсерваторий Государственной службы времени и частоты; алгоритмов и программ комбинированной обработки астрономических, спутниковых и радио интерферометрических измерений с целью оперативного определения параметров вращения Земли; занимался исследованиями теоретических и практических вопросов применения средств космических навигационных систем для решения задач ГСВЧ.

Марк Борисович вёл работу не только в рамках лаборатории. Он представлял отечественную службу ПВЗ, постоянно участвуя как в конференциях (в том числе и зарубежных), так и средствах массовой информации.

Например, в передаче «Сегодня утром» рассказывал про календари, введение дополнительной секунды и вращение Земли.

 

Марк Борисович Кауфман отвечает на вопросы телеведущей

 

В составе участников рабочей группы по использованию Bernese 5.0

(Швейцария, г. Берн, Астрономический институт Бернского университета, 2006 г.).

Марк Борисович в первом ряду, четвёртый справа.

 

Марк Борисович был горячим энтузиастом своего дела и активным сторонником внедрения новых средств измерений и методов обработки измерительных данных. При его активном участии в 1987 году началось использование отечественных данных радиоконтроля орбит (РКО) спутников космической навигационной системы (КНС) ГЛОНАСС для определения ПВЗ в ГСВЧ ^[1] и данных доплеровских измерений сигналов геодезического спутника ГЕО-ИК, выполнявшихся с 10 – 15 пунктов на территории нашей страны ^[2].

Также под его началом в 1997 г. и в 2000 г. во ВНИИФТРИ была внедрена и модифицирована программа обработки лазерных измерений ITALAS ^[3], разработанная по заказу ГМЦ ГСВЧ И.С. Гаязовым в Институте теоретической астрономии РАН.

По его же инициативе в ФГУП «ВНИИФТРИ» был закуплен и внедрен программный комплекс BERNESE 4.2 для обработки ГНСС измерений, разработанный в астрономическом институте Бернского университета ^[4], обновлённый впоследствии до версий 5.0 и 5.2.

По сути, ПК BERNESE не является программой в обычном понимании, являясь библиотекой программ, которые исследователь может использовать для решения частной задачи, написав отдельную управляющую программу, готовящую нужные входные данные и параметры для отдельных подпрограмм, и запуская их на выполнение в порядке, необходимом для реализации заданного алгоритма. Марк Борисович разработал алгоритм для ежесуточного определения ПВЗ по данным GPS, и написал программу, которая обеспечивает выполнение его алгоритма в оперативном неинтерактивном (т.е. без участия оператора) режиме.

 

Кауфман М.Б. в составе участников заседании рабочей группы

по определению и прогнозированию параметров вращения Земли (ПВЗ).

(Польша, г. Варшава, Центр космических исследований Польской академии наук, 2009 г.).

Возле колоны справа вверху.

 

При всех достоинствах спутниковых методов определений ПВЗ их основной недостаток состоит в принципиальной невозможности абсолютных определений всемирного времени UT1.

Метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ) позволяет определять полный набор параметров вращения Земли. Марк Борисович модернизировал для целей оперативной службы ПВЗ и внедрил в ежесуточную работу в ГМЦ ГСВЧ ^[5] программный комплекс VieVS, разработанный в Институте геодезии и геофизики Технологического университета города Вены (Австрия).

 

Определение ПВЗ по данным РСДБ в ГМЦ ГСВЧ с помощью модернизированной

М.Б. Кауфманом программы VieVs в интерактивном режиме.

 

Марк Борисович также разработал первый вариант программы определения эфемеридно-временной временной информации космических аппаратов ГЛОНАСС.

 

Так же много времени и сил отдавал наставнической работе. Через его наставничество прошли почти все сотрудники сегодняшнего состава отдела 73, а также некоторые из сегодняшних сотрудников ГМЦ ГСВЧ. Марк Борисович тщательно подбирал состав своей лаборатории. Почти всех сегодняшних сотрудников нашёл и привёл на работу в лабораторию именно он.

 

Марк Борисович был награжден медалью «Ветеран труда», знаком «За заслуги в стандартизации», почётной грамотой Росстандарта, является автором более 70 опубли-кованных научных работ.

Является соавтором фундаментального труда «Каталог звездных положений служб времени СССР» (1971). С 1990 по 2014 год он был ответственным редактором официального бюллетеня Госстандарта «Всемирное время и координаты полюса».

 

Разработал действующий и в настоящее время метод совместной обработки данных о ПВЗ для вычисления опорных оперативных значений ПВЗ ГМЦ ГСВЧ и внедрил его в регулярную работу ГМЦ ГСВЧ в 2006 году ^[6].

Этот метод был разработан с учетом все возрастающих требований к точности и оперативности выдачи текущих и прогнозируемых значений ПВЗ, возникающих сегодня, в первую очередь, в связи с задачей эфемеридно-временного обеспечения модернизируемой системы ГЛОНАСС.

Помимо существенного повышения оперативности выдачи данных, за счет возможности привлечения большего объема измерений его методика обеспечила более высокую точность ПВЗ, а также, благодаря возможности использования самых последних измерений, лучшую прогнозируемость.

 

Результирующие значения ПВЗ в настоящее время образуются путем комбинирования 9 независимых рядов, формируемых в ЦОАД Росстандарта (ГМЦ ГСВЧ), РАН (ИПА РАН) и Роскосмоса (СВОЭВП, ЦУП ЦНИИМАШ и ИАЦ ЦНИИМАШ).

Как показывает анализ и многолетний опыт, среди указанных рядов наиболее устойчивыми в систематическом отношении являются ряды РСДБ и GPS, и именно сред-нее из их сглаженных значений, вычисляемых в ГМЦ ГСВЧ, принято в качестве российской опорной системы ПВЗ. Для остальных рядов вычисляются систематические поправки путем экспоненциального сглаживания отклонений ПВЗ от опорных значений. После учета этих поправок образуются средние из значений ПВЗ каждого ряда с весами, принятыми на основании оценки точности за предшествующий календарный год.

Согласно принятой методике, предусмотрены следующие основные этапы совместной обработки:

– исключение систематических погрешностей индивидуальных рядов ПВЗ;

– образование средневзвешенных значений ПВЗ;

– прогнозирование;

– анализ результатов и оценка точности;

– формирование бюллетеней с выходными данными.

Вычисления ПВЗ на всех этапах производятся по отдельности для каждого из параметров – всемирного времени и координат полюса. Полученные значения ПВЗ относятся к 0 час. UT каждых суток.

Вычисления по принятой методике ведутся тремя циклами:

– ежесуточно определяются оперативные значения ПВЗ на истекшие сутки и прогноз на следующие 30 суток;

– еженедельно (каждый четверг) перерабатываются накопленные измерения за истекшую календарную неделю, уточняются систематические погрешности используемых независимых рядов и вычисляются срочные значения ПВЗ;

– спустя 5 недель после завершения очередного календарного месяца перерабатываются все накопленные за этот месяц измерения и вычисляются окончательные значения ПВЗ.

Такой режим вычислений позволяет быстро, хотя и с ограниченной точностью, получать текущие значения и прогноз ПВЗ, а затем уточнять их по мере поступления новых данных измерений. Так, при вычислении оперативных и срочных значений ПВЗ используется ограниченный набор наблюдений, доступных на момент обработки.

На всех этапах вычисления производятся по отдельности для каждого из параметров – всемирного времени и координат полюса. Они проводятся утром каждые сутки с таким расчетом, чтобы отправить информацию о ПВЗ по автоматизированному каналу связи в АЦУС «Цель» до 10 часов утра по Московскому времени. Полученные опорные значения ПВЗ относятся к 0 часам UT каждых суток.

В результате формируются следующие виды информации об оперативных официальных значениях ПВЗ:

– бюллетени Q формируются ежесуточно и содержат оперативные значения ПВЗ на истекшие сутки и прогноз на следующие 30 суток;

– первая часть бюллетеня А формируется еженедельно (каждый четверг) и содержит срочные значения ПВЗ за истекшую неделю ГСВЧ и прогноз на следующие 7 недель с недельным шагом. При этом перерабатываются накопленные измерения за истекшую календарную неделю и уточняются систематические погрешности используемых независимых рядов;

– информационное сообщение DT формируется по мере необходимости.

На всех этапах вычислений производится оценка точности ПВЗ. Ежесуточно одновременно с определением ПВЗ оценивается их точность и результаты выводятся в специальных рабочих бюллетенях R. Они содержат результаты оценки точности по внутренней сходимости.

Каждое утро, в том числе в праздничные и выходные дни, оператор (до отправки данных о ПВЗ потребителям) осуществляет графический просмотр результатов определения ПВЗ, который в случае необходимости может быть уточнен с помощью данных бюллетеня R.

Этот метод совместной обработки измерений и по сей день используется в ГМЦ ГСВЧ для определения оперативных данных о ПВЗ.

 

Сегодня работа, фундамент которой заложили Д.Ю. Белоцерковский ^[7] и М.Б. Кауфман продолжается ^[8]. Работы, проводимые в ГМЦ ГСВЧ, в части обработки и анализа данных измерений для целей определения ПВЗ находятся на высоком научно-техническом уровне. Проводится совершенствование средств ГМЦ ГСВЧ для целей повышения точности и оперативности определения и прогнозирования ПВЗ. ГСВЧ продолжает обеспечивать потребности страны в узаконенной информации о ПВЗ согласно требованиям Постановлений Правительства РФ №225 и №323 и Технического задания на ГСВЧ.

Умер Марк Борисович 20 апреля 2014 года. В корпусе 28 возле комнаты № 417, в которой работал последние годы, установлена мемориальная плита. В памяти коллег он живет до сих пор.

 

[1] Быханов Е.В., Кауфман М.Б. Вычисление параметров вращения Земли в ГСВЧ с использованием данных навигационной системы ГЛОНАСС. «Исследования в области измерений времени и частоты», сборн. научн. трудов ВНИИФТРИ. М., 1989.

[2] Бойков В.В., Каплан Б.Л., Максимов В.Г. Определение ПВЗ по наблюдениям геодезического спутника ГЕО-ИК. «Всемирное время и координаты полюса». Госстандарт СССР, бюл. Е-65, М., 1991.

[3] I.S.Gayazov, М.В.Kaufman. Analysys of the weekly ERP calculations on the basis of SLR data. Annales Geophysicae. EGS, Suppl. 1 to the Vol. 14, Pt. 1, 1996.

[4] Bernese GPS Software. Version 4.2. // Univ. of Bern, 2001.

[5] М.Б. Кауфман, С.Л. Пасынок, Оперативные вычисления параметров вращения Земли по данным РСДБ с помощью программы VieVS,Труды ИПА РАН, Вып. 23 (Материалы 4-й Всероссийской конференции "Фундаментальное и прикладное координатно-временное и навигационное обеспечение" (КВНО-2011), проходившей 10-14 октября 2011 г. в г. С.Петербург,ИПА РАН) - СПб.: Наука, 2012, ISBN 978-5-02-038188-9, стр. 361-363.

[6] Кауфман М. Б. Точные методы измерения параметров вращения Земли в интересах навигационно-временных определений // Точные измерения для высоких технологий. – Менделеево, 2008. – C.80 – 118.

[7] Основоположники метрологических направлений, Давид Юльевич Белоцерковский, Альманах современной метрологии, №7, 2016 г., С.189–192, ISSN 2313 – 8068.

[8] Блинов И.Ю., Пасынок С.Л., Безменов И.В., Игнатенко И.Ю., Цыба Е.Н., Вострухов Н.А., Редькина Н.П., Синёв А.Н., Сысак Е.В., Чинилина М.А., Шлегель В.Р., Жестков А.Г., Деятельность ГМЦ ГСВЧ по определению параметров вращения Земли в 2017 году, Альманах современной метрологии №13, 2018, C. 9 61, ISSN 2313-8068.