Лаборатория изучения современных движений земной коры методами космической геодезии (ЛGPS) образована 19 февраля 2001 года и является одним из основных научных подразделений в структуре Федерального государственного бюджетного учреждения науки Научной станции Российской академии наук в г. Бишкеке (НС РАН).

   Цели и задачи: Основная деятельность ЛGPS направлена на изучение современных движений земной коры и связанных с ними геодинамических процессов методами наземной и космической геодезии на примере Центрально-Азиатского региона. Лаборатория занимается комплексной интерпретацией геодезических и сейсмических данных с привлечением результатов из смежных наук о Земле; оценкой точности используемых методов геодезических измерений, усовершенствованием методики получения данных, привлечением передовых технологий и разработкой новых подходов при анализе данных.

   Первоначально в состав лаборатории вошли специалисты, занимающиеся изучением движений поверхности земной коры с 1983 года. Сначала эти исследования проводились при помощи традиционных наземных геодезических методов (светодальномерные измерения). По результатам таких работ были получены данные о связи деформационных процессов с накоплением упругой энергии и другими геофизических параметрами в различных частях земной коры.

   С 1992г при участии значительного числа советских и зарубежных партнеров в Научной станции стал интенсивно внедряться метод глобальной системы позиционирования (Global Positioning System – GPS). В отличие от традиционных наземных линейно-угловых измерений GPS метод не требует прямой видимости между наблюдаемыми пунктами, не зависит от погодных условий и может осуществляться круглосуточно. При этом отсутствуют ограничения на размер единовременно охватываемых территорий, это могут быть небольшие участки или же вся поверхность Земли.

   В результате проводимых космогеодезических работ динамично развивалась Центрально-Азиатская GPS сеть. Первоначально одновременно создавались две наблюдательные сети. Инициаторами одной из них, которую условно называют "немецкой", были ученые из Потсдамского Геоисследовательского центра, Научной станции, Инженерно-геологического и геоэкологического научного центра РАН, Института астрономии РАН. В работе принимали участие специалисты Института Физики Земли РАН, Института сейсмологии НАН Кыргызстана, Института сейсмологии и Института астрономии НАН Узбекистана, геодезические службы этих республик. Первые 40 пунктов располагались на территориях четырех республик: Киргизии, Казахстана, Узбекистана и Таджикистана. В дальнейшем сеть была расширена до 90 пунктов, охватывая основную часть Тянь-Шаня, Тарима и северного Памира. К настоящему времени пункты "немецкой" GPS сети в большинстве своем не сохранились, измерению подлежат единичные пункты на территории Кыргызстана.

   Другая сеть создавалась совместными усилиями ученых США, России, Киргизии, Казахстана и первоначально называлась "американской". В отличие от "немецкой" эта сеть предполагала охват меньшей территории, но с более плотным размещением пунктов наблюдений. Первые 13 пунктов были заложены и измерены в районе г. Алматы и северного побережья оз. Иссык-Куль в 1992 году. А уже в 1993 году их количество возросло до 86. В этот год была проведена самая масштабная измерительная кампания - наблюдения выполнялись сразу 18 полевыми группами. В дальнейшем практически ежегодно происходило наращивание и уплотнение этой сети, которая территориально охватила значительную часть Центральной Азии (рис. 1.1).

Рисунок 1.1. Пункты GPS наблюдений и области преимущественной их установки по годам на территории Центральной Азии

  Специалистами научной станции разработаны и изготовлены оригинальные приспособления для установки нового вида GPS марок, более приспособленных для сохранности и проведения надежных измерений в наших условиях. Поэтому с 1994 г. измерения GPS пунктов осуществлялось уже на марках новой конструкции (рис. 1.2).

Рисунок 1.2. Установка GPS пунктов по технологии НС РАН

   В 1998 г сотрудниками Научной станции произведена первая закладка GPS пунктов и измерения в центральной части Казахстана. В 2002 году создана новая сеть из 35 пунктов на территории Узбекистана, которая охватила Ферганскую впадину и западные отроги Тянь-Шаня. С 2002 г. на основе обмена наша лаборатория получает данные GPS измерений с территории Синьцзян-Уйгурского автономного района Китая. За 2007-2008 годы развернута GPS сеть и проведены первые измерения на территории Таджикистана с охватом гор Памира и Таджикской депрессии. В настоящее время на площади примерно 1200×1800 кв. км общее количество пунктов Центрально-Азиатской GPS сети, по которым имеются данные измерений, составляет около 700 (рис. 1.3).

Рисунок 1.3. Центрально-Азиатская GPS сеть, объединяющая 685 пунктов на территории Киргизии (357), Казахстана (176), Таджикистана (43), Узбекистана (35) и Китая (74)

   В это число входит 15 постоянно-действующих станций непрерывного наблюдения, из которых 3 станции включены в мировую сеть IGS. В настоящее время сотрудники лаборатории GPS проводят регулярные измерения >350 пунктов на территории Киргизии с периодичностью опроса – раз в 1-3 года.

   В 1997 году в предгорьях Киргизского хребта, южнее г. Бишкека была развернута локальная GPS сеть, состоявшая из 25 пунктов. Ее назначение - наблюдение за деформационным полем в окрестностях столицы Кыргызстана и совершенствование методики GPS измерений. В дальнейшем Бишкекская локальная GPS сеть разрасталась (до 42 пунктов) и уплотнялась. Пункты локальной сети расположены друг от друга на расстояниях от ~2 до ~40 км, а в среднем ~9 км. В настоящее время в состав локальной Бишкекской GPS сети входят 36 пунктов и 10 фундаментальных реперов детальных геодезических площадок, которые регулярно измеряются в осенне-зимне-весенний период 4 раза в год (рис. 1.4).

Рисунок  1.4 – Положение пунктов Бишкекской локальной GPS сети на конец 2021г: синие треугольники – ранее установленные (32); зеленые звездочки – установленные в 2017г (4); пурпурные звездочки – новые установленные в 2021г

   В 2005-2006 гг. были установлены детальные геодезические площадки NORUS и ALMALY (рис. 5) с фундаментальными реперами комплексного наблюдения за локальными деформациями земной коры в сочетании с веерными дипольными установками для зондирования становлением электрического поля в дальней зоне. На обеих площадках проводились раз в 2 недели линейно-угловые измерения, на площадке NORUS 4 раза в год проводились GPS наблюдения, а на 4 пунктах площадки ALMALY осуществляются до сих пор непрерывные GPS измерения.

Рисунок 1.5. Положение детальных геодезических площадок: POLIGON, KENTOR, NORUS и ALMALY, включающих в себя фундаментальные многоцелевые реперы для наблюдения за деформационными процессами на локальных участках земной коры. Красные линии – трассы активных разломов

     В мае 2012 г с использованием реперов светодальномерных профилей были заложены геодезические площадки POLIGON и KENTOR для исследования деформаций в зонах активных разрывных нарушений земной коры. С этого времени и по настоящее время на площадках POLIGON, KENTOR и ALMALY проводятся еженедельные линейно-угловые наблюдения, и 4 раза в год проводится сбор GPS данных.

    В июне 2018 г в пределах площадки POLIGON была организована работа 3 станций POL3, POLY и POL7 в перманентном режиме (рис. 1.6).

Рисунок 1.6. а) Новый фундаментальный пункт POL7 для непрерывных GPS наблюдений. б) Оборудование перманентной станции POL3 с возможностью проведения одновременных GPS и линейно-угловых измерений.