Sygnały okresowe w zmianach współrzędnych GPS i SLR

Transkrypt

1 Sygnały okresowe w zmianach współrzędnych GPS i SLR Janusz Bogusz 1), Mariusz Figurski 1), Anna Kłos 1), Stanisław Schillak 2),3), Karolina Szafranek 1) 1) Wojskowa Akademia Techniczna 2) Centrum Badań Kosmicznych PAN 3) Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych w Dęblinie 1/30

2 31 stacji podwójnych rozmieszczonych na terenie całego świata: Lp. SLR GPS Lp. SLR GPS Lp. SLR GPS Lp. SLR GPS Lp. SLR GPS BOR HERS POTS WTZR MAUI CHAN HRAO RIGA WTZS MAUI CONZ MATE SFER WTZZ THTI GODE MATE SHAO YAR GRAS MDO STR ZIMM GRAS MONP STR BJFS GRAZ POTS WTZA AREQ 2/30

3 GPS: rozwiązania dobowe SLR: rozwiązania miesięczne 3/30

4 Wymagania GGOS: the terrestrial reference frame should be accurate at a level of 1 mm and be stable at a level of 0.1 mm/yr. Gross, R., Beutler, G. and Plag, H.-P.: 2009, Integrated scientific and societal user requirements and functional specifications for the GGOS. In: H.-G. Plag, M. Pearlman (eds.), Global Geodetic Observing System: Meeting the Requirements of a Global Society on a Changing Planet in 2020, Springer, Berlin, 2009, pp Dowolna składowa topocentryczna (North, East, Up): x( t) x n m 0 vx t i i i x j j x t i1 j1 off A sin( t ) O p x ( ) 4/30

5 Źródła sygnałów rocznych: Dong et al. (2002): Seasonal variations from GPS site time series. Journal of Geophysical Research, Vol. 107, No. B4, /30

6 Źródła sygnałów rocznych: Penna and Stewart (2003): Aliased tidal signatures in continuous GPS height time series. Geophysical Research Letters, Vol. 30, No. 23, /30

7 Źródła sygnałów rocznych: Griffiths and J. R. Ray (2013): Sub-daily alias and draconitic errors in the IGS orbits. GPS Solutions (2013) 17: /30

8 Źródła sygnałów rocznych: R. Schmid et al. (2007): Generation of a consistent absolute phase center correction model for GPS receiver and satellite antennas. Journal of Geodesy (2007) 81: /30

9 x( t) x0 v x t A A A I A I TA I CH sin2t sin6t sin1.69t cos6t cos1.69t T 1 1 T 1 X A C A A C L A O A O TA A cos2t A O CH A I SA I AQA sin4t A sin8t O SA O AQA cos4t cos8t X x0, v x, A I A, A O A, A I SA, A O SA, A I TA, A O TA, A I QA, A O QA, A I CH, A O CH T L x,..., x t1 tn T A 1 t1 sin2t1 cos2t1... sin1.69t1 cos1.69t tn sin2tn cos2tn... sin1.69tn cos1.69tn 9/30

10 GPS [mm] 1/2 1/3 1/4 CH N E U /30

11 SLR [mm] 1/2 1/3 1/4 CH N E U /30

12 Amplitudy: 12/30

13 Trend (GPS): 16.5 mm/y, trend (SLR): 14.2 mm/y 13/30

14 Trend (GPS): 34.9 mm/y, trend (SLR): 34.3 mm/y 14/30

15 Wettzell, Niemcy 15/30

16 16/30

17 17/30

18 18/30

19 : dekompozycji falkowej polega na rozłożeniu sygnału na szereg funkcji o malejących częstotliwościach. Dekompozycję falkową wykonujemy przy wykorzystaniu dyskretnej transformacji falkowej. 19/30

20 20/30 Ortogonalna falka Meyera: pozostale przypadki dla 2 exp cos dla 2 exp sin 2 1 j j

21 WTZR-8834 (Wettzell, Niemcy) 21/30

22 22/30

23 23/30

24 Mediany amplitud: 24/30

25 Różnice amplitud ekstremalnych: 25/30

26 26/30

27 27/30

28 28/30

29 : 1. Część stochastyczna może być sumą rzeczywistego sygnału oraz błędów systematycznych (artefaktów numerycznych) i wpływa znacząco na wyznaczenie prędkości, które stosujemy do kinematycznych układów odniesienia oraz interpretacji zjawisk o charakterze dynamicznym. 2. Usunięcie części stochastycznej wpływa na wyniki dalszych analiz: szum pochodzący od efektów środowiskowych powinien być zbliżony do błądzenia przypadkowego (~f 2 ), jednak dla rzeczywistych danych zbliża się do szumu różowego (~f 1 ). 3. Większa amplituda oscylacji z SLR? 4. Porównanie z modelami obciążeniowymi: atmosferycznym i hydrosferycznym? 5. Duża liczba niejednoznaczności czy możemy mówić o wiarygodnych prędkościach? 29/30

30 Niniejsza praca badawcza jest finansowana z funduszy statutowych Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT. Dziękuję za uwagę 30/30