Wyznaczenie wspólnych oscylaci we współrzędnych środa mas Ziemi obserwowanych techniami SLR GNSS i DORIS W. Kose 12 W.Popińsi 3 A.Wnę 1 M. Zbylut 1 1 Wydział Inżynierii Środowisa i Geodezi Uniwersytetu Rolniczego w Kraowie 2 Centrum Badań Kosmicznych Polsie Aademii Nau Warszawa 3 Główny Urząd Statystyczny Warszawa Seminarium pt. "Współczesne problemy podstawowych sieci geodezynych a problemy definiowania raowych uładów odniesienia". Grybów 18 19.X.2012
Ruch obrotowy Ziemi Uład odniesienia Pole grawitacyne Ziemi Przyszłość uładu odniesienia ITRF Kształt Ziemi Wymagania GGOS (2020: <1 mm doładność uładu odniesienia < 0.1 mm/yr stabilność
Z TRS / TRF P Począte: środe mas Ziemi O Y Sala: ednosta długości uładu SI X Orientaca: oś Z sierowana w przybliżeniu do północnego bieguna Ziemsiego oś X w ierunu południa Greenwich
Udział techni geodezi satelitarne i osmiczne w realizaci TRF Technii dynamiczne SLR GNSS i DORIS Technia VLBI Począte ta nie Sala ta ta Orientaca umowna umowna
ITRF2008 Począte SLR Sala średnia z SLR i VLBI Orientaca nawiązana do ITRF2005 przy wyorzystaniu 179 staci zloalizowanych w 131 miescach (104 na półuli północne oraz 27 na półuli południowe
Dlaczego obserwace GNSS i DORIS nie zostały użyte do wyznaczania początu i sali ITRF2008? Błędy modelowania orbit: niedoładność położenia początu uładu współrzędnych zwłaszcza w ierunu osi Z. Pomiar pseudoodległości w GNSS: mało precyzynie wyznaczona sala. Wyznaczenie sali z obserwaci DORIS ciągle wymaga dalszych udosonaleń ze względu na stosowanie różnych satelitów (SPOT T/P Jason Envisat ERS GFO.
Znaczenie początu uładu wpływ na wyznaczenie precyzynych orbit sztucznych satelitów wpływ na doładność wyznaczenia zmian poziomu oceanów na podstawie obserwaci altimetrycznych i mareograficznych wpływ na doładność wyznaczenia modeli ruchu płyt tetonicznych wpływ na doładność wyznaczania modeli GIA (Glacial Isostatic Adustment.
Różnica pomiędzy CM a CF CM centrum masy Ziemi z uwzgędnieniem atmosfery oceanów i wód ontynentalnych. CF - środe figury odniesiny do stałe powierzchni Ziemi. RUCH GEOCENTRUM ruch CM względem CF. Począte ITRF CF
Przyczyny ruchu środa mas Ziemi Przemieszczanie się mas w obrębie: stałe Ziemi oceanów atmosfery hydrosfery.
Współrzedne środa mas Ziemi wyznaczane są obecnie z następuący techni geodezi satelitarne: SLR (Satellite Laser Ranging GNSS (Global Navigation Satellite System DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite
DANE SLR weely geocenter time series GEOC94-12.GCC from 1994.0 2012.0. Sos'nica K. D. Thaller A. Jäggi R. Dach G. Beutler; 2011: *Reprocessing 17 years of observations to LAGEOS-1 and -2 satellites.* Geodätische Woche 2011 Nürnberg Germany September 26-29 2011 http://www.bernese.unibe.ch/publist/2011/pres/s_geod_woche.pdf aparent geocenter IGS weely combined solution from 1994.0 2012.6. ftp://igs-rf.ign.fr/pub/sum/ DORIS IGN/JPL geocenter time series available at Crustal Dynamics Data Information System (CDDIS from 1993.0 2011.4. ign09wd01.geoc.z ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/pub/doris/products/geoc/
XY YZ ZX Sładowe współrzędnych środa mas Ziemi w płaszczyznach XY YZ i ZX wyznaczone techniami DORIS GNSS SLR
Odchylenia standardowe sośności oraz urtozy szeregów czasowych współrzędnych środa mas Ziemi X Y Z wyznaczonych z obesrwaci techniami DORIS GNSS i SLR Odchylenie standardowe [mm] Sośność Kurtoza X 5.76-0.10-0.20 DORIS Y 6.88-0.32 0.77 Z 25.65-0.45 0.38 X 3.04 0.28 0.54 GNSS Y 4.40 0.19 1.38 Z 5.68-0.01-0.20 X 3.39 0.04 0.54 SLR Y 3.26 0.19 1.10 Z 6.18 0.90 3.36
Współczynnii orelaci pomiędzy szeregami czasowymi współrzędnych środa mas Ziemi X Y Z wyznaczone z obserwaci DORIS GNSS i SLR X Y Z DORIS SLR - 0.161-0.191-0.130 DORIS GNSS - 0.063-0.198-0.245 SLR - GNSS 0.176 0.193 0.006 Poziomy istotności współczynniów orelaci są ~ 0.080 na przyętym poziomie ufności 0.90.
Zastosowanie analizy falowe do analiz zmian współrzędnych środa mas Ziemi Analiza falowa umożliwia badanie szeregów czasowych w czasie a i w częstotliwości poprzez wyznaczanie współczynniów transformaty falowe z tóre można wyznaczyć: zmienne w czasie amplitudy i fazy wybranych oscylaci falowe widma mocy itd. Ponadto dzięi zastosowaniu odwrotne transformaty falowe można doonać: deompozyci szeregu czasowego na sładowe częstotliwościowe filtraci falowe a w szczególności filtraci falowe oparte na funci semblanci.
Widma falowe współrzędnych środa mas Ziemi w płaszczyznach XY YZ i ZX wyznaczonych z obserwaci techni DORIS GNSS i SLR GNSS DORIS SLR
THE WAVELET BASED SEMBLANCE FILTERING x(t 1 0 1 0 ( ( ( ( = = = = n t y n t x t t y S t t x S ϕ ϕ = R = y x y x xy S S S S e S / cos(θ function semblance y(t = = = 1 0 1 1 2 1 2 ( ( p x S t t x ϕ = = = 1 0 1 1 2 1 2 ( ( p S t t y y ϕ DWT DWT wavelet semblance filtering = > treshold cos( 0 treshold cos( x x if if S S θ θ Tresholding of WT coefficients = > treshold 0 treshold cos( cos( y if if S S y θ θ WT coefficients
Wspólne oscylace we współrzędnych środa mas Ziemi wyznaczonych techniami GNSS i SLR obliczone przy użyciu filtraci falowe oparte na semblanci (próg obcięcia 0.90
Wspólne oscylace we współrzędnych środa mas Ziemi wyznaczonych techniami GNSS i SLR obliczone przy użyciu filtraci falowe oparte na semblanci (próg obcięcia 0.99
Wspólne oscylace we współrzędnych środa mas Ziemi wyznaczonych techniami GNSS i DORIS obliczone przy użyciu filtraci falowe oparte na semblanci (próg obcięcia 0.99
Wspólne oscylace we współrzędnych środa mas Ziemi wyznaczonych techniami SLR - DORIS obliczone przy użyciu filtraci falowe oparte na semblanci (próg obięcia 0.99
Analiza danych modelowych n = 930 t = 7.0 [dni] 1 Model D lub G lub S σ n = 6.2 σ n = 3.7 σ n = 3.3 T i [dni] 365.2422 182.6211 A i [mm] 0.5 0.3 φ i 0 0 2 365.2422 182.6211 1.0 0.6 0 0
Widma falowe modelowych współrzędnych środa mas Ziemi Oresy: 365.2422 182.6211. Amplitudy: 0.5 i 0.3 [mm] Oresy: 365.2422 182.6211. Amplitudy: 1.0 i 0.6 [mm] Model G σ = 3.7 Model D σ = 6.2 Model S σ = 3.3
Wspólne oscylace w modelach G i S obliczone przy użyciu filtraci falowe oparte na semblanci (progi obcięcia 0.90 i 0.99 Próg obcięcia 0.90 Amplitudy: 1.0 oraz 0.6 [mm] Model G σ = 3.7 Model S σ = 3.3 Sygnał deterministyczny Próg obcięcia 0.99
Wspólne oscylace w modelach D i S obliczone przy użyciu filtraci falowe oparte na semblanci (progi obcięcia 0.90 i 0.99 Amplitudy: 1.0 oraz 0.6 [mm] Model D σ = 6.2 Próg obcięcia 0.90 Model S σ = 3.3 Próg obcięcia 0.99
Wniosi Współrzędne środa mas Ziemi wyznaczane z obserwaci DORIS zdominowane są przez szum w paśmie oscylaci rótooresowych zwłaszcza w ierunu osi Z ziemsiego uładu odniesienia. W szeregach czasowych współrzędnych środa mas Ziemi wyznaczanych techniami GNSS i SLR występue oscylaca roczna w płaszczyźnie równia ziemsiego. Zastosowanie filtraci falowe z wyorzystaniem semblanci umożliwia wyznaczenie wspólnych oscylaci w dwóch szeregach czasowych. Amplitudy wspólne oscylaci roczne we współrzędnych X Y środa mas Ziemi wyznaczonych z obserwaci GNSS i SLR metodą filtraci falowe z użyciem funci semblanci są zmienne w czasie i rzędu nawyże ilu mm.