Modelowanie pola siły ciężkości oraz jego zmian w czasie na obszarze Polski

Podobne dokumenty
Istniejące modele geoidy/quasigeoidy na terenie Polski

Lokalna kampania porównawcza grawimetrów absolutnych A i FG5-230 w Obserwatorium Geodezyjno-Geofizycznym Borowa Góra

Realizacja projektu modernizacji podstawowej osnowy grawimetrycznej kraju

Zmiany w czasie pola siły ciężkości mechanizmy, monitorowanie, zastosowania, perspektywy Jan Kryński

Geodezja i geodynamika - trendy nauki światowej (1)

Walidacja globalnych modeli geopotencjału pochodzących z misji satelitarnych w oparciu o naziemne dane grawimetryczne

Anomalie gradientu pionowego przyspieszenia siły ciężkości jako narzędzie do badania zmian o charakterze hydrologicznym

Quasi-geoida idealnie dopasowana czy idealnie grawimetryczna

Geodezja fizyczna i grawimetria geodezyjna. Teoria i praktyka

Problemy kalibracji grawimetrów absolutnych i względnych Andrzej Pachuta, Janusz Walo, Marcin Barlik, Tomasz Olszak

Monitoring poziomu wód gruntowych. Monika Biryło, Joanna Kuczyńska-Siehień, Jolanta Nastula, Zofia Rzepecka

Spis treści PRZEDMOWA DO WYDANIA PIERWSZEGO...

Jarosław Bosy (1), Jan Kryński (2), Andrzej Araszkiewicz (3)

Źródła pozyskiwania danych grawimetrycznych do redukcji obserwacji geodezyjnych Tomasz Olszak Małgorzata Jackiewicz Stanisław Margański

Korzyści wynikające ze wspólnego opracowania. z wynikami uzyskanymi techniką GNSS

Definicja i realizacja europejskiego systemu wysokościowego EVRS w Polsce

Projekt GGOS PL. Jarosław BOSY. Instytut Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

GRAWIMETRIA I MODELOWANIE POLA GRAWITACYJNEGO ZIEMI W INSTYTUCIE GEODEZJI I KARTOGRAFII

Geodezja fizyczna i geodynamika

1.1. Kształt Ziemi. Powierzchnie odniesienia. Naukowe i praktyczne zadania geodezji. Podział geodezji wyższej... 18

Układy odniesienia i systemy współrzędnych stosowane w serwisach ASG-EUPOS

Konserwacja i modernizacja podstawowej osnowy magnetycznej kraju

Wykorzystanie sieci ASG EUPOS w zadaniach związanych z realizacją systemu odniesień przestrzennych

ZAŁOŻENIA I STAN AKTUALNY REALIZACJI

Modernizacja podstawowych osnów geodezyjnych fundamentem do wdrożenia europejskich układów odniesienia ETRF2000 i EVRF2007

Geodezja fizyczna i geodynamika

Walyeldeen Godah Małgorzata Szelachowska Jan Kryński. Instytut Geodezji i Kartografii (IGiK), Warszawa Centrum Geodezji i Geodynamiki

Komitet Geodezji PAN oraz Wydział Geodezji i Kartografii Politechniki Warszawskiej

Geodezja fizyczna i geodynamika

Globalny system i układ wysokościowy stan obecny i perspektywy

ASG EUPOS w państwowym systemie odniesień przestrzennych

Wykorzystanie ASG-EUPOS do integracji osnowy wysokościowej. Piotr Banasik Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie

Załącznik 2. Autoreferat

[ Publikacja internetowa 2/2012 ALGORES-SOFT, 1 czerwca 2012 ]

Geodezja, Teoria i Praktyka, Tom 1, Edward Osada kod produktu: 3700 kategoria: Kategorie > WYDAWNICTWA > KSIĄŻKI > GEODEZJA

WYBRANE ELEMENTY GEOFIZYKI

Geodezja fizyczna. Potencjał normalny. Potencjał zakłócajacy. Dr inż. Liliana Bujkiewicz. 8 listopada 2018

PRACE INSTYTUTU GEODZEJI I KARTOGRAFII 2008, tom LIV, zeszyt 112

Podstawowa osnowa wysokościowa, grawimetryczna i magnetyczna ocena stanu i prognozy rozwoju

Moduły ultraszybkiego pozycjonowania GNSS

INSTYTUT GEODEZJI I KARTOGRAFII W LATACH

OSZACOWANIE DOKŁADNOŚCI QUASI-GEOIDY Z MODELU EGM08 NA OBSZARZE POLSKI

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/2011

W OPARCIU JEDNOWIĄZKOWY SONDAŻ HYDROAKUSTYCZNY

KARTA MODUŁU / KARTA PRZEDMIOTU A. USYTUOWANIE MODUŁU W SYSTEMIE STUDIÓW B. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PRZEDMIOTU

Geodynamika. Marcin Rajner ostatnia aktualizacja 23 lutego 2015

ZJAWISKOWE I METROLOGICZNE ASPEKTY ANALIZY SZEREGÓW CZASOWYCH ROZWIĄZAŃ POZYCYJNYCH GPS I SZEREGÓW CZASOWYCH OBSERWACJI GRAWIMETRYCZNYCH.

Kod modułu Geodezja wyższa i astronomia geodezyjna. kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy)

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/11

Konferencja Komisji Geodezji Satelitarnej Komitetu Badań Kosmicznych i Satelitarnych PAN

Analiza współrzędnych środka mas Ziemi wyznaczanych technikami GNSS, SLR i DORIS oraz wpływ zmian tych współrzędnych na zmiany poziomu oceanu

1. Wstęp. Roman Kadaj

Wyrównanie podstawowej osnowy geodezyjnej na obszarze Polski

Integracja stacji systemu ASG-EUPOS z podstawową osnową geodezyjną kraju

Wyniki pomiarów okresu drgań dla wahadła o długości l = 1,215 m i l = 0,5 cm.

Przedstawiona rozprawa doktorska stanowi spójny tematycznie zbiór czterech artykułów opublikowanych w recenzowanych czasopismach naukowych:

PRACE INSTYTUTU GEODEZJI I KARTOGRAFII 2007, tom LIII, zeszyt 111

Precyzyjne pozycjonowanie w oparciu o GNSS

Tutaj powinny znaleźć się wyniki pomiarów (tabelki) potwierdzone przez prowadzacego zajęcia laboratoryjne i podpis dyżurujacego pracownika obsługi

MIĘDZYNARODOWA ASOCJACJA GEODEZJI (IAG)

ASG-EUPOS wielofunkcyjny system precyzyjnego pozycjonowania i nawigacji w Polsce

Geodezja fizyczna i geodynamika

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: DGK n Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Wykorzystanie serwisu ASG-EUPOS do badania i modyfikacji poprawek EGNOS na obszarze Polski

Koncepcja pomiaru i wyrównania przestrzennych ciągów tachimetrycznych w zastosowaniach geodezji zintegrowanej

Obszar badawczy i zadania geodezji satelitarnej

Algorytm opracowania modelu PL-geoid-2011 Roman Kadaj

AKTUALNY STAN REALIZACJI PROJEKTU ASG+

GPSz2 WYKŁAD 15 SZCZEGÓŁOWA WYSOKOŚCIOWA OSNOWA GEODEZYJNA

GEOIDPOL-2008CN model i program quasi-geoidy dostosowany do nowego układu PL-ETRF2000

Układy odniesienia i systemy współrzędnych stosowane w serwisach systemu ASG-EUPOS

Lp. Promotor Temat Dyplomant 1. Dr inż. A. Dumalski. Badanie dokładności użytkowej niwelatora cyfrowego 3. Dr inż. A. Dumalski

ASG-EUPOS w obowiązujących standardach technicznych

KONCEPCJA MODERNIZACJI PODSTAWOWEJ OSNOWY GRAWIMETRYCZNEJ POLSKI

Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji. Geodezja i geoinformatyka

Podstawowa osnowa trójwymiarowa jako realizacja ETRS-89

Nazwa specjalności: geodezja i nawigacja satelitarna (STDS)

Zasady przeliczania szczegółowej osnowy wysokościowej do układu PL-EVRF2007-NH

Moduł modelowania i predykcji stanu troposfery projekt ASG+ Budowa modułów wspomagania serwisów czasu rzeczywistego systemu ASG-EUPOS

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2012/2013

I. Informacje ogólne. Strona 1 z 9

ZASTOSOWANIE TECHNIK CHEMOMETRYCZNYCH W BADANIACH ŚRODOWISKA. dr inż. Aleksander Astel

Moduł modelowania i predykcji stanu jonosfery

Magdalena Oleszczuk Wielofunkcyjny system stacji referencyjnych ASG. Acta Scientifica Academiae Ostroviensis nr 30, 69-75

METODY STATYSTYCZNE W BIOLOGII

SERWIS INTERAKTYWNEGO MONITOROWANIA WSPÓŁRZĘDNYCH STACJI SIECI ASG-EUPOS

II. Efekty uczenia się.

Opis programu studiów

Trendy nauki światowej (1)

WYNIKI CIĄGŁYCH POMIARÓW HAŁASU LOTNICZEGO W ŚRODOWISKU DLA LOTNISKA BABICE W WARSZAWIE

WYZNACZANIE WYSOKOŚCI Z WYKORZYSTANIEM NIWELACJI SATELITARNEJ

Opis programu studiów

Dariusz Ziółkowski, Jan Kryński, Jan Cisak, Magdalena Łągiewska, Łukasz Żak. Instytut Geodezji i Kartografii

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/2011

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA SPRAW WEWNĘTRZNYCH I ADMINISTRACJI 1) z dnia r. w sprawie osnów geodezyjnych, grawimetrycznych i magnetycznych

Projekt nowelizacji RRM w sprawie systemu odniesień przestrzennych z dnia r.

Szczegółowe omówienie wybranych zagadnień Zaleceń technicznych

POZGEO-2 - moduł ultraszybkiego pozycjonowania w ramach projektu ASG+

UKŁADY GEODEZYJNE I KARTOGRAFICZNE

Transkrypt:

Modelowanie pola siły ciężkości oraz jego zmian w czasie na obszarze Polski Jan Kryński Instytut Geodezji i Kartografii, Warszawa Centrum Geodezji i Geodynamiki

Plan prezentacji 1) Wprowadzenie 2) Modele statyczne pola siły ciężkości a) regionalne/lokalne modelowanie geoidy b) globalne modele geopotencjału (GGMs) 3) Zmienność w czasie pola siły ciężkości a) monitorowanie zmian technikami naziemnymi b) monitorowanie zmian technikami satelitarnymi 4) Podsumowanie

Wprowadzenie intensywne badania od ponad 20 lat nowe dane naziemne - grawimetryczne - satelitarno-niwelacyjne satelitarne misje grawimetryczne - dokładne GGMs - zmienność w czasie pola siły ciężkości ciągi powtarzanych precyzyjnych absolutnych wyznaczeń przyspieszenia siły ciężkości

Modele statyczne pola siły ciężkości (1) Regionalne/lokalne modelowania geoidy (1) kilka ostatnich lat IGiK regionalne modele quasigeoidy Globalne Modele Geopotencjału UWM regionalne modele quasigeoidy UPWr lokalne modele quasigeoidy

Modele statyczne pola siły ciężkości (2) model grawimetrycznej quasigeoidy dla Polski GDQM-PL13 model grawimetrycznej quasigeoidy dla Polski GDQM-PL15 remove-compute-restore metoda kolokacji dane: anomalie Faye a (1' 1') EGM08 odchylenia pionu (171 pkt) SRTM, DTED Punkty satel/niwel Regionalne/lokalne modelowania geoidy (2) Odch. std. [cm] POLREF 2.6 EUVN 2.9 ASG-EUPOS 1.8 trawers, I rzędu 1.5 trawers, II rzędu 1.7 IGiK

Modele statyczne pola siły ciężkości (3) Regionalne/lokalne modelowania geoidy (3) model grawimetrycznej quasigeoidy dla Polski UWM metoda LSMSA (Least Squares Modification of Stokes formula with Additive corrections) N ~ N N Topo comb N DW C N atmo comb N ellip dane: anomalie wolnopowietrzne (1.5' 3.0') EGM08 SRTM Odch. std. różnic z na ASG-EUPOS [cm] Przed dopasowaniem 3.1 4-param. 2.6 5-param. 2.3 7-param. 2.2

Modele statyczne pola siły ciężkości (4) Regionalne/lokalne modelowania geoidy (4) lokalny model grawimetrycznej quasigeoidy UPWr metoda GGI (Geophysical Gravity data Inversion) dane: punktowe dane grawimetryczne (33330 pt.) satelitarno-niwelacyjne (POLREF i ASG-EUPOS) T P T r T T EGM08 (również EGM96, EIGEN-6c2 i TUMGOCE02S) GTOPO30 model głębokości Moho dla Europy dokładność wewnętrzna wyznaczenia z metodą GGI : 1.2 cm

Modele statyczne pola siły ciężkości (5) Globalne Modele Geopotencjału (GGMs) (1) RL05 GOCE-based GGMs vs. EGM08 δζ = ζegm08 ζgoce δδg =ΔgEGM08 ΔgGOCE Odch. std. δζ [cm] GGM Odch. std. δδg [mgal] DIR-R5 TIM-R5 DIR-R5 TIM-R5 Nmax = d/o 200 3.4 3.3 0.86 0.84 Nmax = d/o 280 14.0 14.6 5.55 5.80 Nmax = d/o 300 15.2 6.31

Modele statyczne pola siły ciężkości (6) Globalne Modele Geopotencjału (GGMs) (2) GGMs vs. dane satelitarno-niwelacyjne Spectral Enhancing Method (SEM) Satellite only GGMs Combined GGMs Odch. std. δζ przy d/o 200 = 2.8 cm (TIM-R5) Odch. std. δζ 2.2-2.8 cm

Modele statyczne pola siły ciężkości (7) Globalne Modele Geopotencjału (GGMs) (3) RL05 GOCE-based GGMs vs. absolutne wyznaczenia g δ Δ g P Δ g P ( terr.) Δg P ( GOCE ) N max Δ g P ( RTM ) N max 1 2190 Δg 2 P ( EGM08 ) δδ g P (TIM-R5; d/o 200) statystyki δδ g P przy d/o 200 [mgal] Min Max Średnia Odch. std. DIR-R5 6.94 4.60 1.06 1.80 TIM-R5 6.63 4.30 1.06 1.75 GGM

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (1) Zmienność w czasie pola siły ciężkości kilka ostatnich lat CBK IGiK PW grawimetryczne pomiary pływowe powtarzane absolutne pomiary grawimetryczne grawimetryczne pomiary pływowe opracowywanie danych z misji GRACE powtarzane absolutne pomiary grawimetryczne grawimetryczne pomiary pływowe UWM/CBK opracowywanie danych z misji GRACE

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (2) Zmienność w czasie przyspieszenia siły ciężkości (1) Wyniki pomiarów pływowych w Obserwatorium Borowa Góra odczyty grawimetrów igrav-027 i LCR G1036 surowe igrav-027 dryft grawimetrów +0.04 µgal/doba LCR G1036-22.5 µgal/doba po filtracji

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (3) Zmienność w czasie przyspieszenia siły ciężkości (2) Wyniki pomiarów absolutnych grawimetrem FG5-230 w Obserwatorium w Józefosławiu s g = ±2.0 µgal

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (4) Zmienność w czasie przyspieszenia siły ciężkości (3) Wyniki pomiarów absolutnych grawimetrem A10-020 w Obserwatorium Borowa Góra A-BG BG-G2 156 sg = ±5.8 µgal

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (5) Zmienność w czasie bilansu wodnego i przyspieszenia siły ciężkości (1) Zmiany w czasie g z modeli hydrologicznych w Obserwatorium Borowa Góra Wpływ warstw modelu GLDAS na zmiany w czasie g Wpływ lokalnych modeli hydrologicznych na zmiany w czasie g

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (6) Zmienność w czasie bilansu wodnego i przyspieszenia siły ciężkości (2) Modele hydrologiczne a wyniki pomiarów g grawimetrem A10-020 (Borowa Góra) (1) Kontynuacja absolutnych pomiarów g lokalnej hydrologii niezbędna do wiarygodnej interpretacji obserwowanych zmian przyspieszenia siły ciężkości

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (7) Zmienność w czasie bilansu wodnego i przyspieszenia siły ciężkości (3) Modele hydrologiczne a wyniki pomiarów g grawimetrem A10-020 (Borowa Góra) (2) Roczne zmiany g z modeli hydrologicznych ±8 μgal Grawimetr A10-020 jest czuły na wielkoskalowe zmiany hydrologii Korelacja pomiarów grawimetrem A10-020 z modelem GLDAS 0.58 Zmienność mas w czasie spowodowana atmosferą i pływami Poprawka atmosferyczna obliczona z modeli pogody może się różnić od standardowej poprawki atmosferycznej nawet o ±2 μgal Lokalny model pływowy wyznaczony w Obserwatorium Borowa Góra może się różnić od standardowego modelu pływowego nawet o ±2.5 μgal

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (8) Zmienność w czasie bilansu wodnego i przyspieszenia siły ciężkości (4) Pomiary absolutne grawimetrem A10-020 w Obserwatorium Borowa Góra a dane z misji GRACE i modeli hydrologicznych szereg czasowy przyspieszenia siły ciężkości wyznaczonego grawimetrem A10 020 stanowi cenne narzędzie do kalibracji/walidacji długofalowych zmian g w czasie

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (9) Zmiany w czasie geoidy/quasigeoidy (1) zmiany wysokości geoidy uśrednione w podobszarze pokrywającym Polskę wahają się w przedziale 7 mm Optymalny model na tle obserwowanego sygnału zmian wysokości geoidy height [m]

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (10) 4 podobszary 3º 5º Zmiany w czasie geoidy/quasigeoidy (2) zmiany wysokości geoidy uśrednione w podobszarach wahają się w przedziale 10 mm Predykcja zmian wysokości geoidy [m]

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (11) Zmiany w czasie bilansu wodnego (1) Modele zagrożeń powodziowych na podstawie kombinacji modeli satelitarnych i meteorologicznych Badany obszar: południowa część Polski (Sudety, Małopolska i Śląsk) Ekwiwalentna warstwa wody dla okresu 2003-2010 Pierwsze wyniki kombinacji modelu WGHM z modelem grawimetrycznym sugerują możliwość predykcji okresów powodzi i odwodnienia

Zmienność w czasie pola siły ciężkości (12) Modelowanie pola siły ciężkości oraz jego zmian w czasie na obszarze Polsk i Zmiany w czasie bilansu wodnego (2) Efekty użycia różnych filtrów do danych GRACE Użycie filtrów DDK1, DDK2 i DDK3 wyraźne sezonowe zmiany ΔTWS (Max w marcu i Min w lipcu-wrześniu) Użycie silnego filtru, np. DDK1 powoduje, że wpływ harmonik wyższych stopni i rzędów danych GRACE na wyznaczenie ΔTWS staje się zaniedbywalnie mały Filtry DDK4 i DDK5 przepuszczają więcej sygnału niż inne badane filtry, lecz jednocześnie zachowują więcej szumu Użycie filtrów Gaussa skutkuje mniejszą redukcją szumów w danych GRACE na badanym obszarze Uwaga! Zastosowano maximum d/o = 60

Podsumowanie Wnioski Modelowanie geoidy/quasigeoidy na terenie Polski przy użyciu różnych metod i zbiorów danych umożliwia testowanie różnych teorii, programów obliczeniowych oraz poprawianie istniejących modeli Naziemne dane kontrolne o wysokiej jakości (np. anomalie wysokości, absolutne wyznaczenia g) umożliwiają wiarygodną walidację współczesnych GGMs Kontynuowanie pomiarów g i jego zmian spowodowanych hydrologią, atmosferą i pływami ziemskimi jest niezbędne do poprawy jakości wyznaczeń g Należy kontynuować badania zmian geoidy w związku z potrzebą utworzenia kinematycznego systemu odniesienia wysokościowego w Polsce Kombinacja danych GRACE z modelami hydrologicznymi umożliwi lepszy monitoring zmian bilansu wodnego na terenie Polski Zagadnienie filtrowania szumów w danych GRACE wymaga dalszych badań

Podsumowanie Perspektywy Doskonalenie statycznych modeli pola siły ciężkości - odniesienie dla modeli kinematycznych kontynuowanie udoskonalonych misji typu GOCE zagęszczenie danych grawimetrycznych (misje lotnicze) zintegrowane opracowania danych Kinematyczny system odniesienia wysokościowego konieczność stałego monitoringu zmian wysokości geoidy (podobnie jak ruch bieguna w ziemskim układzie odniesienia) kontynuowanie misji typu GRACE walidacja modeli naziemnymi danymi grawimetrycznymi pomiary absolutnymi grawimetrami atomowymi