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
31 stacji podwójnych rozmieszczonych na terenie całego świata: Lp. SLR GPS Lp. SLR GPS Lp. SLR GPS Lp. SLR GPS Lp. SLR GPS 1 7811 BOR1 8 7840 HERS 15 7841 POTS 22 8834 WTZR 29 7119 MAUI 2 7237 CHAN 9 7501 HRAO 16 1884 RIGA 23 8834 WTZS 30 7210 MAUI 3 7405 CONZ 10 7939 MATE 17 7824 SFER 24 8834 WTZZ 31 7124 THTI 4 7105 GODE 11 7941 MATE 18 7837 SHAO 25 7090 YAR2 5 7835 GRAS 12 7080 MDO1 19 7825 STR1 26 7810 ZIMM 6 7845 GRAS 13 7110 MONP 20 7849 STR1 27 7249 BJFS 7 7839 GRAZ 14 7836 POTS 21 8834 WTZA 28 7403 AREQ 2/30
GPS: 1996-2013 rozwiązania dobowe SLR: 1993-2012 rozwiązania miesięczne 3/30
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. 209-224. 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
Źródła sygnałów rocznych: Dong et al. (2002): Seasonal variations from GPS site time series. Journal of Geophysical Research, Vol. 107, No. B4, 2075. 5/30
Źródła sygnałów rocznych: Penna and Stewart (2003): Aliased tidal signatures in continuous GPS height time series. Geophysical Research Letters, Vol. 30, No. 23, 2184. 6/30
Źródła sygnałów rocznych: Griffiths and J. R. Ray (2013): Sub-daily alias and draconitic errors in the IGS orbits. GPS Solutions (2013) 17:413 422. 7/30
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) 81:781 798. 8/30
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 cos1.69t1..................... 1 tn sin2tn cos2tn... sin1.69tn cos1.69tn 9/30
GPS [mm] 1/2 1/3 1/4 CH N 0.9 0.3 0.0 0.2 E 0.8 0.4 0.4 0.6 U 1.5 0.7 0.7 0.7 10/30
SLR [mm] 1/2 1/3 1/4 CH N 6.9 4.4 2.9 4.9 E 5.8 6.8 3.8 3.8 U 6.5 6.8 3.2 8.6 11/30
Amplitudy: 12/30
Trend (GPS): 16.5 mm/y, trend (SLR): 14.2 mm/y 13/30
Trend (GPS): 34.9 mm/y, trend (SLR): 34.3 mm/y 14/30
Wettzell, Niemcy 15/30
16/30
17/30
18/30
: dekompozycji falkowej polega na rozłożeniu sygnału na szereg funkcji o malejących częstotliwościach. Dekompozycję falkową wykonujemy przy wykorzystaniu dyskretnej transformacji falkowej. 19/30
20/30 Ortogonalna falka Meyera: pozostale przypadki 0 3 8 3 4 dla 2 exp 1 4 3 2 cos 2 1 3 4 3 2 dla 2 exp 1 2 3 2 sin 2 1 j j
WTZR-8834 (Wettzell, Niemcy) 21/30
22/30
23/30
Mediany amplitud: 24/30
Różnice amplitud ekstremalnych: 25/30
26/30
27/30
28/30
: 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
Niniejsza praca badawcza jest finansowana z funduszy statutowych Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji WAT. Dziękuję za uwagę 30/30