Wpływ niepływowych efektów obciążeniowych na współrzędne punktów i realizację układu odniesienia w regionalnej sieci gps, AZ#204072A7EB/DL-ebwm/pdf (Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej)

Efekty obciążeniowe wywołane niepływowym naciskiem atmosfery, oceanów i wody kontynentalnej na powierzchnię Ziemi wywołują jej deformację. Przemieszczenia punktów z powodu tych efektów zwykle nie są uwzględniane podczas opracowania obserwacji GPS (ang.

Global Positioning System). Celem pracy było przeanalizowanie wpływu modelowania niepływowych efektów obciążeniowych w trakcie opracowania obserwacji GPS na współrzędne punktów i na realizację geodezyjnego układu odniesienia w regionalnej sieci GPS.

Analizy przeprowadzono na podstawie rozwiązań GPS, które otrzymano w wyniku spójnego opracowania ciągłych obserwacji dobowych GPS dla okresu 10 lat zarejestrowanych na 51 stacjach położonych w Europie.

W analizach wykorzystano modele obciążeniowe, wykonane i udostępniane poprzez trzy różnorodne instytucje, które użytkowano na poziomie obserwacji (metoda a priori). W wyniku modelowania efektu niepływowego obciążenia powierzchni Ziemi atmosferą otrzymano średnią udoskonalenie powtarzalności dobowych szeregów czasowych składowej wysokościowej o 6.3%, oceanami o 0.9%, a wodą kontynentalną o 2.1%.

Łączne modelowanie wszelkich efektów spowodowało ulepszenie powtarzalności składowej wysokościowej o 9.8% dla rozwiązań dobowych i o 13.1% dla rozwiązań tygodniowych. Najkorzystniejszą zgodność współrzędnych między rozwiązaniami, w których dla danego efektu zastosowano modele z różnorodnych instytucji, stwierdzono dla rozwiązań z modelowanym wynikiem obciążeniowym z powodu atmosfery.

Dla większości stacji różnice współrzędnych nie przekraczały 1 mm w żadnej ze składowych. Niemniej, dla kilku stacji położonych w rejonie wybrzeża Morza Północnego i Morza Bałtyckiego, stwierdzono rozbieżności w dobowych szeregach czasowych współrzędnej wysokościowej dochodzące do 6 mm.

Modelowanie efektu z powodu obciążenia powierzchni Ziemi wodą kontynentalną usunęło sygnał roczny z szeregu czasowego współczynnika skali sieci regionalnej. Modelowanie efektów obciążeniowych nie wpłynęło na układ odniesienia realizowany na podstawie 10-letnich obserwacji.

Modelowanie wszelkich efektów łącznie spowodowało zmniejszenie błędów szybkości punktów GPS, które dla wszelkich składowych wyniosło 7% i aż 23%, jeśli w trakcie wyznaczania szybkości wyznaczano uzupełniające wyrazy opisujące sygnały o okresie rocznym i półrocznym obecne we współrzędnych GPS.

W analizowanych szeregach czasowych współrzędnych punktów, oprócz sygnałów o okresie rocznym i półrocznym, stwierdzono także sygnały o okresie roku drakonicznego GPS (351.4 dni) i jego harmoniczne. Modelowanie efektów obciążeniowych nie wpłynęło znacząco na okresowości zawarte w szeregach czasowych współrzędnych i na amplitudy sygnałów rocznych i półrocznych.

Modelowanie efektu z powodu obciążenia powierzchni Ziemi wodą kontynentalną pozwoliło lepiej zinterpretować szeregi czasowe współrzędnej wysokościowej, w których dla kilku stacji pojawił się zbyt spory (nienaturalny) sygnał roczny wynikający z śladowego wymiaru analizowanej sieci regionalnej (efekt sieci).

Analiza szumowa szeregów czasowych współrzędnych GPS z modelowanym skutkiem obciążenia powierzchni Ziemi atmosferą wykazała zmniejszenie amplitud szumu potęgowego, a także powiększenie amplitud szumu białego i indeksów spektralnych (uwydatnienie większej korelacji czasowej).

Z kolei modelowanie efektu z powodu wody kontynentalnej spowodowało zmniejszenie wartości indeksów spektralnych (zmniejszenie korelacji czasowej). Modele obciążeniowe wykorzystano ponadto jako poprawki do uzyskanych w wyniku opracowania obserwacji GPS współrzędnych(metoda a posteriori).

Uzyskano bardzo dobrą zgodność powtarzalności współrzędnych z metodą a priori (różnice nieistotne statystycznie). Przy czym, w różnicach współrzędnych z modelowanym konsekwencją z powodu wody kontynentalnej uzyskanymi w tych dwóch metodach zaobserwowano sygnał roczny o maksymalnej amplitudzie 0.2 mm.