Combination of time series of excitation functions considering the common original observations

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1 Geodätische Woche Köln, Deutschland, Oktober 2010 P9: Combined analysis and validation of Earth rotation models and observations GIH, DGFI, TUM Combination of time series of excitation functions considering the common original observations Michael Schmidt, Robert Heinkelmann, Franziska Göttl, Matthew Heller Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut DGFI

2 Geodätische Woche Köln, Deutschland, Oktober 2010 P9: Combined analysis and validation of Earth rotation models and observations GIH, DGFI, TUM Combination Kombination of von time Zeitreihen series of der Anregungsfunktionen excitation functions unter considering Berücksichtigung the der common originären original Beobachtungsdaten observations Michael Schmidt, Robert Heinkelmann, Franziska Göttl, Matthew Heller Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut DGFI

3 Projektstruktur DGFI Arbeitspakete: WP 4: Analyse der geometrischen, gravimetrischen und altimetrischen Beobachtungen WP 5: Trennung geophysikalischer Beiträge zu Erdrotationsvariationen WP 6: Kombinierte Ausgleichung geometrischer, gravimetrischer und altimetrischer Anregungsfunktionen siehe: Poster Kutterer et al.

4 Datenaufbereitung Parameters: SLA sea level anomalies T temperature S salinity h steric steric sea level anomalies EWH equivalent water heights Geopotential coefficients ( C nm, S nm ): GSM mean field GAC non-tidal atmosphere and ocean GAD ocean bottom pressure Mathematical instruments: GSHS global spherical harmonic synthesis GSHA global spherical harmonic analysis

5 Gravimetrische Anregungsfunktionen Integraler Massenterm abgeleitet aus Gravitationsfeldänderungen (insgesamt 72 Monate, d.h. von Januar 2003 bis Dezember 2009) GFZ: GeoForschungsZentrum Potsdam, RL04, GSM+GAC CSR: Center for Space Research, RL04, GSM+GAC JPL: Jet Propulsion Laboratory, RL04, GSM+GAC ITG: IGG Universität Bonn, ITG2010,GSM+GAC Delft: DEOS, TU Delft, DMT-1, GSM+GAC

6 Ausgleichungsmodell GPS VLBI ITRF, χ geom GGOS-D, P6, SLR GRACE Altimetrie Modelle GFZ, DGFI, P6, GFZ, CSR, JPL, ITG, DGFI, AVISO, Atmosphäre, χ grav χ grav χ ocean χ hydro χ ocean χ atm

7 Ausgleichungsmodell GPS VLBI SLR GRACE Altimetrie ITRF, χ geom GGOS-D, P6, GFZ, DGFI, P6, GFZ, CSR, JPL, ITG, DGFI, AVISO, χ grav χ grav χ ocean χ hydro χ ocean = = χ A + χo + χh + χm = χ A + χo + χh = + + = χ A + χ O + χ H = χ O = χ H = + + Alle GRACE-Prozessierungszentren Atmosphäre, dieser Abhängigkeiten verwenden die gleichen χ = χ Modelle A GRACE-Eingangsdaten. atm Es wird ein Modell zur Berücksichtigung benötigt. = = χ O = + +

8 Anregungsfunktionen

9 Anregungsfunktionen

10 Operator-Software Impact (OSI)

11 Anregungsfunktionen

12 Gravimetrische Anregungsfunktionen Integraler Massenterm abgeleitet aus Gravitationsfeldänderungen (insgesamt 72 Monate, d.h. von Januar 2003 bis Dezember 2009) i = 1 i = 2 i = 3 i = 4 i = 5 GFZ: GeoForschungsZentrum Potsdam, RL04, GSM+GAC CSR: Center for Space Research, RL04, GSM+GAC JPL: Jet Propulsion Laboratory, RL04, GSM+GAC ITG: IGG Universität Bonn, ITG2010,GSM+GAC Delft: DEOS, TU Delft, DMT-1, GSM+GAC

13 Ausgleichungsmodell

14 Ausgleichungsmodell

15 Ausgleichungsmodell

16 Ausgleichungsmodell

17 Kombination der Anregungsfunktionen

18 Kombination der Anregungsfunktionen

19 Kombination der Anregungsfunktionen

20 Kombination der Anregungsfunktionen

21 Kombination der Anregungsfunktionen

22 Ergebnisse Integraler Massenterm abgeleitet aus Gravitationsfeldänderungen (insgesamt 72 Monate, d.h. von Januar 2003 bis Dezember 2009) i = 1 i = 2 i = 3 i = 4 i = 5 GFZ: GeoForschungsZentrum Potsdam, RL04, GSM+GAC CSR: Center for Space Research, RL04, GSM+GAC JPL: Jet Propulsion Laboratory, RL04, GSM+GAC ITG: IGG Universität Bonn, ITG2010,GSM+GAC Delft: DEOS, TU Delft, DMT-1, GSM+GAC

23 Ergebnisse Kombinationslösungen für den integraler Massenterm abgeleitet aus Gravitationsfeldänderungen 1. Gewichtetes Mittel 2. Gewichtetes Mittel und Varianzkomponentenschätzung 3. Gemeinsames α 4. AC-abhängiges α i

24 Ergebnisse Vergleich Eingangsdaten und Kombinationslösung χ 2 [mas] σχ 2 [mas]

25 Zusammenfassung und Ausblick Berücksichtigung des OSI-Ansatzes - Verschiedene Ansätze für das stochastische Modell zur Kombination der Zeitreihen der Anregungsfunktionen wurden vorgestellt - Die vorgestellten OSI-Ansätze wurden mit traditionellen Verfahren verglichen - Die Ergebnisse der OSI-Ansätze erscheinen realistischer Nächste Arbeitsschritte - Die Kovarianzmatrizen werden bisher als Diagonalmatrizen eingeführt, d.h. Kovarianzen wurden nicht berücksichtigt - Berücksichtigung von geeigneten Kovarianzen - Anwendung der Varianzkomponentenschätzung