Analyse der EOP-Zeitreihen aus Daten des ITRF2008

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1 Mathis Bloßfeld, Manuela Seitz, Detlef Angermann Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut Geodätische Woche 2009 Forschungsarbeiten im Rahmen der Forschergruppe Erdrotation und globale dynamische Prozesse (DFG-FOR584) Gliederung Kombinationsstrategie des am DGFI Datengrundlagen EOP Zeitreihen bzgl. IERS 05 C04 (technik-spezifische Lösungen Vergleich von Epochenlösungen und Mehrjahreslösung Vergleich verschiedener Epochenlösungen Zusammenfassung und Ausblick

2 Kombinationsstrategie des am DGFI Zeitreihen der en Gesamt- en IGS ILRS IVS IDS 1997 bis 2008 täglich 1983 bis bzw. 7-tägig 1983 bis 2008 sessionweise 1993 bis tägig = = = = GPS SLR VLBI DORIS = = DFG-FOR584-P6 Kombinationsstrategie des am DGFI Konsistente Bestimmung von Erdrotation, Geometrie und Schwerefeld mit verschiedenen geodätischen Raumbeobachtungsverfahren 1 z.b Epochenreferenzrahmen DFG-FOR584-P6 Parameter gelten nur für die entsprechende Epoche zeitunabhängig! SLR z.b. SLR Mehrjahresreferenzrahmen Parameter gelten für den gesamten Zeitraum zeitabhängig!

3 Kombinationsstrategie des am DGFI Wozu braucht man einen Epochenreferenzrahmen? (Bsp.: Wettzell) saisonale Signale in den Stationskoordinatenzeitreihen Auflastmodell: Atmosphäre: NCEP (KALNAY et al. 1996) Hydrologie: GLDAS (RODELL et al. 2004) Kombinationsstrategie des am DGFI Wozu braucht man einen Epochenreferenzrahmen? (Bsp.: Wettzell) Epochenlösungen Mehrjahreslösung saisonale Signale in den Stationskoordinatenzeitreihen Auflastmodell: Atmosphäre: NCEP (KALNAY et al. 1996) Hydrologie: GLDAS (RODELL et al. 2004)

4 Datengrundlagen o technik-spezifische zeitabhängige Lösung Mehrjahreslösung o (GPS, VLBI, SLR, DORIS) o kombinierte zeitabhängige Lösung DFG-FOR584-P6 o technik-spezifische zeitunabhängige Lösung Epochenlösungen o (GPS, VLBI) o kombinierte zeitunabhängige Lösung Durchgeführte Vergleiche: o Sensitivität der verschiedenen Techniken gegenüber bestimmter EOP o Unterschiede zwischen Mehrjahreslösung und Epochenlösungen o Unterschiede zwischen Epochenlösungen EOP Zeitreihen bzgl. IERS 05 C04 (GPS, VLBI, SLR) - LOD

5 EOP Zeitreihen bzgl. IERS 05 C04 (GPS, VLBI, SLR) - XPOL EOP Zeitreihen bzgl. IERS 05 C04 (GPS, VLBI, SLR) - YPOL

6 EOP Zeitreihen bzgl. IERS 05 C04 (GPS, VLBI, SLR) - Überblick GPS (1997 bis 2008) VLBI SLR LOD [ms] XPOL [mas] YPOL [mas] RMS WRMS RMS WRMS RMS WRMS (Zur Berechnung von RMS und WRMS wurden der Offset und eine zeitlich-lineare Änderung entfernt) o GPS am Genauesten um LOD, XPOL, YPOL zu bestimmen, da: - viele global verteilte GPS-Stationen - viele Beobachtungen hohe Redundanz EOP Zeitreihen bzgl. IERS 05 C04 (GPS, VLBI, SLR) - Überblick GPS (1997 bis 2008) VLBI SLR LOD [ms] XPOL [mas] YPOL [mas] RMS WRMS RMS WRMS RMS WRMS (Zur Berechnung von RMS und WRMS wurden der Offset und eine zeitlich-lineare Änderung entfernt) o VLBI / SLR ungenauer, da schlechtere Netzgeometrie (Geometrie des VLBI-Netzes variiert stark zwischen Sessionen) o Variation der Netzgeometrie spiegelt sich in den Standardabweichungen wieder (WRMS)

7 EOP Zeitreihen bzgl. IERS 05 C04 (GPS, VLBI, SLR) - Überblick GPS (1997 bis 2008) VLBI SLR LOD [ms] RMS WRMS XPOL [mas] RMS WRMS YPOL [mas] RMS WRMS (Zur Berechnung von RMS und WRMS wurden der Offset und eine zeitlich-lineare Änderung entfernt) o VLBI und SLR sehr wichtig, da Zeitreihen von 1983 bis 2008!! o (IERS 05 C04 ist ein geglättetes Kombinationsprodukt) Vergleich von Epochenlösungen und Mehrjahreslösung - XPOL Mittelwerte FOR584- P6: (GPS): [mas]: [mm]: 1.46 Lagerung!

8 Vergleich von Epochenlösungen und Mehrjahreslösung - YPOL Mittelwerte FOR584- P6: (GPS): [mas]: [mm]: 0,83 Lagerung! Vergleich von Epochenlösungen und Mehrjahreslösung - Überblick FOR584-P6 (GPS und VLBI) (GPS) XPOL [mas] YPOL [mas] RMS WRMS RMS WRMS (Zur Berechnung von RMS und WRMS wurden der Offset und eine zeitlich-lineare Änderung entfernt) o Mehrjahreslösung streut geringer als Epochenlösungen - unabhängiger von der Netzgeometrie einer Epoche (Effekt hier nur gering, da VLBI kleines Gewicht hat) - geschätzte Geschwindigkeiten stabilisieren die Lösung o Geometrie wegen Dominanz der GPS-Lösung zeitlich stabil (Vergleich RMS und WRMS)

9 Vergleich verschiedener Epochenlösungen - XPOL Vergleich verschiedener Epochenlösungenen - Überblick XPOL [mas] YPOL [mas] FOR584-P6 (GPS und VLBI) FOR584-P6 (GPS) FOR584-P6 (VLBI) RMS % % WRMS % % RMS % % WRMS % % (Zur Berechnung von RMS und WRMS wurden der Offset und eine zeitlich-lineare Änderung entfernt) o Epochenlösungen von GPS bestimmt die Polkoordinaten genauer als die Epochenlösungen von VLBI o kombinierte Epochenlösungen sehr ähnlich der GPS-Epochenlösungen

10 Zusammenfassung und Ausblick Durchgeführte Vergleiche: o Sensitivität der verschiedenen Techniken gegenüber bestimmter EOP GPS hat geringste Streuung aufgrund Menge und Verteilung der Stationen VLBI / SLR haben höhere Streuung aber längere Beobachtungszeitreihen o Unterschiede zwischen Mehrjahreslösung und Epochenlösungen Mehrjahreslösung streut weniger als Epochenlösungen (Netzgeometrie) geschätzte Geschwindigkeiten stabilisieren die Mehrjahreslösung o Unterschiede zwischen Epochenlösungen GPS-Epochenlösungen haben kleinere Streuung als VLBI-Epochenlösungen alle Einzeltechniken profitieren von Kombination Zusammenfassung und Ausblick - Verbesserungspotentiale? o Verbesserung der Modelle für saisonale Auflasten o gleicher Beobachtungszeitraum für alle Techniken DFG-FOR584-P6 o Zeitspanne für Epochenlösungen verlängern (1 Wo / 2 Wo) o netzabhängige Gewichtung der Techniken (bisher pro Technik konstant) o Transformation der GPS-Beobachtungen auf den Zeitpunkt der VLBI-Beobachtungen

11 Mathis Bloßfeld, Manuela Seitz, Detlef Angermann Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut Geodätische Woche 2009 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!