| Nimeke: | Improving GPS time series for geodynamic studies |
| Muu nimeke: | Geodynamiikan tutkimukseen käytettävien GPS-aikasarjojen parantaminen |
| Tekijä: | Nordman, Maaria |
| Muu tekijä: | Helsingin yliopisto, matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, fysiikan laitos Helsingfors universitet, matematisk-naturvetenskapliga fakulteten, institutionen för fysik University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Physics, Deparment of Geophysics and Astronomy Finnish Geodetic Institute |
| Päiväys: | 2010-06-22 |
| Taso: | Väitöskirja (artikkeli) |
| Tiivistelmä: | Satelliittipaikannusjärjestelmä GPS (Global Positioning System) on osoittautunut arvokkaaksi työkaluksi maapallon dynamiikkaa tutkittaessa. GPS:n avulla voidaan tutkia maankuoren liikkeitä sekä lyhyillä että pitkillä ajanjaksoilla. Lyhytaikaisista liikkeistä voidaan esimerkiksi ennakoida maanjäristyksiä tai tulivuorenpurkauksia, kun taas pitkistä aikasarjoista pystytään laskemaan tektonisten laattojen liikkeitä sekä jääkauden aiheuttaman maannousun nopeuksia. Nykyisiä maannousunopeuksia eli muinaisten jääkausien vaikutuksia havaitsemalla voidaan pyrkiä ymmärtämään nykyisen ilmaston lämpenemisen vaikutuksia maapalloon.
Jotta saataisiin mahdollisimman luotettavia tuloksia GPS-aikasarjoista on häiriötekijät saatava mahdollisimman vähäisiksi. Tässä väitöskirjassa GPS-aikasarjoja on käytetty kahden ilmiön tutkimiseen. Ensimmäinen on neutraalin ilmakehän aiheuttama GPS-signaalin viivästyminen. Toinen ilmiö on nimeltään ympäristön aiheuttama pintakuormitus, eli tässä tapauksessa Itämeren, ilmakehän ja maavesien muuttuvien massojen aiheuttama maankuoren deformaatio. Nämä ilmiöt riippuvat toisistaan. GPS-laskennassa epätarkka ilmakehäkorjaus voi vaimentaa ympäristökuormituksesta johtuvaa todellista maankuoren liikettä, ja todellinen maankuoren liike voidaan puolestaan tulkita virheelliseksi ilmakehäkorjaukseksi. Ymmärtämällä näiden ilmiöiden syyt ja seuraukset GPS-aikasarjojen tarkkuutta ja vakautta voidaan parantaa. Neutraalin ilmakehän aiheuttamaa signaalin viivästymistä mallinnetaan GPS-ohjelmissa usein yksinkertaisten ilmakehämallien avulla. Tässä työssä on käytetty numeerisesta sääennusteesta laskettuja vinoviiveitä. Vertasimme useita GPS-aikasarjoja, jotka on laskettu käyttäen erilaisia ilmakehämalleja, kuvausfunktioita sekä myös vinoviiveitä. Lasketut vinoviiveet on korjattu suoraan GPS-havaintoihin, jolloin laskennassa ilmakehäkorjaus voidaan ottaa pois päältä. Vinoviiveitä käyttämällä saadaan yhtä hyviä tuloksia kuin perinteisellä zeniittiviive-kuvausfunktio-yhdistelmällä. Kannettavat yksitaajuusvastaanottimia käyttävät laitteet voisivat erityisesti hyötyä tästä menetelmästä. Maankuoren ympäristökuormitusta tutkittiin käyttämällä globaaleja maavesimalleja, globaaleja ilmakehämalleja sekä paikallista mallia Itämerelle. Eri tekijöiden kuorman aiheuttama deformaatio poistettiin GPS-aikasarjoista, ja vaikutusta aikasarjojen keskihajontaan tutkittiin. Tuloksista huomattiin, että kuormitustekijät näkyvät GPS-aikasarjoissa. Eri maavesimalleissa oli huomattavia eroja samoilla asemilla, parasta mallia ei pystytty valitsemaan. Myös ilmakehän kuormitus kaipaa lisätutkimuksia. |
| Avainsanat: | geofysiikka |
| Näytä kaikki kuvailutiedot | |