عنوان پایان‌نامه
باز سازی میدان ثقل زمین با استفاده از مشاهدات ماهواره های ثقل سنجی به روش Rosbororo ugh
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - نقشه برداری- ژئودزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2257;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 57117
- تاریخ دفاع
- ۰۵ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- خسرو قبادی فر
- استاد راهنما
- عبدالرضا صفری, محمدعلی شریفی
- چکیده
- بعد از پرتاب ماهواره CHAMP به عنوان اولین ماموریت ماهواره‌ای ثقل‌سنجی، مبحث جدیدی در تعیین میدان ثقل با استفاده از مشاهدات ماهواره‌ای گشوده شد. محققان روش‌های متعددی برای بازیابی میدان ثقل از مشاهدات ماهواره‌های CHAMP، GRACE و GOCE پیشنهاد داده‌اند. در این پایان‌نامه نمایش Rosborough در مدل‌سازی میدان ثقل ارائه می‌گردد. این نمایش از ترانسفورماسیون نمایش Time-Wise از مختصات مداری به مختصات کروی حاصل می‌گردد و توابع پایه این نمایش به تابعک میدان ثقل و میل مدار ماهواره بستگی دارند. استراتژی پردازش داده‌ها در روش Rosborough مشابه روش Space-Wise می‌باشد. در مقایسه با روش Space-Wise، در روش Rosborough مشاهدات روی دو کره، یکی برای داده‌های مسیرهای صعودی و دیگری برای داده‌های مسیرهای نزولی، تصویر می‌گردند. سپس سهم میانگین و اختلاف سیگنال با استفاده از این دو دسته مشاهده تصویر شده محاسبه می‌شود. از آنجایی که سیگنال میانگین قسمت عمده سیگنال را در بر دارد، بازیابی ضرایب هارمونیک‌های کروی با استفاده از این سیگنال صورت می‌گیرد. به عنوان یکی از کاربردها، این نمایش برای پردازش داده‌های گرادیومتری ماهواره GOCE استفاده شده است. یک ماه مشاهدات گرادیان جاذبی با نرخ نمونه برداری 5 ثانیه در امتداد مدار ماهواره GOCE شبیه‌سازی شده است. بعد از جدا کردن مشاهدات مسیرهای صعودی و نزولی، هر یک از این دسته مشاهدات با استفاده از اسپیلاین‌های هارمونیک روی دو کره به صورت جداگانه تصویر شده است. در نهایت ضرایب هارمونیک‌های کروی با استفاده از سیگنال میانگین محاسبه شده از مشاهدات صعودی و نزولی تصویر شده، به روش Rosborough برآورد شده است. نتایج حاصله نشان می‌دهد که نمایش Rosborough یک روش مناسب و کارآ برای پردازش داده‌های گرادیومتری ماهواره GOCE می‌باشد. از آنجایی که نمایش Rosborough ترکیبی از دو نمایش Space-Wise و Time-Wise است، شامل مزایای این دو روش می‌باشد. به عنوان مثال مشابه روش Space-Wise مشاهدات روی شبکه منظم تصویر می‌گردند، تا امکان حل دستگاه معادلات به ازای هر مرتبه به طور جداگانه فرآهم شود و یا مانند روش Time-Wise تمامی تابعک‌های ایزوتروپ و غیر ایزوتروپ میدان ثقل را می‌توان با استفاده از این روش پردازش کرد. برخلاف روش Space-Wise که فقط از تابعک‌های ایزوتروپ میدان ثقل می‌تواند به صورت مستقیم بهره ببرد. در نتیجه به نظر می‌رسد که روش Rosborough پتانسیل لازم را برای به کار گرفته شدن در زمینه مدل‌سازی میدان ثقل با استفاده از مشاهدات ماهواره‌ای دارا باشد.
- Abstract
- Following the lunch of CHAMP, a new era was born in gravity field determination from satellite observations. Many methods have been proposed and applied to recovery the gravity field from the observations of the satellite missions CHAMP, GRACE and GOCE. This contribution deals with the Rosborough formulation in gravity filed modelling. This formulation is derived from the transformation of time-wise representation from orbital into spherical coordinates. Base functions of the Rosborough formulation depend on the type of the functional of the gravity field and inclination of the orbit. Data processing strategy in Rosborough approach is similar to that of the space-wise approach. In comparison with the space-wise approach, in Rosborough method the data are reduced on two spheres; one for the data in ascending tracks (ascending observations) and one for the data on descending tracks (descending observations). Then both ascending and descending observations are combined into spatially mean and variable contributions and geopotential coefficients are Recovered based on the spatially mean contribution, since it contains the dominant part of the signal. The proposed approach is implemented for GOCE gradiometry data processing. One month of gravitational gradients are simulated along the orbit of GOCE satellite. Ascending and descending observations are distinguished, and then both of these data sets are reduced on two spheres on a regular grid using harmonic Splines. Finally potential coefficients are estimated using Rosborough formulation based on the reduced observations. Numerical results show that the Rosborough formulation is a powerful and efficient tool in the case of GOCE gradiometry data processing. Since the Rosborough formulation is a combination of the time-wise and Space-Wise approach, it combines the positive characteristics of both. For instance, similar to the space-wise approach, it interpolates the along-orbit observations to homogenize the data and make the numerical solution feasible, or just as the time-wise approach, both the isotropic and non-isotropic observables can be dealt with easily in this approach.
