عنوان پایان‌نامه
تعیین یک مدل تلو رو ییدجدید برای ایران
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران- نقشه برداری- ژئودزی(هیدروگرافی)
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2442;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 59391
- تاریخ دفاع
- ۱۳ شهریور ۱۳۹۲
- دانشجو
- امیر عبادی
- چکیده
- یکی از روش‌های تعیین ژئویید، حل مساله مقدار مرزی گرانی زمین با استفاده از روش وارون‌سازی تک مرحله‌ای معکوس بر مبنای مشتقات مرتبه اول انتگرال پواسن بیضوی برای انتقال شتاب گرانی در سطح زمین به پتانسیل گرانی بر روی بیضوی مرجع است. در این پایان نامه میزان تاثیر قدرت تفکیک مشاهدات ورودی گرانی در حل عددی انتگرال یاد شده بررسی و نشان داده شده است که قدرت تفکیک مورد نیاز داده‌های ورودی گرانی در سطح زمین در وارون‌سازی تک مرحله‌ای به ارتفاع منطقه مورد محاسبه وابسته است. سپس با مطالعه رفتار کرنل انتگرال، کافی بودن قدرت تفکیک داده‌های ورودی گرانی برای وارون سازی در روش تک مرحله‌ای معکوس بررسی شده و با تغییر کرنل انتگرال، تاثیر ناسازگار کمبود قدرت تفکیک داده‌های ورودی گرانی اصلاح شده است، که از نوآوری‌های این تحقیق می‌باشد. در ادامه به بررسی بایاس انتقال به سمت پایین تحلیلی در فضای پتانسیلی پرداخته شده و لزوم اعمال این بایاس به پتانسیل گرانی بر روی بیضوی مرجع در مرحله بازگشت روش تک مرحله‌ای معکوس تایید شده است. هم‌چنین روش پایدارسازی کخ و کوشه که از روش‌های تکراری پایدارسازی است مورد تجزیه تحلیل قرار گرفته و در محاسبه وزن و مقدار اولیه مجهولات اصلاحاتی جهت بهبود عملکرد روش پایدارسازی انجام شده است. برای بررسی عددی موارد فوق، داده‌های گرانی واقعی در منطقه‌ای در غرب ایران مورد آزمایش قرار گرفته است که با استفاده از روش پیشنهادی در حل مشکل کمبود قدرت تفکیک داده‌های ورودی گرانی در روش وارون سازی تک مرحله‌ای و اعمال بایاس انتقال به سمت پایین تحلیلی، بهبود 7 سانتی‌متری در میانگین، 4 سانتی‌متری در انحراف معیار و 5 سانتی‌متری در خطای میانگین مربعی به‌دست آمده است. در اصلاح روش پایدارسازی کخ و کوشه در حل مساله بدوضع ایجادشده، درقسمت اصلاح وزن اولیه مجهولات 2 سانتی‌متر در میانگین، 92 سانتی‌متر در انحراف معیار و 140 سانتی‌متر در خطای میانگین مربعی و در قسمت مقدار اولیه مجهولات نیز با انتخاب مقدار اولیه مناسب، 9 سانتی‌متر در میانگین، 6 سانتی‌متر در انحراف معیار و 4 سانتی‌متر در خطای میانگین مربعی بهبود ایجاد شده است. در پایان ژئویید ایران با استفاده از داده‌های گرانی موجود شامل داده‌های گرانی شبکه ترازیابی دقیق ایران، داده‌های گرانی شبکه جهانی BGI و داده‌های گرانی شبکه درجه یک چند منظوره ایران موسوم به GLGAM و اصلاحات معرفی شده بر روی روش تک مرحله‌ای معکوس، تعیین شده است که پس از کنترل نتایج در 100 نقطه چک که تمامی سطح منطقه ایران را پوشش می‌دهند، دقت میانگین 2/98 سانتی‌متر، انحراف معیار 44/66سانتی‌متر و خطای میانگین مربعی 19/83 سانتی‌متر به دست آمده است که در مقایسه با نتایج حاصل از مدل ژئوپتانسیل جهانی EGM2008 تا درجه و مرتبه 360 در نقاط چک مزبور که دارای دقت میانگین 24/94 سانتی‌متر، انحراف معیار 54/86 سانتی‌متر و خطای میانگین مربعی 36/02 سانتی‌متر است، بهبود قابل ملاحظه‌ای می‌باشد که بیانگر صحت عملکرد اصلاحات انجام شده بر روی روش تک مرحله‌ای معکوس است. هم‌چنین نتایج حاصل از مدل ژئوپتانسیل جهانی EGM2008 تا درجه و مرتبه 2160 در نقاط چک مزبور دارای دقت میانگین 24/96 سانتی‌متر، انحراف معیار 44/00 سانتی‌متر و خطای میانگین مربعی 25/40 سانتی‌متر است. سپس با استفاده از مفهوم کمترین فاصله برای تعریف تلورویید، برای اولین بار تلورویید ایران محاسبه شده و نتایج آن با اختلاف پتانسیل 604 نقطه از شبکه ترازیابی دقیق ایران مقایسه شده است که دارای دقت میانگین 0/0098 سانتی‌متر بر مجذور ثانیه، انحراف معیار 0/2813 سانتی‌متر بر مجذور ثانیه و خطای میانگین مربعی 0/0790سانتی‌متر بر مجذور ثانیه است که در مقایسه با نتایج حاصل از اختلاف پتانسیل در نقاط شبکه ترازیابی دقیق ایران که دارای دقت میانگین 0/0359 سانتی‌متر بر مجذور ثانیه، انحراف معیار 0/3422 سانتی‌متر بر مجذور ثانیه و خطای میانگین مربعی 0/118 سانتی‌متر بر مجذور ثانیه است، بهبود قابل ملاحظه‌ای می‌باشد که بار دیگر صحت عملکرد اصلاحات انجام شده بر روی روش تک مرحله ای معکوس را به طریق دیگری نشان می‌دهد.
- Abstract
- One of the common methods toward solving gravity boundary value problem is one-step inversion based on first derivative of the Poisson integral which transforms gravity values on the earth’s surface to the gravity potential on the reference ellipsoid. In this research the effect of spatial resolution of the gravity input data in numerical solving of the mentioned integral has been evaluated and also it is shown that the required spatial resolution of the input gravity data on the earth’s surface to correct one-step inversion depends on the height of the computational region. By studying the behavior of the integral kernel, sufficiency of the spatial resolution of input gravity data for one-step inversion was assessed and to overcome the adverse effect of insufficient spatial resolution of the mentioned data, the Integral kernel was changed which is one of the byproducts of this research. On the other hand applying the analytical downward continuation bias as correction to gravity potential on the reference ellipsoid was confirmed. Also Koch and Kusch regularization method as one iterative regularization method was analyzed and weight matrix and initial value for the unknowns were improved. For numerical assessment of the mentioned method a region in the west part of Iran was selected that induced in an improvement of 7 cm in average, 4 cm in standard deviation and 5 cm in RMS. For correcting of the regularization method of Koch Kusch in ill-posed problem a 2 cm improvement in the average, 92 cm in standard deviation and 140 cm in RMS was resulted. By using suitable initial value for unknowns 9 cm in the average, 6 cm in standard deviation and 4 cm in RMS was improved. Consequently the Geoid of Iran using gravity data including precise leveling network data of Iran, global gravity data of BGI network, first order multipurpose network of Iran which is known as GLGAM and proposed corrections on one-step inversion solution were determined. Afterwards by validation of the results in 100 check points covering all around of Iran territory, 2.98 cm in the average, 44.66 cm in standard deviation and 19.83 cm in RMS were deduced that comparing to results coming from EGM2008 global geo-potential model up to degree and order of 360 which in the same points had 24.94 cm in the average, 54.86 cm in standard deviation and 36.02 cm in RMS, showed a noticeable improvement. On the other hand and for the first time Iranian telluroid was calculated by minimum distance for telluroid definition and the results were compared to potential differences in 604 points of the precise leveling network of Iran which average accuracy of 0.0098 cm/s, standard deviation of 0.2813 cm/s and 0.0790 in terms of RMS was approached that in comparison with the outputs of potential differences of precise leveling network of Iran that had an average accuracy of 0.0359 cm/s, standard deviation of 0.3422 cm/s and 0.118 of RMS proves a clear improvement.
