عنوان پایان‌نامه
مدلسازی محلی میدان ثقل زمین با تلفیق داده های زمینیو گراد یو متری ماهواره ای بر مبنای تو ابع پایه شعاعی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - نقشه برداری- ژئودزی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3708;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3708
- تاریخ دفاع
- ۰۷ شهریور ۱۳۹۶
- دانشجو
- سیدعبدالرضا سعادت میرقدیم
- استاد راهنما
- عبدالرضا صفری
- چکیده
- در این تحقیق مدلسازی محلی میدان‌ثقل زمین با تلفیق داده‌های زمینی و گرادیومتری ماهواره‌ای گوس بر مبنای توابع پایه شعاعی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. مساله اصلی در بکارگیری توابع پایه شعاعی، انتخاب بهینه نوع و تعداد این توابع، موقعیت و عمق مرکز آنها و ضرایب مجهول هر تابع پایه بوده بطوری‌که دقت و کیفیت مدلسازی میدان‌ثقل به انتخاب صحیح این پارامترها بستگی دارد. امروزه با وجود ماهواره‌های تعیین موقعیت، امکان اندازه‌گیری دقیق مختصات نقاط بر روی سطح‌زمین فراهم گردیده که این امر باعث تغییر موقعیت داده‌های ورودی در حل مساله مقدار مرزی بر اساس تئوری مالدنسکی شده است. در نتیجه آنومالی‌ثقل بر روی سطح ژئوئید، مورد استفاده در روش‌های متداول مدلسازی میدان‌ثقل زمین، می‌تواند با نوسان‌جاذبه سطحی جایگزین گردد. در تحقیق پیشرو نوسان‌جاذبه باقیمانده سطحی، حاصل از تلفیق داده‌های گرادیومتری ماهواره‌ای گوس و مدل ژئوپتانسیلی جهانی EIGEN-6C4 تا درجه و مرتبه 360 بعنوان طول‌موج‌های بلند میدان‌ثقل زمین، جهت محاسبه آنومالی ارتفاعی باقیمانده در منطقه موردنظر بکار برده شده است. پارامترهای مجهول توابع پایه شعاعی با استفاده از الگوریتم پیگیری انطباقی متعامد پایدار که بر مبنای تئوری تقریب تُنُک استوار است، تعیین می‌گردد. بر اساس این الگوریتم تکرار شونده توابع پایه‌ای که دارای بیشترین انطباق با مساله مدنظر هستند، در هر تکرار انتخاب شده و توابع پایه جدید در محل‌های مناسب به منظور بهبود مدلسازی محلی میدان‌ثقل زمین قرار می‌گیرند. با استفاده از الگوریتم پیشنهادی مدل ژئوئید ایران تحت عنوان IRG2016، با اعمال مقادیر طول‌موج‌های بلند حذف شده و تصحیح شبه‌ژئوئید به ژئوئید به آنومالی ارتفاعی باقیمانده، محاسبه گردید. در نهایت مدل ژئوئید موردنظر به 1288 نقطه کنترل GNSS/Levelling موجود در کشور با برازش رویه تصحیح چندجمله‌ای منطبق شده و سطح مبنای ارتفاعی ایران با دقتی در حدود 23 سانتی‌متر ارائه گردید که با آخرین مدل ژئوئید محاسبه شده به روش استوکس قابل مقایسه است. واژه‌های کلیدی: مدلسازی محلی میدان‌ثقل، ژئوئید ایران، توابع پایه شعاعی، داده‌های گرادیومتری گوس و تقریب تٌنٌک.
- Abstract
- The aim of this research is regional gravity field recovery of the Earth combining terrestrial and satellite gradiometry data based on radial basis functions (RBFs). In this case, the type and number of RBFs, their horizontal positions, depths, and unknown coefficients must be properly determined. The quality of calculations strongly depends on the correct choice of these unknown parameters. Given the precise geocentric position of any point on the Earth's surface with the beginning of the global navigation satellite system (GNSS), the position of the input data in the solution of the boundary value problem has been changed based on the Molodensky's theory. Therefore, the geoidal gravity anomalies used in conventional methods of gravity field modeling can be replaced by surface gravity disturbances. The residual surface gravity disturbances derived by subtracting the efficient global gravitational model EIGEN-6C4 up to degree and order 360 were applied to calculate the height anomaly in the area of interest. The unknown RBF parameters were determined using the stabilized orthogonal matching pursuit (SOMP) algorithm, which is based on sparse approximation. Based on this iterative sparse approach, non-zero components of unknown RBF parameters having the maximum recoverable energy for the desired signal were found at each iteration. The SOMP algorithm was applied for optimal determination of the proper basis functions since each unknown RBF coefficient is related to a specific basis function. Only the RBFs representing the best solution to the problem were selected at each iteration, then several new RBFs were added at suitable positions to enhance the calculation result. The new RBF-based regional geoid model of Iran entitled IRG2016 was calculated by applying the long wavelength part of the gravity field and geoid-to-quasigeoid corrections to the residual height anomaly. The IRG2016 was fitted to 1288 GNSS/Levelling control points all over the country, by applying the polynomial corrector surface. Relying on this new strategy, the calculated height reference surface shows an RMS value of approximately 0.23 m for the difference in geoidal height at the independent control points, which is comparable with the last Stokes-based geoid model. Keywords: Regional gravity field recovery, geoid of Iran, redial basis functions, GOCE gradiometry data and sparse approximation.
