عنوان پایان‌نامه
انالیز طیفی نقطه ای مشا هدات ارتفاع سنجی ما هواره ای تو پکس
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران- نقشه برداری- ژئودزی(هیدروگرافی)
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 36527;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1293
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۸۶
- دانشجو
- مجید ترابی
- چکیده
- در این پایان نامه از خاصیت تکرار شوندگی مکانی مشاهدات ماهواره ارتفاع سنجی توپکس-پوزایدون جهت ایجاد سری های زمانی در پای حرکت ماهواره در دریا استفاده شده است. بدین منظور داده های خام 10 سال از مشاهدات ماهواره شامل 360 سایکل (011 تا 370 ) استفاده شده است. این داده ها در قالب 254 فایل برای هر سایکل و به فرمت باینری MGDR-B درسایت سازمان فضایی آمریکا به آدرس ftp://podaac.jpl.nasa.gov/pub/sea_surface_height/topex_poseidon/mgdrb قابل دسترسی است. در این پروژه پس ازجمع آوری فایل های داده ماهواره مذکور (با حجمی در حدود 44 مگا بایت) و خواندن فایل های باینری، مشاهده سطح لحظه ای آب دریا به همراه تصحیحات مربوطه و اطلاعات موقعیتی از آن ها استخراج و پس از اعمال تصحیحات مربوطه بیش از 435000׬360 مشاهده در سطح آب¬های جهان تولید گردید. بر مبنای مشاهدات موجود در سایکل یازدهم، با شعاع جستجویی برابر 3 کیلومتر، مشاهدات سایکل های دیگر مجاور مشاهدات سایکل یازدهم، تعداد بیش از 435 هزار سری زمانی، مبین تغییرات ارتفاع سطح آب نسبت به بیضوی مرجع، از مشاهدات ماهواره ارتفاع سنجی توپکس-پوزایدون تولید گردید. تعداد مشاهدات موجود در این سری زمانی به طور متوسط به 250 مشاهده بالغ گردید. بر نقاط هر یک از سری های زمانی تابعی خطی بصورت کمترین مربعات برازش داده، قسمت خطی آن به عنوان برآورد سطح متوسط دریا و بخش وابسته به زمان آن به عنوان تغییرات زمانی سطح متوسط دریا تلقی گردید. برای کنترل صحت سطح متوسط دریا و تغییرات زمانی برآورد شده آن تابع خطی حاصل از مشاهدات سری زمانی مربوطه تفاضل و باقیمانده مشاهدات مورد آنالیز طیفی کمترین مربعات قرارگرفت. در این آنالیز با استفاده از مفهوم فرکانس الایس ، 6 مؤلفه اصلی جزرومدی شامل برای هر یک از سری های زمانی محاسبه گردید. مدل جزرومدی حاصل با مدل جزرومدی در 98 تایدگیج با پوشش جهانی مقایسه گردید. مقایسه صورت گرفته نشان دهنده خطای نسبی 038/0 برای مولفه ، 024/0 برای مولفه ، 0005/0 برای مولفه ، 123/0 برای مولفه ، 008/0 برای مولفه و 021/0 برای مولفه بوده که خود ملاکی قابل استناد بر صحت آنالیز صورت گرفته و به تبع آن صحت سطح متوسط دریا و تغییرات زمانی برآورد شده آن می باشد. همچنین به نکات برجسته ذیل در انجام محاسبات این تحقیق می¬توان اشاره نمود: 1- تولید 254 پروفیل از سطح متوسط دریا در امتداد مسیر حرکت ماهواره توپکس-پوزایدون. 2- حذف و یا کاهش نویزهای مشاهداتی و محاسباتی از پروفیل های ذکر شده با اعمال یک فیلتر گُوسیَ (حاصل از میانگین وزن دار متحرک 11 مشاهده ای با وزن مستخرج از تابع توزیع احتمال گوس با وریانس 5/0) استفاده گردید. 3- ارزیابی صحت مدل سطح متوسط دریا برآورد شده در این تحقیق با مدل سطح دریای محاسبه شده توسط کیم [M.C.Kim, 1998]. اختلاف متوسط دو مدل 4/6 سانتی متر و جذر میانگین مربعی اختلافات 29/2 متر برآورد گردید. 4- مقایسه پروفیل های سطح متوسط دریا برآورد شده در این پایان نامه با پروفیل های محاسبه شده توسط رپ [R.H.Rapp, 1994]. این سطح متوسط دریا در فایلهای اطلاعاتی ماهواره توپکس-پوزایدون موجود می باشد. 5- انترپوله سطح متوسط دریای برآورد شده در این تحقیق به شبکه منظم 1 درجه ای در سطح آبهای جهان و مقایسه آن شبکه منظم 1 درجه ای تولید شده توسط رپ [R.H.Rapp, 1994]. اختلاف متوسط دو مدل 04/16- میلیمتر و جذر میانگین مربعی اختلافات 2/83 میلیمتر و اختلاف میان این دو مدل در %95 موارد کمتر از 200 میلیمتر برآورد گردید. در مجموع از کلیه مقایسه های صورت گرفته می توان نتیجه گرفت مدلی جدید برای سطح متوسط دریا و شش مولفه جزر و مدی با پوشش جهانی توسط دانشگاه تهران تحت این پایان نامه محاسبه که قابل رقابت با نمونه های خارجی آن می باشد.
- Abstract
- In this research the repeatability property of the TOPEX/Poseidon (T/P) satellite altimetry is used for the development of time series of sea surface observation along the satellite’s track footprints. Ten years of T/P satellite altimetry within the cycles 11-370 (i.e. 360 cycles) are extracted from 254 files per each cycle in MGDR-B binary format, from the source ftp://podaac.jpl.nasa.gov/pub/sea_surface_height/topex_poseidon/mgdrb to provide the required data. Next, all the collected data (44 MB data of approximately 360?435000 point sea level observation within 360 cycles) are corrected based on the routine correction procedure of JPL. Sea level observations within the cycle 11 of T/P is used to develop time series of repeated sea level observations from the other 359 cycles with a search area of 3 km around the observation points of the cycle 11. The result this process is development of more than 435000 time series of repeated sea level observations throughout the glob. The average number of observations within each time series is 250. Having prepared the time series, a linear function is fitted by least square method to each of the time series. The constant part of the linear model is considered as the Mean Sea Level (MSL) at the computational points. The computed linear model is removed from the time series and the remaining part is used for least square spectral estimation of the 6 tidal constituents namely , , , , , . The same constituents computed using 98 submerged tidal stations with uniform global coverage are compared the computed tidal constituents. This comparison showed following relative accuracies, i.e. 0.038 for , 0.024 for , 0.005 for , 0.123 for , 0.008 for and 0.021 for component, which could be considered as proofs for the good agreement of the computed MSL as well as the computed tidal models of this research with tidal models derived from tide gauge observations. The highlights of the thesis can be summarized as follows: 1. Development of 254 profiles of MSL along the footprints of T/P satellite altimetry tracks. 2. Reduction of the observation noise by implementation of a Gausian filter using a moving weighted average based on 11 observations at a time weighted based on Normal probability density distribution with the variance of 0.5. 3. Verification of the computed MSL of this research with that of M.C. Kim, 1998. The average difference of this comparison is estimated 6.4 cm with Root Mean Square difference of 2.29 m. 4. Comparison of the computed MSL with that of R.H. Rapp, 1994 which is adapted MSL by JPL and is delivered by the T/P data files. 5. Development of an interpolated MSL grid using the along track computed MSL values and comparing with the same resolution grid of MSL values computed by R.H. Rapp, 1994. This comparison resulted –16.04 mm average difference and RMS difference of 83.2 m, while in 95% of cases the difference between the two girded models where below 200 mm. In short, the main achievements of this thesis are new MSL estimations and tidal models for 6 tidal constituents, which are in good agreement with existing models.
