Badanie parametrów sprężystości Ziemi na podstawie satelitarnych pomiarów laserowych

• Autorzy: Jagoda M. , Rutkowska M.

Warianty tytułu

EN

Investigation of the elastic earth parameters using the satellite laser ranging data

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zostały wyznaczone parametry sprężystości Ziemi liczby - Love'a i Shida (k₂, k₃, h₂, l₂) na podstawie pomiarów laserowych do satelitów geodezyjnych LAG EOS-1 i LAG EOS-2. Obserwacje wykonane z globalnej sieci stacji laserowych dla okresu od 01.01.2005 roku do 01.01.2007 roku zostały podzielone, a następnie opracowane dla miesięcznych łuków orbitalnych. Równocześnie wyznaczane były w procesie wyrównania metodą najmniejszych kwadratów liczby Love'a i Shida oraz niewiadome dotyczące łuków orbitalnych. Stosując metodę sekwencyjną polegającą na dołączaniu kolejnych łuków orbitalnych, wyznaczono minimalny interwał czasowy pozwalający uzyskać stabilne rozwiązanie oraz stabilizację wielkości błędów wyznaczanych niewiadomych. Zbadano także wpływ obliczonych w procesie wyrównania liczb Love'a i Shida na oszacowanie wartości (O – C), czyli różnic pomiędzy obserwowaną i wyznaczoną odległością pomiędzy satelitą a stacją obserwacyjną. Wszystkie obliczenia wykonano przy pomocy programu orbitalnego GEODYN II NASA /GSFC [12]. Finalne wartości globalnych parametrów sprężystości Ziemi wyniosły: h₂ = 0,6146 ± 0,0006, l₂ = 0,0883 ± 0,0003, k₂ = 0,3011 ± 0,0001 i k₃ = 0,0896 ± 0,0037.

EN

We present results for the global elastic parameters k₂, k₃ and h₂, l₂ derived from the analysis of Satellite Laser Ranging (SLR) data. SLR data for the two satellites LAGEOS-1 and LAGEOS-2 collected over the period of two years from January 1, 2005 to July 1, 2007 from 14 globally distributed ground stations were analysed. The analysis was done for two satellites jointly. We do a sequential analysis and study the stability of the estimates as a function of length of the data set used. The adjusted final values for LAGEOS-1 and LAGEOS-2 tracking data are compared to other independently derived estimates by different scientists. These parameters and their errors achieve stability at about the 24-month time interval. Next, the influence of the adjusted Love numbers on residual values (O – C) was investigated. The solution was produced employing the software GEODYN II NASA Goddard Space Flight Centre written by Washington Analytical Centre [12]. The adjusted final values for h₂ equal to 0.6146 ± 0.0006, l₂ equal to 0.0883 ± 0.0003 and those for k₂ equal to 0.3011 ± 0.0001, k₃ equal to 0.0896 ± 0.0037.

Słowa kluczowe

PL

geodezja i kartografia; geodezja satelitarna; parametry sprężystości Ziemi; liczby Love'a i Shida; pomiary SLR

EN

geodesy and cartography; satellite geodesy; elastic earth parameters; Love and Shida numbers; SLR data

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 60, nr 3
• Strony: 61--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz.

Twórcy

autor

Jagoda M.

autor

Rutkowska M.

• Politechnika Koszalińska, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, 75-453 Koszalin, ul. Śniadeckich 2,

Bibliografia

• [1] Z. Altamimi, X. Collilieux, J. Legrand, B. Garayt, C. Boucher, ITRF2005: A new release of the International Terrestrial Reference Frame based on time series of station positions and Earth Orientation Parameters, J. Geophys. Res. 112, B09401, DOI : 10.1029/2007JB004949, 2007.
• [2] W. E. Carter, D. S. Robertson, J. R. MacKay, Geodetic Radio Interferometric Surveying: Aplications and Results, J. Geophys. Res. 90, 1985, 4577-4587.
• [3] D. C. Christodoulidis, D. E. Smith, R. Kolenkiewicz, S. M. Klosko, M. H. Torrence, P. J. Dunn, Observing Tectonic Plate Motions and Determinations from Satellite Laser Ranging, J. Geophys. Res., 90, 1985, 9249-9263.
• [4] V. Dehant, Tidal parameters for an inelastic Earth, Phys. Earth Planet. Inter., 49, 97-116, 1987.
• [5] J. Diamante, M. Williamson, Error Models for Solid Earth and Ocean Tidal Effects in Satellite Systems Analysis, Wolf Research and Development Corporation, Contract No. NAS 5-11735 Mod 57 for Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, July 20, 1972.
• [6] R. J. Eanes, J. Schutz, B. Tapley, Earth and Ocean Tide Effects on Lageos and Starlette, Proceedings of the Ninth International Symposium on Earth Tides, Kuo J. T., E. Sckweizerbart'sche Verlagabuchhandlung, Stuttgart, 1983, 239-250.
• [7] F. G. Lemoine, S. C. Kenyon, J. K. Factor, R. G. Trimmer, N. K. Pavlis, D. S. Chinn, C. M. Cox, S. M. Klosko, S. B. Luthcke, M. H. Torrence, Y. M. Wang, R. G. Williamson, E. C. Pavlis, R. H. Rapp, T. R. Olson, The Development of the Joint NASA GSFC and the National Imagery And Mapping Agency (NIMA) Geopotential Model EGM96, NASA /TP 206861, NASA Goddard Space Flight Center, 1998.
• [8] J. M. Marini, C. W. Murray, Correction of laser range tracking data for atmospheric refraction at elevation above 10 degrees, Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, Preprint X-591-73-351, 1973.
• [9] P. M. Mathews, V. Dehant, J. M. Gipson, Tidal station displacements, J. Geophys. Res. 102, 1997, 20469-20477.
• [10] D. D. McCarthy (ed.), IERS Standards 1992, IERS Technical Note 13, Observatoire De Paris, Paris, 1992.
• [11] D. D. McCarthy, G. Petit, IERS Conventions 2003, IERS Technical Note 32, Observatoire de Paris, Paris, 2004.
• [12] J. J. McCarthy, S. Rowton, D. Moore, D. E. Pavlis, S. B. Luthcke, L. S. Tsaoussi, GEODYN II system operation manual, vol. 1-5, ST X System Corp. Lanham MD 20706, USA, 1993.
• [13] J. X. Mitrovica, J. L. Davis, P. M. Mathews, I. I. Shapiro, Determination of tidal h Love number parameters in the diurnal band using an extensive VLBI data set, Geophys. Res. Lett., 21, 8, 1994, 705-708.
• [14] R. D. Ray, S. Bettadpur, R. J. Eanes, E. J. O. Schrama, Geometrical determination of the Love number at four tidal frequencies, Geophys. Res. Lett., 22, 16, 1995, 2175-2178.
• [15] M. Rutkowska, M. Jagoda, Estimation of the elastic Earth parameters (h2, l2) using SLR data, Adv. In Sp. Res. 46, 2010, 859-871.
• [16] H. Schuh, R. Haas, Earth Tides in VLBI observations, Proceedings of the Thirteenth International Symposium on Earth Tides, Brussels, 1998, 101-110.
• [17] D. E. Smith, R. Kolenkiewicz, P. J. Dunn, S. M. Klosko, J. W. Robbins, M. H. Torrence, R. G. Williamsoon, E. C. Pavlis, N. B. Douglas, S. K. Fricke, LAGEOS Geodetic Analysis SL7.1, NASA , Technical Memorandum 104549, 1991.
• [18] H. Spicakova, J. Bohm, www.hg.tuwien.ac.at/Archiv/Posters/2008_ETS_ Spicakowa_etal. Pdf, 2008.
• [19] B. D. Tapley, D. P. Chambers, M. K. Cheng, The TEG-4 Earth Gravity Field Model, paper presented at the XXV General Assembly of the European Geophysical Society, Nice, 27 April, 2002.
• [20] M. H. Torrence, S. M. Klosko, D. C. Christodoulidis, The Construction and Testing of Normal Points at Goddard Space Flight Center, 5th International Workshop on Laser ranging Instrumentation, Herstmonceux, U.K., published by Geodetic Institute, Univ. Bonn, 1984, 506-511.
• [21] J. M. Wahr, Body tides on an elliptical, rotating, elastic and oceanless Earth, Geophys. J. Roy. Astr. Soc., 64, 1981, 677-703.
• [22] N. R. Zelensky, F. G. Lemoine, D. D. Rowlands, S. B. Luthcke, D. S. Chinn, J. W. Beall, B. D. Beckley, S. M. Klosko, P. Willis, V. Luceri, Sub-centimeter SLR precision with the SLRF2005/LPOD2005 network, In Proceedings of the 16th International Workshop on Laser Ranging, Poznań, 2008, 215-223.