Domů » Projekty PECS » Projekty o Zemi » GOCE

Průběžná zpráva - 2008

Po, 2009-03-30 15:52, František Fárník

Výsledky, dosažené v roce 2008 :

      Ve výběru dráhy družice GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), je třeba se vyvarovat blízkosti dráhové rezonance nízkého řádu, pro GOCE jmenovitě 16/1, neboť by se opakovala situace jako u dvojice družic GRACE. Během průchodu takovou rezonancí klesne hustota průmětů dráhy na zemský povrch a tudíž i přesnost „gravitační informace“ z měření odvozené. Navíc je pro měřické fáze letu (pro měření gradientometrem) potřeba vybrat dráhu, která bude co nejméně náchylná k variacím výšky letu v důsledku možné neperfektní funkce drag-free systému. Diskutujeme případy rezonančních drah 977/61 a 978/61.

      V rámci kapitoly nových metod geodetických výpočtů byl realizován velmi rychlý výpočet normálních matic pro analýzu gradientometrických dat a jejich kombinace s jinými zdroji gravitačních dat, který lze provozovat na běžnému stolním počítači. Také byl vytvořen software pro výpočet Legendreových funkcí a funkcí sklonu, použitelný bez omezení stupněm a pro jakékoliv rozlišeni. Na základě těchto funkcí lze počítat syntézu a analýzu globálních gravimetrických dat na kouli do extremně vysokého rozlišení, např. po jednotlivých kilometrech na ekvivalentním zemském povrchu.  V rámci kombinace nesourodých dat,  např. gradientometrického tenzoru a poruch dráhy,  bylo zkoumáno,  zda-li  a  jak  je  možné použít lumped koeficienty (přímo ze spekter těchto zdrojů informace).

      V části  položky „Comparison of detailed satellite and terrestrial data“ byla věnována pozornost především formulaci matematického modelu pro kombinaci heterogenních tíhových dat. Tento model je založen na vnějším řešení Dirichletovy okrajové úlohy teorie potenciálu, jejíž řešení představuje integrální observační rovnici pro jednotlivé měřené směrové derivace určovaného gravitačního potenciálu Země. Neznámými hodnotami je buď přímo potenciál, nebo číselné koeficienty v jeho harmonické řadě. Protože je používání tohoto aparátu podmíněno splněním řady teoretických předpokladů (harmoničnost gravitačního potenciálu v celé oblasti řešení), je nutné naměřená data redukovat o gravitační vliv všech hmot vně geoidu (topografie a atmosféra), které tuto vlastnost porušují v oblasti vně geoidu.    

      V dubnu 2008 byl zveřejněn nový model gravitačního pole Země EGM 08. Obsahuje sférické harmonické koeficienty do stupně a řádu 2190; může být použit k testování různých funkcionálů potenciálu s nebývale vysokou přesností a rozlišovací schopností. Dvě takové derivace, tíhová anomálie a druhá směrová radiální derivace, byly vypočteny nad vybranými lokalitami se známými impaktními krátery (astroblémy). Jejich zobrazení jasně vykazuje nejen význačné kruhovité rysy, které jsou s takovými místy spojovány, ale i další symetrické struktury, které  z nich dělají násobná impaktní místa. U Popigaje na Sibiři jsou druhotné kruhové útvary seřazeny do jedné linie s původním kráterem. U Chicxulubu na Yukatánu se druhý kráter zdá být těsně vedle prvního (oba jsou skryty pod pevninou nebo pode dnem moře).

Publikace v odborných časopisech :

      Bezděk A, Klokočník J, Kostelecký J, Floberghagen R, Gruber C (2009). Simulation of free fall and resonances in the GOCE mission. Accepted for publication in Journal of Geodynamics.
      Tenzer R, Novák P (2008). Conditionality of inverse solutions to discretised integral equations in geoid modelling from local gravity data. Studia Geophysica et Geodaetica 52: 53-70.
      Tenzer R, Ellmann A, Novák P, Vajda P (2008). The Earth’s gravity field components of the differences between gravity disturbances and gravity anomalies. In: Sideris M (Ed.)  Observing our Changing Earth. Springer Berlin Heidelberg New York, ISBN 978-3-540-85425-8: 155-160.
     Vajda P, Ellmann A , Meurers B, Vaníček P, Novák P, Tenzer R (2008). Global ellipsoid-referenced topographic, bathymetric and stripping corrections to gravity disturbance. Studia Geophysica et Geodaetica  52: 19-34.
      Vajda P, Ellmann A , Meurers B, Vaníček P, Novák P, Tenzer R (2008). Gravity disturbances in regions of negative heights: A reference quasi-ellipsoid approach. Studia Geophysica et Geodaetica 52: 35-52.
      Kadlec M, Kostelecký J, Novák P (2008). Database for evaluation of gravity field parameters in Central Europe. Geodetický a kartografický obzor 12: 282-288.
      Klokočník J, Wagner CA, Kostelecký J, Bezděk A, Novák P, McAdoo D (2008) Variations in the accuracy of gravity recovery due to ground track variability: GRACE, CHAMP and GOCE. Journal of Geodesy 82: 917-927.
      Novák P, Kostelecký J, Klokočník J (2008). On accuracy of current geopotential models estimated through a comparison of quasi-geoid models and GPS/levelling data. Studia Geophysica et Geodaetica (accepted, in print).
      Tenzer T, Novák P, Prutkin I, Ellmann A, Vajda P (2008). Far-zone effects in direct gravity inversion by means of Molodensky's truncation coefficients. Studia Geophysica et Geodaetica (accepted, in print, in Czech).
      Klokočník J, Kostelecký J, Novák P (2008). Chicxulub seems to be a double crater and Popigai has little brothers. Vesmír (accepted, in print, in Czech).
      Novák P, Kostelecký J, Klokočník J (2008).  The new global model of the Earth gravitational field EGM08. Geodetický a kartografický obzor (accepted).
      Tsoulis D, Novák P, Kadlec M (2008). Evaluation of precise terrain effects using high-resolution digital elevation models. Journal of Geophysical Research (accepted).
      Novák P (2008). Abel-Poisson integral in service of the geodetic inversion of gravity field observables. Journal of Geodesy (submitted).
      Novák P (2008). High resolution constituents of the Earth gravitational field. Surveys in Geophysics (submitted).