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Annette Eicker, Torsten Mayer-Gürr, Karl-Heinz Ilk

Regionale Lösungen aus GOCE - Daten. Annette Eicker, Torsten Mayer-Gürr, Karl-Heinz Ilk Institut für Theoretische Geodäsie, Universität Bonn 11. Oktober 2006 Geodätische Woche München. Einleitung. GOCE: sehr hochauflösendes, statisches Gravitationsfeld

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Presentation Transcript

  1. Regionale Lösungen aus GOCE - Daten Annette Eicker, Torsten Mayer-Gürr, Karl-Heinz Ilk Institut für Theoretische Geodäsie, Universität Bonn 11. Oktober 2006 Geodätische Woche München

  2. Einleitung GOCE: sehr hochauflösendes, statisches Gravitationsfeld Regional angepasste Verfeinerungen des globalen Feldes zur optimalen Ausnutzung des Signalinhalts Gravitationsfeld unterschiedlich rau in verschiedenen Gebieten Regional angepasste Regularisierung

  3. Analysekonzept GROOPS - Gravity Recovery Object Oriented Programming System Parameterisierung im Raum Beobachtungen Löser CHAMP Kugel-funktionen lokalisierende Splines Normal- gleichungen GRACE Parameterisierung in der Zeit Konjugierte Gradienten GOCE Varianz-Komponenten-Schätzung lineareSplines Blockmittel-werte

  4. Analysekonzept GROOPS - Gravity Recovery Object Oriented Programming System Parameterisierung im Raum Beobachtungen Löser CHAMP Kugel-funktionen lokalisierende Splines Normal- gleichungen GRACE Parameterisierung in der Zeit Konjugierte Gradienten GOCE Varianz-Komponenten-Schätzung lineareSplines Blockmittel-werte

  5. Regionale Lösungen • Satellitendaten ausgeschnitten über • lokalem Gebiet • Globale Lösung als Referenzfeld • abgezogen (z.B. GRACE Lösung) • Spline Darstellung: • Auflösung: 67 km Abstand zwischen • Splinekernen • => 5000 – 9000 Parameter pro Region [cm]

  6. Regionale Lösungen • Satellitendaten ausgeschnitten über • lokalem Gebiet • Globale Lösung als Referenzfeld • abgezogen (z.B. GRACE Lösung) • Spline Darstellung: • Auflösung: 67 km Abstand zwischen • Splinekernen • => 5000 – 9000 Parameter pro Region

  7. Regionale Lösungen • Satellitendaten ausgeschnitten über • lokalem Gebiet • Globale Lösung als Referenzfeld • abgezogen (z.B. GRACE Lösung) • Spline Darstellung: • Auflösung: 67 km Abstand zwischen • Splinekernen • => 5000 – 9000 Parameter pro Region [cm]

  8. Regionale Lösungen • Satellitendaten ausgeschnitten über • lokalem Gebiet • Globale Lösung als Referenzfeld • abgezogen (z.B. GRACE Lösung) • Spline Darstellung: • Auflösung: 67 km Abstand zwischen • Splinekernen • => 5000 – 9000 Parameter pro Region Gradvarianzen [cm]

  9. Lösung des Gleichungssystems

  10. Regularisierung Regularisierungsparameter bestimmt über Varianz-Komponenten-Schätzung Unterschiedlicher Signalinhalt in verschiedenen regionalen Gebieten => Anpassung der Regularisierung

  11. Regional angepasste Regularisierung

  12. Regional angepasste Regularisierung

  13. Regional angepasste Regularisierung Regularisierung Land Regularisierung Ozean

  14. Kombination von GRACE und GOCE „wahres“ Feld: EGM96 bis Grad 300Referenzfeld: GRACE bis n = 120, OSU91 ab n = 121 GOCE Verfeinerungen bis Grad 300 30 Tage, Sampling 5 sek. GRACE: SST: weißes Rauschen,σ = 10 μm Orbits: weißes Rauschen, σ = 3 cm GOCE: SGG: Txx, Tyy, Tzz, farbiges Rauschen, σ = 1,2 mEOrbits: weißes Rauschen, σ = 3 cm

  15. Regionale Lösungen (Diff. zum EGM)

  16. Regionale Lösungen (Diff. zum EGM)

  17. Regionale Lösungen (Diff. zum EGM)

  18. Globale „Patching“-Lösung (Quadratur) RMS: 6,71 cm nmax = 240

  19. Ein Regularisierungsparameter pro Region RMS: 6,71 cm nmax = 240

  20. Angepasste Regularisierungsparameter RMS: 6,51 cm nmax = 240

  21. Angepasste Regularisierungsparameter RMS: 6,51 cm nmax = 240

  22. Einheitlicher Regularisierungsparameter [cm] nmax = 240 RMS: 9,24 cm

  23. Angepasste Regularisierungsparameter [cm] nmax = 240 RMS: 8,08 cm

  24. Angepasste Regularisierungsparameter RMS: 6,51 cm nmax = 240

  25. Einheitlicher Regularisierungsparameter nmax = 240 RMS: 8,98 cm

  26. Angepasste Regularisierungsparameter nmax = 240 RMS: 8,65 cm

  27. Angepasste Regularisierungsparameter Signal Fehler Referenzfeld RMS: 6,51 cm nmax = 240 Fehler Kombination

  28. Zusammenfassung / Ausblick Verbesserung der Lösung durch regional angepasste Regularisierung möglich => Weitere Verfeinerung der Regularisierungsgebiete Berücksichtigung topographisch – isostatischer Modelle Kombination mit terrestrischen Daten Multiskalen – Analyse => hierarchische Splines, Wavelets => zeitvariables, regionales Schwerefeld (GRACE) GOCE Echtdatenanalyse

  29. Regional angepasste Regularisierung Regularisierung Land Regularisierung Ozean Regularisierungsparameter berechnet mit Varianz - Komponenten - Schätzung 130°

  30. Regional GOCE-solutions ( diff.) Nmax = 240

  31. Global solution ( diff.) by quadrature method Signal Signal Error GRACE Fehler Error combination [ cm ] RMS = 8.6 cm Degreevariances nmax = 240

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