A gravimetriai kutatások újabb eredményei az MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézetében

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

A gravimetriai kutatások kutatások újabb újabb eredményei eredményei az az MTA MTA Geodéziai Geodéziai és és Geofizikai Geofizikai Kutatóintézetében Kutatóintézetében Papp Gábor, Szu˝cs Eszter MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézet, Sopron

Benedek Judit Matematikai Statisztika Tanszék, Nyugat-magyarországi Egyetem, Sopron

1

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

A A beszámoló beszámoló vázlata vázlata Terepi és obszervatóriumi gravitációs mérések, módszertani vizsgálatok - Földtani szerkezetek kutatása (a Nettleton-féle módszer finomítása) - Gravitácós árapály észlelések, zajforrások vizsgálata

Gravitációs modellezés - A geopotenciális értékek nagy pontosságú meghatározása - Ero˝tér szimuláció a GOCE mu˝ hold fedélzeti adatainak inverziójához - Az SRTM modell pontosságának vizsgálata a fizikai geodézia követelményeinek tükrében

2

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása - célterület: Dunaföldvár, löszfal

3/1

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


40 m - 50 m Duna

H=0 m

? 3/2

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


40 m - 50 m Duna

H=0 m

∆ρ (x,y)≠0

? 3/3

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


gravimetriai pontok száma: 27

3/4

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása - célterület: Dunaföldvár, löszfal - rendelkezésre álló adatok: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) a Harmadkor-elo˝tti medence aljzat modellje

3/5

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása - célterület: Dunaföldvár, löszfal - rendelkezésre álló adatok: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) a Harmadkor-elo˝tti medence aljzat modellje - számítandó ero˝tér paraméterek: szabadlevego˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H P) Bouguer-féle rendellenességek: egyszeru˝ : ∆g B=∆g(P)-2πGH Pρ t teljes: ∆gTB=∆g(P)-2πGH Pρ t -TC(P)

3/6

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása - célterület: Dunaföldvár, löszfal - rendelkezésre álló adatok: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) a Harmadkor-elo˝tti medence aljzat modellje - számítandó ero˝tér paraméterek: szabadlevego˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H P) Bouguer-féle rendellenességek: egyszeru˝ : ∆g B=∆g(P)-2πGH Pρ t teljes: ∆gTB=∆g(P)-2πGH Pρ t -TC(P) A geoid (tengerszint) alatt elhelyezkedo˝ összes tömegrendellenesség (inhomogenitás) hatását tartalmazza.

A topográfiai felszín alatt elhelyezkedo˝ összes tömegrendellenesség (inhomogenitás) hatását tartalmazza.

3/7

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI



3/8

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI



3/9

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI



3/8

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI



3/10

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI



3/11

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása - célterület: Dunaföldvár, löszfal - rendelkezésre álló adatok: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) a Harmadkor-elo˝tti medence aljzat modellje - számítandó ero˝tér paraméterek: szabadlevego˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H P) Bouguer-féle rendellenességek: egyszeru˝ : ∆g B=∆g(P)-2πGH Pρ t teljes: ∆gTB=∆g(P)-2πGH Pρ t -TC(P) ismert mennyiségek: - g(P) - HP ismeretlenek: - ρt - TC(P)

3/12

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása - célterület: Dunaföldvár, löszfal - rendelkezésre álló adatok: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) a Harmadkor-elo˝tti medence aljzat modellje - számítandó ero˝tér paraméterek: szabadlevego˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H P) Bouguer-féle rendellenességek: egyszeru˝ : ∆g B=∆g(P)-2πGH Pρ t teljes: ∆gTB=∆g(P)-2πGH Pρ t -TC(P) ismert mennyiségek: - g(P) - HP ismeretlenek: - ρt - TC(P)

Nettleton, 1939: "Vegyük fel úgy ρ t értékét, hogy ∆gB ill. ∆g TB a legkevésbé korreláljon a felszíni domborzattal."

3/12

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása - célterület: Dunaföldvár, löszfal - rendelkezésre álló adatok: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) a Harmadkor-elo˝tti medence aljzat modellje - számítandó ero˝tér paraméterek: szabadlevego˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H P) Bouguer-féle rendellenességek: egyszeru˝ : ∆g B=∆g(P)-2πGH Pρ t iteráció: teljes: ∆gTB=∆g(P)-2πGH Pρ t -TC(P) ρ t0 -> ∆g B0+TC 0 - > c(∆g B0,DTM) -> ρ t1 ismert mennyiségek: Nettleton, 1939: -> ∆g B1+TC 1 - > - g(P) "Vegyük fel úgy ρ tc(∆g értékét, B1,DTM) -> ... - HP hogy ∆gB ill. ∆g TB a megoldás: ismeretlenek: legkevésbé korreláljon a Bi ,DTM)} min{c(∆g - ρt felszíni domborzattal." - TC(P)

3/13

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása - célterület: Dunaföldvár, löszfal - rendelkezésre álló adatok: alternatív megoldás: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal ρ t és TC(ρ t) meghatározása egyetlen lépésben DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) szabadlevego rendellenességek aaHarmadkor-elo ˝ ˝tti(FA) medence aljzat modellje matematikai-fizikai modelljei: - számítandó ero˝tér paraméterek: 1) ∆gFA=a + 2π GH Pρ t+ δ g B szabadlevego ˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H P) 2) ∆gFA=a+( 2π GH P+TC ρ = 1 )ρ t+ δ g TB Bouguer-féle rendellenességek: m 3) ∆g GH egyszeru : ∆g iteráció: FA=a +˝2π Pρ t+ δ g B B=∆g(P)-2πGH Pρ t m 4) ∆g 2π +ρδt -TC(P) g TB teljes: ∆g =∆g(P)-2πGH ρ t0 -> ∆g B0+TC 0 - > FA=a+( P+TC ρ = 1 )ρ tP TBGH c(∆g B0,DTM) -> ρ t1 ismert mennyiségek: Nettleton, 1939: -> ∆g B1+TC 1 - > - g(P) "Vegyük fel úgy ρ tc(∆g értékét, B1,DTM) -> ... - HP hogy ∆gB ill. ∆g TB a megoldás: ismeretlenek: legkevésbé korreláljon a Bi ,DTM)} min{c(∆g - ρt felszíni domborzattal." - TC(P)

3/14

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása

ismeretlen modell paraméterek: - célterület: Dunaföldvár, löszfal a, ρ t - rendelkezésre álló adatok: N mérés -> N egyenlet alternatív megoldás: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal N>2 paraméter ρ t és TC(ρ t) meghatározásaHaegyetlen lépésbenbecslés L2 DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) norma szerint (kiegyenlítés) szabadlevego rendellenességek aaHarmadkor-elo ˝ ˝tti(FA) medence aljzat modellje δ g B - a ∆gFA mérési javítása matematikai-fizikai modelljei: - számítandó ero˝tér paraméterek: 1) ∆gFA=a + 2π GH Pρ t+ δ g B szabadlevego ˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H P) 2) ∆gFA=a+( 2π GH P+TC ρ = 1 )ρ t+ δ g TB Bouguer-féle rendellenességek: m 3) ∆g GH egyszeru : ∆g iteráció: FA=a +˝2π Pρ t+ δ g B B=∆g(P)-2πGH Pρ t m 4) ∆g 2π +ρδt -TC(P) g TB teljes: ∆g =∆g(P)-2πGH ρ t0 -> ∆g B0+TC 0 - > FA=a+( P+TC ρ = 1 )ρ tP TBGH c(∆g B0,DTM) -> ρ t1 ismert mennyiségek: Nettleton, 1939: -> ∆g B1+TC 1 - > - g(P) "Vegyük fel úgy ρ tc(∆g értékét, B1,DTM) -> ... - HP hogy ∆gB ill. ∆g TB a megoldás: ismeretlenek: legkevésbé korreláljon a Bi ,DTM)} min{c(∆g - ρt felszíni domborzattal." - TC(P)

3/15

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


ismeretlen modell paraméterek: - célterület: Dunaföldvár, löszfal a, ρ t - rendelkezésre álló adatok: N mérés -> N egyenlet alternatív megoldás: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal N>2 paraméter ρ t és TC(ρ t) meghatározásaHaegyetlen lépésbenbecslés L2 DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) norma szerint (kiegyenlítés) szabadlevego rendellenességek aaHarmadkor-elo ˝ ˝tti(FA) medence aljzat modellje δ g B - a ∆gFA mérési javítása matematikai-fizikai modelljei: - számítandó ero˝tér paraméterek: 1) ∆gFA=a + 2π GH Pρ t+ δ g B szabadlevego ˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H végeredmény: P) 2) ∆gFA=a+( 2π GH P+TC ρ = 1 )ρ t+ δ g TB Bouguer-féle rendellenességek: ∆g B= a + δ g B m 3) ∆g =a + 2π GH ρ + δ g egyszeru ˝ : ∆g =∆g(P)-2πGH ρ iteráció: FA B B P t P t m ∆g = a + δ g - > 4) ∆g 2π +ρδt -TC(P) g TB teljes: ∆g =∆g(P)-2πGH ρ t0 ->TB∆g B0+TC 0TB FA=a+( P+TC ρ = 1 )ρ tP TBGH c(∆g B0,DTM) -> ρ t1 ismert mennyiségek: Nettleton, 1939: -> ∆g B1+TC 1 - > - g(P) "Vegyük fel úgy ρ tc(∆g értékét, B1,DTM) -> ... - HP hogy ∆gB ill. ∆g TB a megoldás: ismeretlenek: legkevésbé korreláljon a Bi ,DTM)} min{c(∆g - ρt felszíni domborzattal." - TC(P)

3/16

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


ismeretlen modell paraméterek: - célterület: Dunaföldvár, löszfal a, ρ t - rendelkezésre álló adatok: N mérés -> N egyenlet alternatív megoldás: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal N>2 paraméter ρ t és TC(ρ t) meghatározásaHaegyetlen lépésbenbecslés L2 DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) norma szerint (kiegyenlítés) szabadlevego rendellenességek aaHarmadkor-elo ˝ ˝tti(FA) medence aljzat modellje δ g B - a ∆gFA mérési javítása matematikai-fizikai modelljei: - számítandó ero˝tér paraméterek: 1) ∆gFA=a + 2π GH Pρ t+ δ g B szabadlevego ˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H végeredmény: P) 2) ∆gFA=a+( 2π GH P+TC ρ = 1 )ρ t+ δ g TB Bouguer-féle rendellenességek: ∆g B= a + δ g B m 3) ∆g =a + 2π GH ρ + δ g egyszeru ˝ : ∆g =∆g(P)-2πGH ρ iteráció: FA B B P t P t m ∆g = a + δ g - > 4) ∆g 2π +ρδt -TC(P) g TB teljes: ∆g =∆g(P)-2πGH ρ t0 ->TB∆g B0+TC 0TB FA=a+( P+TC ρ = 1 )ρ tP TBGH c(∆g B0,DTM) -> ρ t1 ismert mennyiségek: Nettleton, 1939: -> ∆g B1+TC 1 - > - g(P) "Vegyük fel úgy ρ tc(∆g értékét, B1,DTM) -> ... - HP hogy ∆gB ill. ∆g TB a megoldás: ismeretlenek: legkevésbé korreláljon a Bi ,DTM)} min{c(∆g - ρt felszíni domborzattal." - TC(P)

3/17

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


ismeretlen modell paraméterek: - célterület: Dunaföldvár, löszfal a, ρ t (ρ =1764 kg/m3) Teljes Bouguer-féle rendellenesség - rendelkezésre álló adatok: t N mérés -> N egyenlet alternatív megoldás: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal N>2 paraméter ρ t és TC(ρ t) meghatározásaHaegyetlen lépésbenbecslés L2 DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) norma szerint (kiegyenlítés) szabadlevego rendellenességek aaHarmadkor-elo ˝ ˝tti(FA) medence aljzat modellje δ g B - a ∆gFA mérési javítása matematikai-fizikai modelljei: - számítandó ero˝tér paraméterek: 1) ∆gFA=a + 2π GH Pρ t+ δ g B szabadlevego ˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H végeredmény: P) 2) ∆gFA=a+( 2π GH P+TC ρ = 1 )ρ t+ δ g TB Bouguer-féle rendellenességek: ∆g B= a + δ g B m 3) ∆g =a + 2π GH ρ + δ g egyszeru ˝ : ∆g =∆g(P)-2πGH ρ iteráció: FA B B P t P t m ∆g = a + δ g - > 4) ∆g 2π +ρδt -TC(P) g TB teljes: ∆g =∆g(P)-2πGH ρ t0 ->TB∆g B0+TC 0TB FA=a+( P+TC ρ = 1 )ρ tP TBGH c(∆g B0,DTM) -> ρ t1 ismert mennyiségek: Nettleton, 1939: -> ∆g B1+TC 1 - > - g(P) "Vegyük fel úgy ρ tc(∆g értékét, B1,DTM) -> ... - HP hogy ∆gB ill. ∆g TB a megoldás: ismeretlenek: legkevésbé korreláljon a Bi ,DTM)} min{c(∆g - ρt felszíni domborzattal." - TC(P)

3/18

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Földtani szerkezetek kutatása ismeretlen modell paraméterek: Egyszerűlöszfal Bouguer-féle rendellenesség (ρt=1764 kg/m3) - célterület: Dunaföldvár, a, ρ t (ρ =1764 kg/m3) Teljes Bouguer-féle rendellenesség - rendelkezésre álló adatok: t N mérés -> N egyenlet alternatív megoldás: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal N>2 paraméter ρ t és TC(ρ t) meghatározásaHaegyetlen lépésbenbecslés L2 DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) norma szerint (kiegyenlítés) szabadlevego rendellenességek aaHarmadkor-elo ˝ ˝tti(FA) medence aljzat modellje δ g B - a ∆gFA mérési javítása matematikai-fizikai modelljei: - számítandó ero˝tér paraméterek: 1) ∆gFA=a + 2π GH Pρ t+ δ g B szabadlevego ˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H végeredmény: P) 2) ∆gFA=a+( 2π GH P+TC ρ = 1 )ρ t+ δ g TB Bouguer-féle rendellenességek: ∆g B= a + δ g B m 3) ∆g =a + 2π GH ρ + δ g egyszeru ˝ : ∆g =∆g(P)-2πGH ρ iteráció: FA B B P t P t m ∆g = a + δ g - > 4) ∆g 2π +ρδt -TC(P) g TB teljes: ∆g =∆g(P)-2πGH ρ t0 ->TB∆g B0+TC 0TB FA=a+( P+TC ρ = 1 )ρ tP TBGH c(∆g B0,DTM) -> ρ t1 ismert mennyiségek: Nettleton, 1939: -> ∆g B1+TC 1 - > - g(P) "Vegyük fel úgy ρ tc(∆g értékét, B1,DTM) -> ... - HP hogy ∆gB ill. ∆g TB a megoldás: ismeretlenek: legkevésbé korreláljon a Bi ,DTM)} min{c(∆g - ρt felszíni domborzattal." - TC(P)

3/19

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi mérések Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi Teljes mérések Bouguer-féle rendellenesség (ρ =2670 kg/m3) t

Földtani szerkezetek kutatása ismeretlen modell paraméterek: Egyszerűlöszfal Bouguer-féle rendellenesség (ρt=1764 kg/m3) - célterület: Dunaföldvár, a, ρ t (ρ =1764 kg/m3) Teljes Bouguer-féle rendellenesség - rendelkezésre álló adatok: t N mérés -> N egyenlet alternatív megoldás: g i (i=1,2,...,27) µg<±20 µGal N>2 paraméter ρ t és TC(ρ t) meghatározásaHaegyetlen lépésbenbecslés L2 DTM (20 m x 20 m, 500 m x 500 m) norma szerint (kiegyenlítés) szabadlevego rendellenességek aaHarmadkor-elo ˝ ˝tti(FA) medence aljzat modellje δ g B - a ∆gFA mérési javítása matematikai-fizikai modelljei: - számítandó ero˝tér paraméterek: 1) ∆gFA=a + 2π GH Pρ t+ δ g B szabadlevego ˝ rendellenességek (∆g(P)=g(P)-γ(P")+0.3086H végeredmény: P) 2) ∆gFA=a+( 2π GH P+TC ρ = 1 )ρ t+ δ g TB Bouguer-féle rendellenességek: ∆g B= a + δ g B m 3) ∆g =a + 2π GH ρ + δ g egyszeru ˝ : ∆g =∆g(P)-2πGH ρ iteráció: FA B B P t P t m ∆g = a + δ g - > 4) ∆g 2π +ρδt -TC(P) g TB teljes: ∆g =∆g(P)-2πGH ρ t0 ->TB∆g B0+TC 0TB FA=a+( P+TC ρ = 1 )ρ tP TBGH c(∆g B0,DTM) -> ρ t1 ismert mennyiségek: Nettleton, 1939: -> ∆g B1+TC 1 - > - g(P) "Vegyük fel úgy ρ tc(∆g értékét, B1,DTM) -> ... - HP hogy ∆gB ill. ∆g TB a megoldás: ismeretlenek: legkevésbé korreláljon a Bi ,DTM)} min{c(∆g - ρt felszíni domborzattal." - TC(P)

3/20

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium

4/1

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


4/2

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


4/3

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium - célok: 1) elméleti árapály modellek vizsgálata a szélso˝ pontosságú terepi gravimetriai mérések támogatására (árapály jav.) 2) a gravimetriai méréseket befolyásoló mesterséges és természetes eredetu˝ zajok vizsgálata

4/4

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium - célok: 1) elméleti árapály modellek vizsgálata a szélso˝ pontosságú terepi gravimetriai mérések támogatására (árapály jav.) 2) a gravimetriai méréseket befolyásoló mesterséges és természetes eredetu˝ zajok vizsgálata - sikerek, nehézségek: 1) kvázi-folyamatos mérések 2009. márciusa óta

4/5

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


4/6

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


4/7

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium Theoretical and observed gravity tide at Bánfalva Observatory, GGRI of Sopron,pontosságú Hungary - célok: 1) elméleti árapály modellek vizsgálata a HAS, szélso 2010.11.15-2010.11.21 terepi gravimetriai mérések támogatására (árapály jav.) 2) a gravimetriai méréseket befolyásoló mesterséges és 0.1 természetes eredetu zajok vizsgálata 0.05 - sikerek, nehézségek: 1) kvázi-folyamatos mérések 2009. márciusa óta 0 -0.05 -0.1 -0.15 observation -0.2 3,936

3,960

ETERNA3.4

3,984

4,008

4,032

4,056

4,080

linear drift (0.5 microGal/hour) is removed from observations

4/8

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium Theoretical and observed gravity tide at Bánfalva Observatory, GGRI of Sopron,pontosságú Hungary - célok: 1) elméleti árapály modellek vizsgálata a HAS, szélso 2010.11.15-2010.11.21 terepi gravimetriai mérések támogatására (árapály jav.) 2) a gravimetriai méréseket befolyásoló mesterséges és 0.1 természetes eredetu zajok vizsgálata 0.05 - sikerek, nehézségek: 1) kvázi-folyamatos mérések 2009. márciusa óta 0 -0.05 -0.1

13.9±0.4 perc fáziskésés a mért és az elméleti -0.15 görbék között. Ez az érték observation ETERNA3.4 nagyobb, mint ami az -0.2 3,936 3,960 3,984 4,008 4,032 4,056alapján 4,080 várható. elmélet Mu˝ szerjellemzo˝? linear drift (0.5 microGal/hour) is removed from observations

4/9

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium - célok: 1) elméleti árapály modellek vizsgálata a szélso˝ pontosságú terepi gravimetriai mérések támogatására (árapály jav.) 2) a gravimetriai méréseket befolyásoló mesterséges és természetes eredetu˝ zajok vizsgálata - sikerek, nehézségek: 1) kvázi-folyamatos mérések 2009. márciusa óta 2) rendszerkövetés az Interneten keresztül (WEB böngészo˝/VNC kliens)

4/10

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


4/11

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


4/12

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium - célok: 1) elméleti árapály modellek vizsgálata a szélso˝ pontosságú terepi gravimetriai mérések támogatására (árapály jav.) 2) a gravimetriai méréseket befolyásoló mesterséges és természetes eredetu˝ zajok vizsgálata - sikerek, nehézségek: 1) kvázi-folyamatos mérések 2009. márciusa óta 2) rendszerkövetés az Interneten keresztül (WEB böngészo˝/VNC kliens) 3) "gradiens zaj" monitorozás, források azonosítása

4/13

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium - célok: 1) elméleti árapály modellek vizsgálata a szélso˝ pontosságú terepi gravimetriai mérések támogatására (árapály jav.) 2) a gravimetriai méréseket befolyásoló mesterséges és természetes eredetu˝ zajok vizsgálata - sikerek, nehézségek: 1) kvázi-folyamatos mérések 2009. márciusa óta 2) rendszerkövetés az Interneten keresztül (WEB böngészo˝/VNC kliens) 3) "gradiens zaj" monitorozás, források azonosítása

4/14

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium - célok: 1) elméleti árapály modellek vizsgálata a szélso˝ pontosságú terepi gravimetriai mérések támogatására (árapály jav.) 2) a gravimetriai méréseket befolyásoló mesterséges és zajforrások: természetesfontosabb eredetu˝ zajok vizsgálata - sikerek, nehézségek:- földrendések 1) kvázi-folyamatos mérések 2009. márciusa óta - közlekedés 2) rendszerkövetés az Internetenvihar-/hullámtevékenység keresztül - óceáni/tengeri (WEB böngészo˝/VNC kliens) 3) "gradiens zaj" monitorozás, források azonosítása

4/15

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Terepi Terepi és és obszervatóriumi obszervatóriumi mérések mérések Gravitációs árapály és "gradiens zaj" mérések - helyszín: Sopronbánfalvi Geodinamikai Obszervatórium - célok: 1) elméleti árapály modellek vizsgálata a szélso˝ pontosságú terepi gravimetriai mérések támogatására (árapály jav.) 2) a gravimetriai méréseket befolyásoló mesterséges és zajforrások: természetesfontosabb eredetu˝ zajok vizsgálata - sikerek, nehézségek:- földrendések 1) kvázi-folyamatos mérések 2009. márciusa óta - közlekedés 2) rendszerkövetés az Internetenvihar-/hullámtevékenység keresztül - óceáni/tengeri (WEB böngészo˝/VNC kliens) 3) "gradiens zaj" monitorozás, források azonosítása

4/15

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Gravitációs Gravitációs modellezés modellezés A geopotenciális értékek nagy pontosságú meghatározása

5/1

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


C P=-(W P-W0) = W 0-∑∆H i− gi

5/2

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


C P=-(W P-W0) = W 0-∑∆H i− gi

5/3

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


C P=-(W P-W0) = W 0-∑∆H i− gi feladat: min{N g} min{µ C}

5/4

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


C P=-(W P-W0) = W 0-∑∆H i− gi feladat: min{N g} min{µ C} a g változása a szintezési vonal mentén: ∆g=∆g DTM+ ∆ g norm+∆( ∆g TB)

5/5

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Esettanulmány Esettanulmány A vizsgálati terület leírása Centrális EOV X [km] -101 "K" poligon "Ny" poligon

-102

más pontok -103 G1

-104

nehézségi pontok száma:

-105

G2

-106 G3

-107 -108 -42

-41

- 147 - 24 - 51

szintezési vonal: - végpontok ko˝zetkibúvásokban rögzítve -40 -39 -38- 8-37 -36 -35 -34pont (2 mélyalapozású) állandósított Centrális EOV- Y119 [km] köto ˝ pont

5/6

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Esettanulmány Esettanulmány A magasság és a g változása az "Ny" poligon mentén magasság [m]

g - 980690 [mGal]

280

25 magasság

g - 980690

260

20

240

15

220

10

200

5

É

D

129 szintezési/nehézségi pont

180

0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

távolság [km]

5/7

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Esettanulmány Esettanulmány A nehézségi adatok pontsu˝ ru˝ ségének hatása a potenciál különbség pontosságára δ Hg hiba [mm]

δ Hg = δ W M / g * ahol δWM =∆W 0A B -∆WMAB g * = 1 0 6 m/s 2

0

-0.05 ritkítás (M) 10

-0.1

20 30 40

-0.15

50 60 120

-0.2 0

1

2

3

4

5

távolság [km]

5/8

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Esettanulmány Esettanulmány Az elégtelen számú nehézségi adat pontosságra gyakorolt kedvezo˝ tlen hatásának csökkentése direkt gravitációs modellezéssel dH g hiba [mm] 0.002 0.001 0 -0.001 -0.002 -0.003

ritkítás (M) 10

20

30

40

50

60

120

-0.004 0

1

2

3

4

5

távolság [km]

5/9

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Esettanulmány Esettanulmány Az elégtelen számú nehézségi adat pontosságra gyakorolt kedvezo˝ tlen hatásának csökkentése direkt gravitációs modellezéssel δg hiba [mGal]

nehézségi rendellenesség [mGal] 45

0.05

40

0

35

-0.05

30

-0.1

25

-0.15

20

-0.2

15

szintetikus hiba mért -0.25

free-air

DTM

compl. Bouguer + DTM

compl. Bouguer

10

-0.3 0

0.5

1

1.5

2

2.5

távolság [km]

3

3.5

4

j

δ g j = g j -(g P +∑∆g i ) 4.5

i=1

5/10

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Gravitációs Gravitációs modellezés modellezés Ero˝tér szimuláció a GOCE mu˝hold fedélzeti adatainak inverziójához - tesztterület: Alpok - Pannon medence - Kárpátok

6/1

-300

-200

0 X[km

]

100

200

300

-200

-100

-100

]

0 Y[km

-400

400

0.5

Z[km] 1.5

100

1.0

2.0

200

2.5

A neogén-negyedkori üledékösszlet térfogatelem modellje nézőpont: dél-nyugati irány, tengerszint alatt

Erdélyi medence

Bécsi medence Kisalföld medence

mélység: 0 km - 8.5 km

A felső köpeny anyagának térfogatelem modellje a Kárpát-Pannon térségben

kiterjedés: 1310 km K-Ny 660 km É-D mélység: 22 km - 67 km

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Gravitációs Gravitációs modellezés modellezés Ero˝tér szimuláció a GOCE mu˝hold fedélzeti adatainak inverziójához - tesztterület: Alpok - Pannon medence - Kárpátok 3D modellek derékszögu˝ hasáb térfogatelemek sík közelítés P(x,y,H)

korlátozott kiterjedésben használható

6/2

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


korlátozott kiterjedésben használható 3D modellek poliéder térfogatelemek tetszo˝ leges görbület követése

globális számításokhoz P(X,Y,Z)

6/3

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


korlátozott kiterjedésben használható 3D modellek poliéder térfogatelemek tetszo˝ leges görbület követése

globális számításokhoz P(X,Y,Z)

6/4

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Gravitációs Gravitációs modellezés modellezés Ero˝tér szimuláció a GOCE mu˝hold fedélzeti adatainak inverziójához - tesztterület: Alpok - Pannon medence - Kárpátok - szimulált paraméterek: a T potenciál zavar teljes Eötvös-tenzora

Txx Tx y Tx z Ty x Ty y Ty z Tzx Tz y Tzz

6/5

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Gravitációs Gravitációs modellezés modellezés Ero˝tér szimuláció a GOCE mu˝hold fedélzeti adatainak inverziójához - tesztterület: Alpok - Pannon medence - Kárpátok - szimulált paraméterek: a T potenciál zavar teljes Eötvös-tenzora

Txx Tx y Tx z Ty x Ty y Ty z Tzx Tz y Tzz

6/6

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Gravitációs Gravitációs modellezés modellezés Ero˝tér szimuláció a GOCE mu˝hold fedélzeti adatainak inverziójához

lokális rendszerben

- tesztterület: Alpok - Pannon medence - Kárpátok - szimulált paraméterek: a T potenciál zavar teljes Eötvös-tenzora

Txx Tx y Tx z Ty x Ty y Ty z Tzx Tz y Tzz globális rendszerben

6/7

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Gravitációs Gravitációs modellezés modellezés Ero˝tér szimuláció a GOCE mu˝hold fedélzeti adatainak inverziójához - tesztterület: Alpok - Pannon medence - Kárpátok - szimulált paraméterek: a T potenciál zavar teljes Eötvös-tenzora power [E 2 ] 1E+01 1E+00 1E-01 1E-02 1E-03 1E-04 1E-05 1E-06 1E-07 1E-08 1E-09 1E-10 1E-11 1E-12 1E-13 1E-14

Txx Tx y Tx z Ty x Ty y Ty z Tzx Tz y Tzz expected max. noise range of GOCE measurements λwavelength [km] 853 0

Tzz

50

427 100

320 150

213 200

128 250

300

350

400

elevation [km]

6/8

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Gravitációs Gravitációs modellezés modellezés Az SRTM modell pontosságának vizsgálata a fizikai geodéziai számítások követelményeinek tükrében

7/1

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


A topográfia szerepe: az egyik legfontosabb forrása a nehézségi tér zavarainak ill. rendellenességeinek

7/2

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


A topográfia szerepe: az egyik legfontosabb forrása a nehézségi tér zavarainak ill. rendellenességeinek - szabálytalan geometriai felület - szabálytalan su˝ru˝ségeloszlás ρ=ρ(x,y,z)≠ áll. 1000 kg/m3 ≤ ρ ≤ ≈ 2900 kg/m 3

7/3

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


A topográfia szerepe: az egyik legfontosabb forrása a nehézségi tér zavarainak ill. rendellenességeinek - szabálytalan geometriai felület - szabálytalan su˝ru˝ségeloszlás ρ=ρ(x,y,z)≠ áll. korszeru ˝ /nagy felbontású globális 3 ≤ ρ ≤ ≈ 2900 kg/m 3 1000 kg/m modellek: - GTOPO30 (30"×30") - Aster (1"×1") - SRTM (3"×3")

7/4

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


A topográfia szerepe: az egyik legfontosabb forrása a nehézségi tér zavarainak ill. rendellenességeinek domborzat modell (DDM) - szabálytalan ? geometriai felület - szabálytalan su˝ru˝ségeloszlás felület modell (DFM) ρ=ρ(x,y,z)≠ áll. korszeru ˝ /nagy felbontású globális 3 ≤ ρ ≤ ≈ 2900 kg/m 3 1000 kg/m modellek: - GTOPO30 (30"×30") - Aster (1"×1") - SRTM (3"×3")

7/5

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Gravitációs Gravitációs modellezés modellezés Az SRTM modell pontosságának vizsgálata a fizikai geodéziai számítások követelményeinek tükrében - tesztterület: Ófalu

7/6

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


7/6

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


7/7

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


7/8

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


7/9

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI


7/10

MTA

MTA 2011.02.16

GGKI

Köszönetnyilvánítás Köszönetnyilvánítás Akik segítsége nélkül sokkal kevesebb eredmény született volna: - Mentes Gyula, Bánfi Frigyes, Kalmár János, Battha László, Eperné Pápai Ildikó, Horváth Attila, Gyimóthy Attila - OTKA T043413 - EU5 EVG1-2001-00061 OASYS

Köszönöm a türelmet és a figyelmet!

8/1

A gravimetriai kutatások újabb eredményei az MTA Geodéziai és Geofizikai Kutatóintézetében

Recommend Documents