scholarly journals Μοντελοποίηση δυναμικών δορυφορικών τροχιών στο πλαίσιο των σύγχρονων αποστολών της διαστημικής γεωδαισίας

2012 ◽  
Author(s):  
Θωμάς Παπανικολάου
Keyword(s):  
Steady State ◽  
Gravity Field ◽  
Ocean Circulation ◽  
Gravity Recovery

Η μοντελοποίηση των δορυφορικών τροχιών αποτελεί βασικό αντικείμενο μελέτης της διαστημικής γεωδαισίας από την εποχή των πρώτων τεχνητών δορυφόρων έως τις σύγχρονες δορυφορικές αποστολές. Η παραμετροποίηση της δορυφορικής τροχιάς παράλληλα με την ανάλυση παρατηρήσεων της διαστημικής γεωδαισίας, στοχεύει στην αντιμετώπιση των τριών βασικών αντικειμένων της γεωδαισίας τα οποία είναι το σύστημα αναφοράς, το πεδίο βαρύτητας και η περιστροφή της γης. Η μαθηματική σχέση μεταξύ του πεδίου βαρύτητας και της κίνησης των δορυφόρων αποτελεί συνεχές αντικείμενο έρευνας καθώς υφίστανται ειδικά σχεδιασμένες αποστολές για το σκοπό αυτό. Τα νέα δορυφορικά δεδομένα επιτρέπουν την αριθμητική διερεύνηση καθώς και την εξέλιξη θεωρητικών προσεγγίσεων για τη μοντελοποίηση του πεδίου βαρύτητας και τον ακριβή προσδιορισμό τροχιών. Κατά τη διάρκεια της τελευταίας δεκαετίας η μοντελοποίηση του πεδίου βαρύτητας έχει διαμορφωθεί μέσω των καινοτόμων τεχνικών που εισάγονται από τις αποστολές CHAMP (CHAllenging Mini-satellite Payload), GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) και GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer). Η παρούσα διατριβή πραγματεύεται ένα σύγχρονο πρόβλημα της διαστημικής γεωδαισίας μέσω διαμόρφωσης της μαθηματικής μοντελοποίησης δορυφορικών τροχιών και την αντιμετώπιση του προβλήματος του δυναμικού προσδιορισμού της τροχιάς ως ένα υπερπαραμετροποιημένο πρόβλημα εκτίμησης. Βασικό ζητούμενο αποτελεί η διερεύνηση αυστηρών μαθηματικών προσεγγίσεων με βάση τις υφιστάμενες θεωρίες τροχιών. Η διερεύνηση αυτή στοχεύει στη δυναμική μοντελοποίηση και ανάλυση της δορυφορικής τροχιάς υπό γεωδαιτική σκοπιά. Θεωρούμε τη δορυφορική τροχιά ως ένα δυναμικό σύστημα στο χώρο που εκφράζεται από τη θεμελιώδη εξίσωση κίνησης και καταγράφουμε τις αποκλίσεις που υφίσταται από τις μεταβολές της μοντελοποίησης που επιφέρουμε. Με βάση τις αρχές της ουράνιας μηχανικής, εκπονούμε τους απαραίτητους αστροδυναμικούς υπολογισμούς σε ένα ευρύ φάσμα παραμετροποίησης των μεθόδων αριθμητικής ανάλυσης και κυρίως του δυναμικού μοντέλου. Η σχετική διερεύνηση πραγματοποιείται τόσο σε θεωρητική προσέγγιση αλλά και σε πρακτικό επίπεδο μέσω της αριθμητικής υλοποίησης ενός τέτοιου σχήματος και εφαρμογής του σε πραγματικές τροχιές γεωδαιτικού και γεωφυσικού ενδιαφέροντος. Στο πλαίσιο της διατριβής αναπτύχθηκε λογισμικό που υλοποιεί τη μοντελοποίηση ενός αμιγώς δυναμικού προσδιορισμού τροχιών με χρήση των σύγχρονων διαστημικών τεχνικών των αποστολών GRACE και GOCE.

scholarly journals Accuracy Analysis of Gravity Field Changes from Grace RL06 and RL05 Data Compared to in Situ Gravimetric Measurements in the Context of Choosing Optimal Filtering Type

2020 ◽  
Vol 55 (3) ◽  
pp. 100-117
Author(s):  
Viktor Szabó ◽  
Dorota Marjańska
Keyword(s):  
Gravity Field ◽  
Ocean Circulation ◽  
Gravity Data ◽  
The Other ◽  
Subsurface Water ◽  
Satellite Gravity ◽  
Absolute Gravimetry ◽  
The Earth ◽  
Gravity Measurements ◽  
Gravity Recovery

AbstractGlobal satellite gravity measurements provide unique information regarding gravity field distribution and its variability on the Earth. The main cause of gravity changes is the mass transportation within the Earth, appearing as, e.g. dynamic fluctuations in hydrology, glaciology, oceanology, meteorology and the lithosphere. This phenomenon has become more comprehensible thanks to the dedicated gravimetric missions such as Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE), Challenging Minisatellite Payload (CHAMP) and Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE). From among these missions, GRACE seems to be the most dominating source of gravity data, sharing a unique set of observations from over 15 years. The results of this experiment are often of interest to geodesists and geophysicists due to its high compatibility with the other methods of gravity measurements, especially absolute gravimetry. Direct validation of gravity field solutions is crucial as it can provide conclusions concerning forecasts of subsurface water changes. The aim of this work is to present the issue of selection of filtration parameters for monthly gravity field solutions in RL06 and RL05 releases and then to compare them to a time series of absolute gravimetric data conducted in quasi-monthly measurements in Astro-Geodetic Observatory in Józefosław (Poland). The other purpose of this study is to estimate the accuracy of GRACE temporal solutions in comparison with absolute terrestrial gravimetry data and making an attempt to indicate the significance of differences between solutions using various types of filtration (DDK, Gaussian) from selected research centres.

Mission design, operation and exploitation of the gravity field and steady-state ocean circulation explorer mission

2011 ◽  
Vol 85 (11) ◽  
pp. 749-758 ◽  
Author(s):  
Rune Floberghagen ◽  
Michael Fehringer ◽  
Daniel Lamarre ◽  
Danilo Muzi ◽  
Björn Frommknecht ◽  
...  
Keyword(s):  
Steady State ◽  
Gravity Field ◽  
Ocean Circulation ◽  
Mission Design ◽  
Explorer Mission

scholarly journals Unification of European height system realizations

2012 ◽  
Vol 2 (4) ◽  
pp. 343-354 ◽  
Author(s):  
A. Rülke ◽  
G. Liebsch ◽  
M. Sacher ◽  
U. Schäfer ◽  
U. Schirmer ◽  
...  
Keyword(s):  
Gravity Field ◽  
Ocean Circulation ◽  
Reference Frames ◽  
Satellite Gravity ◽  
Global Gravity ◽  
Height System ◽  
Regional Gravity ◽  
Gravity Recovery ◽  
Satellite Gravity Missions

AbstractA suitable representation of the regional gravity field is used to estimate relative offsets between national height system realizations in Europe. The method used is based on a gravimetric approach and benefits from the significant improvements in the determination of the global gravity field by the recent satellite gravity missions the Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) and the Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorerr (GOCE). The potential of these missions for the unification of height reference frames is analyzed in terms of accuracy and spatial resolution. The results of the gravimetric approach are compared to the independent results of the geodetic leveling approach. Advantages and drawbacks of both methods are discussed.

scholarly journals Gravity Field Recovery and Error Analysis for the MOCASS Mission Proposal Based on Cold Atom Interferometry

2021 ◽  
Author(s):  
Mirko Reguzzoni ◽  
Federica Migliaccio ◽  
Khulan Batsukh
Keyword(s):  
Gravity Field ◽  
Ocean Circulation ◽  
Cold Atom ◽  
Gravity Gradient ◽  
Sea Level Changes ◽  
Earth Gravity ◽  
Gravity Field Recovery ◽  
Gravity Measurements ◽  
Gravity Recovery ◽  
The Mathematical Model

AbstractSatellite missions providing data for a continuous monitoring of the Earth gravity field and its changes are fundamental to study climate changes, hydrology, sea level changes, and solid Earth phenomena. GRACE-FO (Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On) mission was launched in 2018 and NGGM (Next Generation Gravity Mission) studies are ongoing for the long-term monitoring of the time-variable gravity field. In recent years, an innovative mission concept for gravity measurements has also emerged, exploiting a spaceborne gravity gradio-meter based on cold atom interferometers. In particular, a team of researchers from Italian universities and research institutions has proposed a mission concept called MOCASS (Mass Observation with Cold Atom Sensors in Space) and conducted the study to investigate the performance of a cold atom gradiometer on board a low Earth orbiter and its impact on the modeling of different geophysical phenomena. This paper presents the analysis of the gravity gradient data attainable by such a mission. Firstly, the mathematical model for the MOCASS data processing will be described. Then numerical simulations will be presented, considering different satellite orbital altitudes, pointing modes and instrument configurations (single-arm and double-arm); overall, data were simulated for twenty different observation scenarios. Finally, the simulation results will be illustrated, showing the applicability of the proposed concept and the improvement in modeling the static gravity field with respect to GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer).

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document