21
Einfluss der VLBI-Netzwerkgeometrie auf die Sch¨ atzung der ERP T. Artz 1 , S. B¨ockmann 1 , A. Nothnagel 1 , V. Tesmer 2 1 Institut f¨ ur Geod¨ asie and Geoinformation der Universit¨ at Bonn 2 Deutsches Geod¨ atisches Forschungsinstitut, M¨ unchen 16.07.2008

Einfluss der VLBI-Netzwerkgeometrie auf die Sch¨atzung der ERP · Einfluss der VLBI-Netzwerkgeometrie auf die Sch¨atzung der ERP T. Artz1, S. B¨ockmann1, A. Nothnagel1, V. Tesmer2

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Page 1: Einfluss der VLBI-Netzwerkgeometrie auf die Sch¨atzung der ERP · Einfluss der VLBI-Netzwerkgeometrie auf die Sch¨atzung der ERP T. Artz1, S. B¨ockmann1, A. Nothnagel1, V. Tesmer2

Einfluss derVLBI-Netzwerkgeometrie auf

die Schatzung der ERP

T. Artz1, S. Bockmann1, A. Nothnagel1, V. Tesmer2

1Institut fur Geodasie and Geoinformation der Universitat Bonn2Deutsches Geodatisches Forschungsinstitut, Munchen

16.07.2008

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IVS und IGS NetzeNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

2

Beobachtungsnetze des IGS und IVS unterscheiden sich signifikant

c©http://igscb.jpl.nasa.gov

➠ Stationsbeteilung an VLBI Netzen variiert & Netze nichtimmer global

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R1 & R4Netzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

3

IVS Rapid turn around EOP sessions

● VLBI Routine-Sessions (R1 - Montags; R4 - Donnerstags)● unterscheiden sich hinsichtlich Große, Planungsstrategie und Aufzeich-

nungsrate

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

-150 -100 -50 0 50 100 150

R1 209

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

-150 -100 -50 0 50 100 150

R4 209

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R1 & R4 (Volumen)Netzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

V [

Mm

^3

]

time [years]

Network Volume (convex hull)

R1 sessionsR4 sessions

➠ ● R1: Stationsbeteilung variiert aber im Mittel große Netze● R4: Einheitliches aber kleineres Netz

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Topozentrische BeobachtungsgeometrieNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

5

R1

R4

KOKEE − 06FEB20XA 0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

KOKEE − 06FEB16XE 0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

TIGOCONC − 06MAY02XA0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

TIGOCONC − 06MAY04XE0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

WETTZELL − 06AUG21XA0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

WETTZELL − 06AUG24XE0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

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Topozentrische BeobachtungsgeometrieNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

5

R1

R4

KOKEE − 06FEB20XA 0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

KOKEE − 06FEB16XE 0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

TIGOCONC − 06MAY02XA0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

TIGOCONC − 06MAY04XE0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

WETTZELL − 06AUG21XA0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

WETTZELL − 06AUG24XE0˚

45˚

90˚

135˚

180˚

225˚

270˚

315˚

➠ Bessere Beobachtungsgeometrie & hohere Aufzeichnungsrate in R1

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X Pol w.r.t. IGSNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

6

R1

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

x p

ole

[m

as]

R1

R4

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

x p

ole

[m

as]

R4

WRMS RMS[µas] [µas]

R1 84 101R4 113 137

➠ Großeres Rauschen in R4-X Pol

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Y Pol w.r.t. IGSNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

7

R1

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

y p

ole

[m

as]

R1

R4

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

y p

ole

[m

as]

R4

WRMS RMS[µas] [µas]

R1 90 114R4 119 131

➠ Großeres Rauschen in R4-X PolGeringe aber eindeutige Systematiken im Y Pol

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StandardabweichungenNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

8

X Pol

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

σ x p

ole

[m

as]

R4R1

Y Pol

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

σ y p

ole

[m

as]

R4R1

➠ ERP aus R1 mit hoherer Genauigkeit bestimmbar

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Subtagliche ERP w.r.t. 05C04Netzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

9

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

UT

1-T

AI [m

s]

time [years]

UT1-TAI w.r.t. 05 C04 (R1)

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

0.15

0.2

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

UT

1-T

AI [m

s]

time [years]

UT1-TAI w.r.t. 05 C04 (R4)

-3

-2

-1

0

1

2

3

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Y P

ole

[m

as]

time [years]

Y Pole w.r.t. 05 C04 (R1)

-3

-2

-1

0

1

2

3

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Y P

ole

[m

as]

time [years]

Y Pole w.r.t. 05 C04 (R4)

dUT

Y Pol

➠ Großeres Rauschen in subtaglichen R4-ERP;insbesondere ab 2006

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Volumen vs. StandardabweichungNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

10

Volumen

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

V [

Mm

^3]

time [years]

Network Volume (convex hull)

R1 sessionsR4 sessions

σY Pol

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

σ x p

ole

[m

as]

R4R1

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Partielle AbleitungenNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

11

∂τ

∂xpole

= −1

c(bxsin(δ) − bzcos(δ)cos(hs)); (1)

∂τ

∂ypole

= −1

c(bysin(δ) − bzcos(δ)sin(hs)) (2)

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Partielle Ableitungen (bz)Netzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

12

∂τ

∂xpole

= −1

c(bxsin(δ) − bzcos(δ)cos(hs)); (3)

∂τ

∂ypole

= −1

c(bysin(δ) − bzcos(δ)sin(hs)) (4)

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

-150 -100 -50 0 50 100 150

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

-150 -100 -50 0 50 100 150

R1 R4

δ

NY

HR

hs

NY

TC

WZ

HR

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Partielle Ableitungen (bz)Netzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

12

∂τ

∂xpole

= −1

c(bxsin(δ) − bzcos(δ)cos(hs)); (3)

∂τ

∂ypole

= −1

c(bysin(δ) − bzcos(δ)sin(hs)) (4)

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

-150 -100 -50 0 50 100 150

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

-150 -100 -50 0 50 100 150

R1 R4

➠ Große NS-Basislinien in R1 haufiger vertreten

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Partielle Ableitungen (bx, by)Netzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

13

∂τ

∂xpole

= −1

c(bxsin(δ) − bzcos(δ)cos(hs)); (5)

∂τ

∂ypole

= −1

c(bysin(δ) − bzcos(δ)sin(hs)) (6)

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Partielle Ableitungen (bx, by)Netzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

13

∂τ

∂xpole

= −1

c(bxsin(δ) − bzcos(δ)cos(hs)); (5)

∂τ

∂ypole

= −1

c(bysin(δ) − bzcos(δ)sin(hs)) (6)

FORTLEZA-KOKEE TSUKUB32-WESTFORD

δ

hs

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Einfluss einzelner StationenNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

14

Koordinaten von GILCREEK (in 2005.75-2006.0) auf ITRF2005 fixiert

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

y p

ole

[m

as]

R1

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Einfluss einzelner StationenNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

15

Koordinaten von GILCREEK (in 2005.75-2006.0) pro Session geschatzt

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

y p

ole

[m

as]

time [years]

R1

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Einfluss einzelner StationenNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

16

Koordinaten von GILCREEK (in 2005.75-2006.0) auf a priori B-SplineModell fixiert

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

y p

ole

[m

as]

R1

➠ Unterschiede bei der Behandlung einzelner Stationenkonnen die Polbewegung systematisch verandern.

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R4 NetzwerkanderungenNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

17

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

2005 2005.5 2006 2006.5 2007 2007.5

y p

ole

[m

as]

R4

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FazitNetzwerkgeometrie ERP Zeitreihen Einflussfaktoren Fazit

Artz et al. 16.07.2008 - Workshop 2008 der Forschungsgruppe Satellitengeodasie

18

● VLBI Beobachtungsnetzwerk klein im Vergleich zu GPS● Netze unterscheiden sich von Session zu Session ➠ ERP beziehen sich

auf unterschiedliche Beobachtungsgeometrien● R1-ERP: Deutlich geringeres Rauschen im Vergleich zu R4 (taglich &

subtaglich)● R4-Y Pol (taglich): Systematische Differenzen zu GPS● einzelne Stationen konnen zu systematischen Effekten in den ERP

fuhren

Fur die Bestimmung stabiler VLBI-ERP werden große undgleichmaßig verteilte Netze benotigt