Geodetic very long baseline interferometry and the effects of Tohoku earthquake - Case analysis of Tsukuba Station
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2012
Department
Major/Subject
Geodesia
Mcode
Maa-6
Degree programme
Language
en
Pages
viii + 66 + [19]
Series
Abstract
Very Long Baseline Interferometry (VLBI) observations can be used to analyse VLBI station coordinates and Earth Orientation Parameters (EOP). The goal of this thesis is to utilize Matlab-based Vierma VLBI Software (Vie VS) to study the effects of the March 11th, 2011 earthquake in Japan at the Tsukuba VLBI station. Both IVS 24-hour and 1-hour intensive sessions are used in the analysis. At first, each session is pre-processed individually and the station wise residuals are inspected to remove possible sources of error, such as clock breaks at one or more of the observing stations. After the initial processing is complete, the sessions are analysed to compute geodetic parameters. A total of 31 24-hour and 40 intensive sessions, which contain measurements from Tsukuba, are used in the final analysis. The 24-hour sessions are used to compute the initial displacement and post seismic drift of the station coordinates. The initial displacement of the station derived from the analysed VLBI observations was (65.48, 1.88, -7.38) cm in the local East-North-Up reference frame. The post seismic movement is modelled by fitting a transient decay model to the observation data. The continuous fit is used to obtain corrected a priori coordinates for the intensive sessions. The results are validated by the improved dUTI estimates from both 24-hour and intensive sessions. The mean formal errors decreased for both 24-hour and intensive sessions. For 24-hour sessions the mean formal error reduced approximately 30 %. The improvement is most evident in the IVS-INT2 intensive sessions, which include only one baseline, of which Tsukuba is the other station. For these sessions the mean formal errors reduced by five orders of magnitude. Additionally, the results were inspected by comparing the data with third party VLBI and GPS results. The computed results agree at worst within a few centimetres with the comparison data.Pitkäkantamainterferometrialla (VLBI) voidaan havainnoida sekä maapallon orientaatioparametreja (EOP) että VLBI-asemien koordinaatteja. Tämän diplomityön tavoitteena on tutkia Japanissa 11. maaliskuuta 2011 tapahtuneen maanjäristyksen vaikutuksia Tsukuban VLBI-asemaan käyttämällä Matlab-pohjaista VLBI-analysointiohjelmistoa VieVSia (Vienna VLBI Software). Tutkimuksessa käytetään kahdenlaisia havaintosessioita: vuorokauden mittaisia sekä tunnin kestoisia intensiivisessioita. Aluksi kaikki 24 tunnin VLBI-havainnot esikäsiteltiin yksitellen VieVSillä, jotta mahdolliset virhelähteet saadaan eliminoitua. Merkittävin yksittäinen virhelähde ovat hypyt asemien kelloissa. Kun havaintosessiot on esikäsitelty, niiden avulla lasketaan havaintomalliin liittyvät geodeettiset parametrit. Lopullisessa analyysissä käytettiin yhteensä 31 24 tunnin sessiota ja 40 intensiivissessiota, joista molemmissa havaintotyypeissä jokaisessa sessiossa on mukana Tsukuban VLBI-asema. 24 tunnin sessioita käyttäen selvitetään havaittu välitön siirtymä aseman koordinaateissa. Paikallisessa toposentrisessä järjestelmässä (Itä-Pohjoinen-Ylös) antenni siirtyi (65.48, 1.88, -7.38) cm. Maanjäristyksen jälkeisiin havaittuihin aseman koordinaatteihin sovitetaan vaimentuva eksponentiaalinen malli, jonka avulla saadaan jatkuva estimaatti aseman koordinaateille. Intensiivisessiot käsitellään uudestaan tästä mallista saaduilla a priori asemakoordinaateilla. 24 tunnin sessioista saadut estimaatit voidaan vahvistaa tutkimalla dUTI-orientaatioparametrissa tapahtuvaa parannusta. Sekä vuorokauden mittaisten että intensiivisessioiden keskimääräinen keskihajonta pieneni. 24 tunnin sessioilla parannus oli noin 30 %. Parhaiten korjattujen a priori koordinaattien vaikutus näkyi niissä intensiivisessioissa, jotka havainnoitiin ainoastaan Tsukuban ja toisen aseman välillä. Näissä sessioissa keskivirheet pienenivät viisi kertaluokkaa. Havaintojen sisäisen tarkastelun lisäksi saatuja tuloksia verrattiin ulkopuoliseen VLBI- ja GPS-dataan. Tulokset olivat huonoimmillaankin yhteneviä muutaman senttimetrin tarkkuudella.Description
Supervisor
Vermeer, MartinThesis advisor
Uunila, MinttuKeywords
VLBI, VLBI, analysis software, analyysiohjelmistot, VieVS, VieVS, Tsukuba, Tsukuba, Tohoku earthquake, Tohokun maanjäristys
