ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ. Πτυχιακή εργασία

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Πτυχιακή εργασία ΜΕΛΕΤΗ ΤΕΚΤΟΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΕΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΩΝ GNSS ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΠΑΦΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΟΔΟ Ηλίας Ηλία Λεμεσός 2016

2 i

3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΉΣ Πτυχιακή εργασία ΜΕΛΕΤΗ ΤΕΚΤΟΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΕΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΩΝ GNSS ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΠΑΦΟΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΟΔΟ Ηλίας Ηλία Σύμβουλος καθηγητής Δρ. Χριστόδουλος Δανέζης Λεμεσός 2016 ii

4 Πνευματικά δικαιώματα Copyright Ηλίας Ηλία, 2016 Με επιφύλαξη παντός δικαιώματος. All rights reserved. Η έγκριση της πτυχιακής εργασίας από το Τμήμα [Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Γεωπληροφορικής] του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου δεν υποδηλώνει απαραιτήτως και αποδοχή των απόψεων του συγγραφέα εκ μέρους του Τμήματος. iii

5 Θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα τους γονείς μου, για την στήριξη κατά την διάρκεια των σπουδών μου. Tον επιβλέποντα καθηγητή μου Δρ. Χριστόδουλο Δανέζη, για την βοήθεια και στην επίβλεψη της Διπλωματικής μου μελέτης. Τον συμφοιτητή μου Μάριο Χατζηνικολάου, για την άψογη συνεργασία την οποία είχαμε. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους καθηγητές για τις γνώσεις τις οποίες μου είχαν μεταδώσει και συγκεντρωτικά με βοήθησαν για την διεκπεραίωση της Διπλωματικής μου μελέτης. iv

6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο στόχος της παρούσας διπλωματικής ήταν να μελετηθούν και να εντοπιστούν οι τεκτονικές μετατοπίσεις ή αλλιώς μικρομετακινήσεις κατά την διάρκεια δυο σεισμών, στις περιοχές της Πάφου και της Λεμεσού. Η χρονική περίοδος η οποία μελετήθηκε ήταν από τις μέχρι για τον σταθμό ANTL και αντίστοιχα για τον σταθμό PAFO από τις μέχρι Η επίλυση των μετρήσεων πραγματοποιήθηκε στο πρόγραμμα Leica Geo office για συνολικά εννέα εποχές για τον σταθμό ANTL και οκτώ εποχές για τον σταθμό ANTL τις ημέρες των δυο σεισμών μια μέρα πριν και μια μέρα μετά, καθώς και για τις αρχικές και τελικές εποχές όπου είχαμε στην διάθεση μας για επεξεργασία. Ως σταθμός αναφοράς χρησιμοποιήθηκε ο NICO ο οποίος ανήκει στο παγκόσμιο δίκτυο μόνιμων σταθμών της IGS. Η επίλυση έγινε στο παγκόσμιο γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς ITRF2008 χρησιμοποιώντας τελικά προϊόντα της IGS. Στην συνέχεια μέσω κατάλληλης επεξεργασίας υπολογίστηκαν οι συντεταγμένες των δυο σταθμών (PAFO, ANTL) σε κάθε μία από τις υπό μελέτη εποχές. Από τα αποτελέσματα που προέκυψαν παρατηρήθηκε ότι υπάρχουν πιο έντονες μικρομετακινήσεις στης δυο ημέρες των σεισμών από 2.5mm-12.3mm. Αλλά πιο μεγάλες μικρομετακινήσεις παρατηρείται στο υψόμετρο των σταθμών είναι από 2.9cm-3.96cm στις και στις Λέξεις κλειδιά: Μικρομετακινήσεις, εποχές,σεισμοί,γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς, v

7 ABSTRACT The aim of this thesis was to study and identify the tectonic displacements or deformation monitoring during two earthquakes in regions of Paphos and Limassol. The time period that was studied from until for the ANTL station and respectively for the PAFO station from until The resolution of measurements conducted in the program Leica Geo office for a total of nine seasons for eight seasons and ANTL station for the station two days ANTL earthquakes a day before and a day after, as well as for the initial and final times where we had at our disposal for processing. As a reference station was NICO who belongs to the global IGS network of permanent stations. The resolution was made at the global geodetic reference system ITRF2008 using IGS products eventually. Then through appropriate processing of coordinates were two stations (PAFO, ANTL) in each of the studied seasons. the results where there was emerged more intense deformation monitoring on two days of earthquakes by 2.5 mm-12.3 mm. But most large deformation monitoring is observed at an altitude of stations is by 1.8 cm-3.96 cm on and Keywords: Micro movements, seasons, earthquakes, Geodetic Reference System vi

8 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΠΕΡΙΛΗΨΗ... V ABSTRACT... VI ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ... VII ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ... X ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ... XI ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ... XII ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ... XIII ΣΥΝΤΟΜΟΓΡΑΦΙΕΣ... XIV 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΧΟΣ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΧΕΤΙΚΟΥ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΥ Στατικός Προσδιορισμός Θέσης ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΛΟΗΓΗΣΗΣ (GNSS) Σύστημα GPS Σύστημα GLONASS Σύστημα GALLILEO Σύστημα COMPASS/BEIDOU ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΣΦΑΛΜΑΤΟΣ GPS Τροχιές δορυφόρων Τροχιακά προϊόντα Αρχεία RINEX Οι ακριβείς εφημερίδες SP Τυχαίο σφάλμα παρατήρησης Τροποσφαιρική επίδραση Μοντέλο Hopfield Ιονοσφαιρική επίδραση vii

9 Εκπεμπόμενο μοντέλο ιονοσφαιρικής καθυστέρησης Σφάλμα ολίσθησης κύκλων ΕΛΕΥΘΕΡΟΣ ΙΟΝΟΣΦΑΙΡΑΣ (IONOSPHERIC FREE) ΓΩΝΙΕΣ ΑΠΟΚΟΠΗΣ(CUT OF ANGLE) DOP (DILUTION OF PRECISION) ΔΙΚΤΥΑ GNSS Παράμετροι για σχεδιασμό και επιλογής βάσεων GPS Συνόρθρωση δικτύων GNSS ΔΙΚΤΥΑ ΜΟΝΙΜΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΔΙΚΤΥΑΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ Εικονικοί σταθμοί αναφοράς- VRS Σταθμοί μετάδοσης παραμέτρων επιφανειακών διορθώσεων - FKP Τεχνική MAC ( Master- Auxiliary Concept) ΔΙΚΤΥΟ CYPOS ΔΙΚΤΥΟ ATLAS ΠΑΓΚΌΣΜΙΟ ΔΙΚΤΥΟ IGS Προϊόντα IGS ΤΟ ΔΙΕΘΝΕΣ ΓΗΙΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ITRS ΚΑΙ ΤΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ITRF ITRF ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΜΕΛΕΤΗ ΜΙΚΡΟΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΛΙΜΝΗΣ ΚΑΡΛΑ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΕΙΣΜΙΚΩΝ ΠΗΓΩΝ ΚΑΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΕΔΑΦΙΚΗΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΕΥΡΥΤΕΡΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΚΕΦΑΛΛΗΝΙΑΣ ΖΑΚΥΝΘΟΥ ΒΑΣΕΙ ΓΕΩΦΥΣΙΚΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΣΤΗΜΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΕΚΤΟΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΧΑΛΚΙΔΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΕΥΡΥΤΕΡΗΣ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΑΘΗΝΩΝ ΒΑΣΕΙ ΔΙΑΦΟΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ GPS ΚΑΙ ΣΥΜΒΟΛΟΜΕΤΡΙΑΣ ΡΑΝΤΑΡ ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΩΝ ΤΟΥ ΓΗΙΝΟΥ ΦΛΟΙΟΥ ΣΤΟΝ ΕΛΛΑΔΙΚΟ ΧΩΡΟ ΜΕ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ GNSS ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ GPS/GNSS viii

10 5.1 ΣΥΛΛΟΓΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Χρήση λογισμικού Teqc Υπολογισμός συντεταγμένων σταθμού NICO ΜΕΤΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ: ix

11 Κατάλογος εικόνων ΕΙΚΟΝΑ 1: ΣΕΙΣΜΟΙ 2015 ΚΑΙ ΘΕΣΗ ΤΕΚΤΟΝΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ ( ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗΣ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ - ΣΕΙΣΜΟΙ - ΧΑΡΤΕΣ ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑΣ -ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΚΑΤΑ ΤΟ 2015 N.D.)... 2 ΕΙΚΟΝΑ 2: ΙΣΧΥΡΟΤΕΡΟΙ ΣΕΙΣΜΟΙ ΤΟΥ 2015 ΠΛΑΚΩΝ ( ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΚΗΣ ΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ - ΣΕΙΣΜΟΙ - ΧΑΡΤΕΣ ΣΕΙΣΜΙΚΟΤΗΤΑΣ -ΣΕΙΣΜΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΚΑΤΑ ΤΟ 2015 N.D.). 2 ΕΙΚΟΝΑ 3: ΣΤΑΤΙΚΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΘΕΣΗΣ... 5 ΕΙΚΟΝΑ 7: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ GPS... 7 ΕΙΚΟΝΑ 4: ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ GLONASS... 8 ΕΙΚΟΝΑ 5: ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ GALILEO... 9 ΕΙΚΟΝΑ 6: COMPASS-BEIDOU ΕΙΚΟΝΑ 8: TΡΟΧΙΕΣ ΔΟΡΥΦΟΡΩΝ GPS ΕΙΚΟΝΑ 9: RINEX ΑΡΧΕΙΟ ΕΙΚΟΝΑ 10: ΑΡΧΕΙΟ SP ΕΙΚΟΝΑ 11: ΣΤΑΘΜΟΙ ΑΝΑΦΟΡΑΣ CYPOS ΕΙΚΟΝΑ 12: ΣΤΑΘΜΟΙ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ATLAS ΕΙΚΟΝΑ 13:ΔΙΚΤΥΟ IGS ( IGS NETWORK N.D.) ΕΙΚΟΝΑ 14: ΤΟ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ( UNOOSA N.D.) ΕΙΚΟΝΑ 15: ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ CMD ΓΙΑ ΜΙΑ ΕΠΟΧΗ ΕΙΚΟΝΑ 16: ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ ΒΑΣΗ ITRF2008 ( EUREF PERMANENT GNSS NETWORK > PRODUCTS & SERVICES > ETRF/ITRF TRANSFORMATION N.D.) ΕΙΚΟΝΑ 17: ΔΙΟΡΘΩΣΗ ΚΥΚΛΩΝ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ x

12 Κατάλογος πινάκων ΠΙΝΑΚΑΣ 1: ΕΚΠΕΜΠΟΜΕΝΩΝ ΕΦΗΜΕΡΙΔΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 2:ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΓΚΡΙΣΗΣ ΕΠΟΧΩΝ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗΣ ΒΑΣΕΙ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΥ DIFF ΠΙΝΑΚΑΣ 3: GPS CALENDAR ΠΙΝΑΚΑΣ 4: ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ ITRF ΠΙΝΑΚΑΣ 5 : ΔΙΟΡΘΩΜΕΝΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ ΣΤΑΘΜΟΥ NICO ΠΙΝΑΚΑΣ 6: PDOP ΠΙΝΑΚΑΣ 7: ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ ΚΑΤΑ ΤΙΣ ΗΜΕΡΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ 8: ΜΙΚΡΟΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΙΣ ΟΠΟΥ ΠΡΟΕΚΥΨΑΝ ΑΠΟ ΓΕΩΚΕΝΤΡΙΚΕΣ ΚΑΡΤΕΣΙΑΝΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ ΠΙΝΑΚΑΣ 9: ΜΙΚΡΟΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΙΣ ΣΕ ΤΟΠΟΚΕΝΤΡΙΚΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ xi

13 Κατάλογος σχημάτων ΣΧΗΜΑ 1: ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΜΟΝΟΣΤΡΩΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΣΧΗΜΑ 2: ΚΥΚΛΩΝ ΟΛΙΣΘΗΣΗΣ ΣΧΗΜΑ 3: ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΓΩΝΙΕΣ ΑΠΟΚΟΠΗΣ ΣΧΗΜΑ 4 : DOP ΣΧΗΜΑ 5: ΔΙΚΤΥΑ GPS ΣΧΗΜΑ 6: ΣΥΝΑΡΘΡΩΣΗ ΣΤΑΘΜΩΝ PAFO ΚΑΙ ANTL xii

14 Κατάλογος Διαγραμμάτων ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 1: DOP NICO-PAFO ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 2: DOP NICO-ANTL ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 3: 3D ΜΙΚΡΟΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΙΣ ΑΠΟ ΚΑΡΤΕΣΙΑΝΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ ΣΤΟΝ ΣΤΑΘΜΟ PAFO ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 4: 3D ΜΙΚΡΟΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΙΣ ΑΠΟ ΚΑΡΤΕΣΙΑΝΕΣ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΕΣ ΣΤΟΝ ΣΤΑΘΜΟ ANTL ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 5: ΜΙΚΡΟΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑ EASTING ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 6: ΜΙΚΡΟΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑ NORTHING ΔΙΑΓΡΑΜΜΑ 7: ΜΙΚΡΟΜΕΤΑΚΙΝΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑ UP xiii

15 Συντομογραφίες ITRF: International Terrestrial Reference Frame IGS: INTERNATIONAL GNSS SERVICE GNSS: Global Navigation Satellite System GPS: Global Positioning System SNR: Signal Noise Ratio GLONASS: Global Navigation Satellite System EUREF: European Reference RINEX: Receiver Independent Exchange ILRS: International Laser Ranging Service DOP: Dilution of Precision HPDOP: Horizontal Dilution of Precision VDOP: Vertical Dilution of Precision GDOP: Geometric Dilution of Precision TDOP: Time Dilution of Precision VRS: Visual Reference Station RTK: Real Time Kinematic DGPS: Differential Global Positioning System MAC: Master Auxiliary Concept ETRF: European Terrestrial Reference Frame TEC: Total Electron Content VLBI: Very Long Baseline Interferometry ITRS: International Terrestrial Reference System CMD: Command xiv

16 1 Εισαγωγή Η Κύπρος βρίσκεται σε μια τεκτονικά πολύπλοκη ζώνη καθώς βρίσκεται στην Ανατολική Μεσόγειο θάλασσα όπου συναντώνται τρεις ηπειρωτικές πλάκες οι οποίες είναι η Αραβική πλάκα στην ανατολή, η Αφρικανική Πλάκα στο νότο και η Ευρασιατική πλάκα στον βορρά. Η Κύπρος εντοπίζεται σε μια σεισμογόνο ζώνη των Άλπεων-Ιμαλάιων στην οποία εκδηλώνονται το 15% των σεισμών στον κόσμο. Η πιο σεισμόπληκτη περιοχή της Κύπρου εκτείνεται από την Πάφο μέχρι και την Αμμόχωστο διαμέσων της Λεμεσού και της Λάρνακας.( Cyprus geological heritage educational tool n.d.) Για τον σκοπό αυτό αποφασίστηκε να μελετηθούν οι ενδεχόμενες μικρομετακινήσεις οι και η κατεύθυνση στην οποία εκδηλώνονται. Οι σεισμοί όπου μελετήθηκαν είναι ο σεισμός της Πάφου την 15 Απριλίου του 2015 και ώρα 11:25 π.μ με ένταση Μ=5.6 βαθμών στην κλίμακα Ρίχτερ με επίκεντρο των θαλάσσιο χώρο της Κισόνεργας 3km δυτικά. Σημειώνεται ότι μέχρι τις 20:00 εκδηλώθηκαν 40 μετασεισμοί. Επίσης μελετήθηκε ο σεισμός της Λεμεσού την 21 Ιουλίου του 2015 στις 19:29 μ.μ με ένταση Μ=4.3 βαθμών στην κλίμακα Ρίχτερ με επίκεντρο την ορεινή περιοχή της επαρχίας Λεμεσού, ο οποίος σημειώθηκε 20 χιλιόμετρα βόρεια της πόλης. Η μετασεισμική ακολουθία συνεχίστηκε για τις επόμενες 12 ώρες όπου έλαβαν χώρα ακόμα 10 μετασεισμοί. ( Τμήμα Γεωλογικής Επισκόπησης - Αισθητοί Σεισμοί n.d.) Στα πλαίσια της μελέτης έλαβε χώρα επεξεργασία για τον υπολογισμό των συντεταγμένων των δυο μόνιμων σταθμών αναφοράς στην Πάφο του ANTL της ΑΗΚ και το PAFO του CYPOS. Οι υπολογισμοί των συντεταγμένων έγιναν συνολικά για εννέα εποχές από κάθε σταθμό και ο στόχος ήταν η εύρεση μικρομετακινήσεων στο χρονικό διάστημα Το πρόγραμμα το οποίο χρησιμοποιήθηκε για την επίλυση των μετρήσεων ήταν το Leica Geo Office

17 Εικόνα 1: Σεισμοί 2015 και θέση τεκτονικών πλακών ( Τμήμα Γεωλογικής Επισκόπησης - Σεισμοί - Χάρτες Σεισμικότητας -Σεισμική Δραστηριότητα κατά το 2015 n.d.) Εικόνα 2: Ισχυρότεροι σεισμοί του 2015 πλακών ( Τμήμα Γεωλογικής Επισκόπησης - Σεισμοί - Χάρτες Σεισμικότητας -Σεισμική Δραστηριότητα κατά το 2015 n.d.) 2

18 1.1 Στόχος Ο κύριος στόχος της μελέτης αυτής ήταν να υπολογιστούν οι μικρομετακινήσεις όπου υφίστανται οι δυο μόνιμου σταθμοί αναφοράς στην περιοχή της Πάφου όπου είναι εγκατεστημένος ο PAFO (CYPOS) και ο ANTL ο οποίος βρίσκεται στην περιοχή του Ανατολικού και ανήκει στο δίκτυο του ATLAS της ΑΗΚ. Μελετήθηκαν αυτοί οι δυο σταθμοί οι οποίοι βρίσκονται σε σχετικά κοντινή απόσταση έτσι ώστε να επιβεβαιώσουμε τα αποτελέσματα δηλαδή οι μικρομετακινήσεις που θα προκύψουν μετά την επεξεργασία των δεδομένων. 3

19 2 Θεωρητικό υπόβαθρο Μέθοδοι Σχετικού Εντοπισμού Η μέθοδος μέτρησης και προσδιορισμού θέσης σε μια συγκεκριμένη εφαρμογή η οποία θα πρέπει να επιλέξουμε εξαρτάται από την ακρίβεια την οποία θέλουμε στην συνέχεια να αποφασίσουμε ποιοι δέκτες GPS είναι κατάλληλοι για την συγκεκριμένη μελέτη στην οποία έχουμε να διεκπεραιώσουμε. Γενικότερα ο προσδιορισμός θέσης μπορεί να χωριστεί σε στατικό και κινηματικό προσδιορισμό, σε προσδιορισμό εκ των υστέρων και σε προσδιορισμό σε πραγματικό χρόνο και τέλος σε απόλυτο και σχετικό προσδιορισμό θέσης. Οι κατηγορίες αυτές θα μπορούσαν να χαρακτηρισθούν ως μέθοδοι, τεχνικές ή διαδικασίες και θα μπορούσαν να συνδυαστούν μεταξύ τους σε μια εφαρμογή. Για παράδειγμα σε μια υδρολογική μελέτη, σε μια περιβαλλοντική μελέτη, σε μια τοπογραφική αποτύπωση σε μια χάραξη ενός έργου οδοποιίας και σε πολλά αλλά έργα δημόσιας ωφέλειας. Η μέθοδος η οποία θα χρησιμοποιηθεί στην συγκεκριμένη μελέτη είναι ο στατικός προσδιορισμός θέσης (static positioning) όπου αναφέρεται στις περιπτώσεις εκείνες στις οποίες ο δέκτης ή οι δέκτες GPS παραμένουν ακίνητοι καθόλη την διάρκεια των μετρήσεων στα διάφορα σημεία όπου θα επιλέξουμε σε κάθε μετρική περίοδο. Μια άλλη μέθοδος είναι ο κινηματικός προσδιορισμός θέσης(kinematic positioning) αφορά κατά κύριο λόγο τον προσδιορισμό των συντεταγμένων όπου ορίζουν την διαδρομή ενός κινητού μέσου πάνω στο οποίο θα βρίσκεται ο δέκτης χωρίς να μας ενδιαφέρει ιδιαίτερα η αιτία που προκαλεί την κίνηση. Δηλαδή ο δέκτης κινείται συνεχώς και καταγράφει παρατηρήσεις είτε σε τυχαία σημεία μια διαδρομής ή σε κάποια συγκεκριμένα σημεία όπου επιθυμεί ο χρήστης. Ορισμένα παραδείγματα στα οποία θα πρέπει οπωσδήποτε να χρησιμοποιηθεί ο στατικός προσδιορισμός θέσης είναι σε ένα δίκτυο GPS και στις τοπογραφικές και γεωδαιτικές εφαρμογές χρησιμοποιείται κυρίως η μέθοδος του σχετικού στατικού προσδιορισμού με επεξεργασία εκ των υστέρων στο γραφείο (δίκτυα,,πυκνώσεις δικτύων και γενικά προσδιορισμοί σημείων αναφοράς με αυξημένες απαιτήσεις ακρίβειας. ( GPS ΚΑΙ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ / ΦΩΤΙΟΥ ΑΡΙΣΤΕΙΔΗΣ, ΠΙΚΡΙΔΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ n.d.) 4

20 Εικόνα 3: Στατικός προσδιορισμός θεσης Στατικός Προσδιορισμός Θέσης Η σχετική ακρίβεια του στατικού προσδιορισμού σε σχέση με το μήκος της βάσης είναι της τάξης των 3-5mm + (0.5-1)ppm με δέκτες δυο συχνοτήτων και με δέκτες μιας συχνότητας είναι 5-10mm + (1-2) ppm, όπου η διάρκεια όπου χρειάζεται για να μετρήσει είναι διπλάσια για τις συνηθείς βάσεις των μερικών χιλιομέτρων. Σε βάσεις όπου είναι μεγάλες και έχουμε αποστάσεις μερικών δεκάδων χιλιομέτρων για να την καλύτερη αντιμετώπιση του ιονοσφαιρικού σφάλματος χρησιμοποιούνται δέκτες διπλής συχνότητας για τουλάχιστον μερικές ώρες. Η σχετική ακρίβεια για την κατακόρυφη θέση είναι συνήθως χειρότερη μια έως δυο φορές περισσότερο συγκριτικά με την οριζοντιογραφική ακρίβεια. Αυτή η διαφορά προκύπτει από την γεωμετρία του δορυφορικού σχηματισμού ο οποίος δεν είναι βέλτιστος για την κατακόρυφη συνιστώσα. Κανονικά θα έπρεπε να λαμβάνονται υπόψη και οι δορυφόροι στον ορίζοντα ή και χαμηλότερα αλλά δυστυχώς αυτό είναι αδύνατον. 5

21 Για να ισχύουν οι ποιο πάνω ακρίβειες προϋποθέτει ασφαλώς καλή γεωμετρία του δορυφορικού σχηματισμού και είναι συνάρτηση κυρίως του μήκους των βάσεων.(συσχέτιση ατμοσφαιρικών συνθηκών) καθώς και της δυνατότητας του δέκτη να εκτελεί μετρήσεις διατηρώντας σε υψηλές τιμές το λόγο σήματος προς το θόρυβο (SNR) όπου σημαίνει σήμα υψηλής ποιότητας Οι βάσεις μπορούν να έχουν και διάφορα μεταξύ τους μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα φτάνει να έχουν κοινές παρατηρήσεις από κοινούς δορυφόρους. Εννοείται ότι ο χρόνος επίλυσης θα είναι πολύ μεγαλύτερος καθώς το πρόβλημα της επίλυσης των ασάφειων φάσης, γίνεται ποιο δύσκολο λόγο των ατμοσφαιρικών συνθηκών. ( GPS ΚΑΙ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ / ΦΩΤΙΟΥ ΑΡΙΣΤΕΙΔΗΣ, ΠΙΚΡΙΔΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ n.d.) 2.2 Παγκόσμια Δορυφορικά Συστήματα Πλοήγησης (GNSS) Σύστημα GPS Το παγκόσμιο σύστημα αναφοράς GPS (Global Position System) συνδυάζεται από τρεις παράγοντες οι οποίοι είναι το διαστημικό του τμήμα, το επίγειο τμήμα ελέγχου και τρίτο τον χρήστη όπου έχει ως σκοπό τον εντοπισμό θέσης. Αποτελείται από 32 δορυφόρους οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από τον πλανήτη γη και μπορούν να μας δώσουν ακριβείς πληροφορίες για την θέση ενός σημείου, την ταχύτητα του, το υψόμετρο του και φυσικά την κατεύθυνση της κίνησης του. Η ρύθμιση του γίνεται καθημερινά από την βάση της πολεμικής αεροπορίας του Schriever στο Colorado. Ορισμένες από την εφαρμογές του GPS είναι οι τοπογραφικές και υδρογραφικές αποτυπώσεις, τα δίκτυα πύκνωσης, τα παγκόσμια γεωδαιτικά δίκτυα, όπως επίσης και κάποιες γεωδαιτικές εφαρμογές όπως για παράδειγμα η παρακολούθηση μικρομετακινήσεων του φλοιού της Γής. Το βασικότερο ίσως πλεονέκτημα του GPS είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σχετικά εύκολα κάτω από αντίξοες καιρικές συνθήκες χωρίς να επηρεάζεται από την ώρα, τις καιρικές συνθήκες και την θερμοκρασία. Ακόμη ένα σημαντικό πλεονέκτημα είναι ότι δεν απαιτείται αμοιβαία ορατότητα μεταξύ σημείων παρατήρησης όπως γίνεται με το Total Station. Τα μειονεκτήματα του είναι ότι χρειάζεται καθαρό ουρανό έτσι ώστε να εντοπίζει ένα ικανοποιητικό αριθμό δορυφόρων έτσι ώστε να ικανοποιήσει την γεωμετρία του και να επιλύσει σωστά τις μετρήσεις οι οποίες παίρνονται. Αυτό συμβαίνει στις πόλεις στις 6

22 οποίες υπάρχουν ψηλά κτίρια ή σε δάση στα οποία υπάρχει ψηλή και πυκνή βλάστηση. Ακόμη ένα μειονέκτημα είναι ότι λόγω του ότι χρησιμοποιείται για στρατιωτικούς σκοπούς οι ΗΠΑ προσθέτουν κάποια μείωση της ακρίβειας του συστήματος και κάποιες φορές δεν εγγυώνται την απρόσκοπη λειτουργία του.( kapsaskis_gps - kapsaskisd_gps.pdf n.d.) Εικόνα 4: Εφαρμογές GPS Σύστημα GLONASS Το σύστημα Glonass είναι ρωσικής κατασκευής και δημιουργήθηκε το 1976 και είναι παρόμοιο σύστημα παγκόσμιου προσδιορισμού θέσης. Το σύστημα αυτό αποτελείται από 24 δορυφόρους και από αυτούς 21 είναι λειτουργήσιμοι και 3 είναι εφεδρικοί σε τροχιά όπου είναι ισοκατανεμημένοι σε τρία τροχιακά επίπεδα με οκτώ δορυφόρους σε κάθε επίπεδο. Το Glonass περιλαμβάνει τρεις συνιστώσες το διαστημικό τμήμα, επίγειες εγκαταστάσεις ελέγχου και το τμήμα χρηστών. Οι δορυφόροι λειτουργούν στην εγκύκλιο με km σε τροχιές και με κλίση 64,8 και κάθε δορυφόρος ολοκληρώνει την τροχιά του σε περίπου 11 ώρες και 15 λεπτά. Η απόσταση των δορυφόρων επιτρέπουν την παροχή συνεχούς και παγκόσμιας κάλυψης της γήινης επιφάνειας. ( Microsoft Word - ИКДредакция ENG.doc - ICD_GLONASS_5.1_(2008)_en.pdf, n.d.) Η δύναμη του εκπεμπόμενου σήματος κυμαίνεται στο εύρος ζώνης από : ( , )MH Z MH Z 7

23 ( , ) MH Z MH Z Εικόνα 5: Δορυφόροι GLONASS Σύστημα GALLILEO Το Galileo είναι ένα ευρωπαϊκό σύστημα παγκόσμιου προσδιορισμού θέσης όπου θα είναι σύντομα διαθέσιμο και αυτό θα είναι ένα μεγάλο πλεονέκτημα για του χρήστες GPS καθώς θα καλύπτει με μεγάλη ακρίβεια το 99% της γήινης επιφάνειας Θα εγγύτατε τη διαθεσιμότητα του κάτω από ακραίες συνθήκες και θα μπορεί να στέλνει τις απαραίτητες πληροφορίες στους χρήστες του συστήματος μέσα σε λίγα μόνο δευτερόλεπτα. Έχει προβλεφτεί ότι θα έχει τουλάχιστον έξι δορυφόρους και στις ποιο δύσκολες περιοχές. To σύστημα Galileo όταν υλοποιηθεί θα αποτελείται από 30 δορυφόρους και από αυτούς οι τρεις θα είναι εφεδρικοί. Το ύψος της τροχιάς των δορυφόρων υπολογίζεται ότι θα φθάνει τα km. Το σύστημα αυτό θα έχει το δικό του σύστημα ελέγχου και το δικό του σύστημα αναφοράς (GTRF) το οποίο θα είναι μια υλοποίηση του συστήματος ITRS της IERS. Η διαφορά η οποία έχει από το WGS 84 είναι ότι θα είναι της τάξης των μερικών εκατοστών, πρακτικά αμελητέα για της εφαρμογές πλοήγησης. ( GPS ΚΑΙ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ / ΦΩΤΙΟΥ ΑΡΙΣΤΕΙΔΗΣ, ΠΙΚΡΙΔΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ n.d.) 8

24 Εικόνα 6: Δορυφόροι Galileo Σύστημα COMPASS/BEIDOU To σύστημα Compass/Beidou δημιουργήθηκε από την Κίνα για να έχει την δικιά της ανεξαρτησία και έτσι επιδίωξε να δημιουργήσει το δικό της δορυφορικό σύστημα πλοήγησης. Το σύστημα αυτό θα βοηθήσει στην καλύτερη παροχή αεροναυτιλίας ανά το παγκόσμιο μέχρι και το Το σύστημα αυτό ξεκίνησε το 2007 με την κυκλοφορία του πρώτου δορυφόρου πλοήγησης. Η δεύτερη φάση ολοκληρώθηκε το 2012 και παρέχει υπηρεσίες πλοήγησης σε όλη την Ασία και την Αυστραλία. Οι συχνότητες όπου μπορεί να πάρουν οι δορυφόροι αυτό είναι τριών συχνοτήτων (L1,L2,L5). Οι δορυφόροι θα είναι στο σύνολο τους 37 μέχρι την ολοκλήρωση του και θα είναι σε ύψος km. Η πυξίδα /Beidou- 2 δορυφόροι μεταδίδουν σήματα κλειδώματος τετραγωνισμού μετατόπισης φάσης (QPSK) διαμορφωτή σε ένα σύνολο τριών ζωνών συχνοτήτων. (B1,B2,B3).(Montenbruck et al. 2013) 9

25 Εικόνα 7: COMPASS-BEIDOU 2.3 Παράγοντες σφάλματος GPS Η παράγοντες σφάλματος GPS εξαρτώνται από διάφορους παράγοντες όπως είναι οι τροχιές δορυφόρων, τυχαία σφάλματα, επιδράσεις της ατμόσφαιρας όπως είναι η ιονοσφαιρική και η τροποσφαιρική επίδραση Τροχιές δορυφόρων Για να έχουμε ένα ακριβή προσδιορισμό θέσης βάσει του συστήματος GPS θα πρέπει να γνωρίζουμε φυσικά τον προσδιορισμό των τροχιών των δορυφόρων. Περιοριστικός παράγοντας αποτελεί η ανεπαρκής γνώση των φυσικών δυνάμεων που επιδρούν στους δορυφόρους λόγω της αδυναμίας απευθείας μέτρησης τους στους επίγειους σταθμούς παρατήρησης. Τα τροχιακά δεδομένα όπου παίρνουμε από τις εκπεμπόμενες εφημερίδες προέρχονται από μετρήσεις των ψευδοαποστάσεων στους επίγειους σταθμούς ελέγχου και 10

26 υπολογίζεται με ακρίβεια της τάξης των m. H ακρίβεια αυτή όμως δεν είναι επαρκής για γεωδαιτικές εφαρμογές. Βάση παρατηρήσεων φάσης του φέροντος κύματος ενός παγκόσμιου δικτύου σταθμών παρακολούθησης της Διεθνούς υπηρεσίας GPS, οι τροχιές των δορυφόρων καθορίζονται από το 1992 με την ακρίβεια τω cm (beutler et al, 1994a). Υπολογίζεται ότι από το 2002 οι τελικές τροχιές ακριβείας της IGS προσδιορίζονται με ακρίβεια μικρότερη από 5cm προσεγγίζοντας πλέον τα 2,5 cm. O σχηματισμός συνθετικών παρατηρήσεων αποτελεί την καλύτερη εναλλακτική προσέγγιση δεδομένης της δυσκολίας όπου υπάρχει για τον ακριβέστερο υπολογισμών με την υπάρχον τεχνολογία. Η επίδραση των σφαλμάτων τροχιάς των δορυφόρων στις μετρούμενες βάσεις κατά τις δορυφορικές μετρήσεις GPS περιγράφεται με την πιο κάτω σχέση όπου Δb είναι το αναμενόμενο σφάλμα στο άνυσμα βάσης, b, Δr το σφάλμα τροχιάς του δορυφόρου και το r to άνυσμα θέσης δορυφόρου. b r b r (1.1) Η αδυναμία ωστόσο στην απομάκρυνση πλήρους των σφαλμάτων τροχιάς βάση συνθετικών παρατηρήσεων δημιουργεί μεγαλύτερο αναλογικό σφάλμα σε τοπικά κυρίως δίκτυα. ( Διατριβή: Μελέτη επιφανειακής παραμόρφωσης ευρύτερης περιοχής Αθηνών βάσει διαφορικών μετρήσεων GPS και συμβολομετρίας ραντάρ - Κωδικός: n.d.) 11

27 Εικόνα 8: Tροχίες δορυφόρων GPS Τροχιακά προϊόντα Αρχεία RINEX Η πρώτη μορφή Rinex αναπτύχθηκε από το Αστρονομικό Ινστιτούτο του Πανεπιστημίου της Βέρνης για την εύκολη ανταλλαγή δεδομένων στο Παγκόσμιο σύστημα αναφοράς (GPS) όπου συλλέχτηκαν δεδομένα κατά τη διάρκεια της πρώτης μεγάλης ευρωπαϊκής εκστρατείας GPS EUREF 89, στην οποία συμμετείχαν περισσότεροι από 60 δέκτες από 4 διαφορετικούς κατασκευαστές. Τα περισσότερα γεωδαιτικά λογισμικά επεξεργασίας δεδομένων χρησιμοποίησαν ένα καλά καθορισμένο σύνολο παρατηρήσεων : η μέτρηση φορέα φάσης σε ένα η και δυο φορείς, η ψευδοαπόσταση (κωδικός) μέτρησης που ισοδυναμεί με τη διαφορά χρόνου υποδοχής (που εκφράζεται στο χρονικό πλαίσιο του δέκτη) και ο χρόνος διαβίβασης (που εκφράζεται στο χρονικό πλαίσιο του δορυφόρου) ενός διακριτού δορυφορικού σήματος, ο χρόνος παρατήρησης είναι ένδειξη του ρολογιού του δέκτη κατά τη στιγμή της ισχύος του φορέα φάσης και οι μετρήσεις κώδικα. ( Microsoft Word - RINEX 3 02_Release_1 _2_.doc - rinex302.pdf n.d.) 12

28 Τα αρχεία RINEX είναι σε μορφή observation και navigation. Στην μελέτη αυτή χρησιμοποιήθηκαν αρχεία RINEX τύπου observation για του σταθμούς NICO όπου ήταν ημερήσια, PAFO και ANTL όπου ήταν ανά ώρα και έγιναν ημερήσια και αυτά. Εικόνα 9: Rinex αρχείο Οι ακριβείς εφημερίδες SP3 Οι ακριβείς εφημερίδες είναι οι πραγματικές τροχιές των δορυφόρων. Ακριβείς εφημερίδες είναι τα sp3 τα οποία χρησιμοποιήθηκαν και στην παρούσα μελέτη και είναι ημερήσιες μπορούν να βρεθούν από το διαδίκτυο αργότερα σε διάρκεια περίπου 16 ημερών αφού υπολογίστούν από διάφορα υπολογιστικά κέντρα. Για την εύρεση τους θα πρέπει να ακολουθηθεί το ημερολόγιο του GPS όπου θα πρέπει να βρεθεί η εποχή την οποία θέλουμε και πιο συγκεκριμένα η εβδομάδα για να βρούμε το SP3. 13

29 Εικόνα 10: Αρχείο SP Τυχαίο σφάλμα παρατήρησης Το τυχαίο σφάλμα ή αλλιώς θόρυβος όπως τον ονομάζουν κάποιοι πιο εξειδικευμένοι στο θέμα αυτό είναι αναπόφευκτο σε κάθε παρατήρηση που παίρνεται με GPS. Ο όρος τυχαίο απλά αντανακλά στο σφάλμα που κατά μέσο όρο τείνει στο μηδέν όσο αυξάνονται οι επαναλήψεις της μέτρησης κάτω από τις ίδιες συνθήκες. Η ακρίβεια των πρωτογενών μετρήσεων, ενδεικτικά είναι από 0.5% εώς και 1% του μήκους παλμού, τώρα για τον κώδικα C/A είναι της τάξης του m, για τον κώδικα P της τάξης των cm και για τις φάσεις από 1 2 mm. Θα πρέπει να λυφθεί υπόψη ότι στο σχετικό προσδιορισμό θέσης αντί των πρωτογενών παρατηρήσεων, χρησιμοποιούνται ως παρατηρήσεις κάποιοι γραμμικοί συνδυασμοί, λόγο των πλεονεκτημάτων που προσφέρουν που έχει ως αποτέλεσμα να αυξηθεί η αβεβαιότητα ή ο θόρυβος σε σχέσεις με τις αρχικές παρατηρήσεις. 14

30 2.3.3 Τροποσφαιρική επίδραση Η τροπόσφαιρα αποτελείται από αέρια από τα οποία το 20% είναι οξυγόνο και 78% άζωτο καθώς και από υδρατμούς. Η τροπόσφαιρα για τα ραδιοκύματα μέχρι και 15 GH Z δεν αποτελεί μέσο διασποράς, απλούστερα η μεταβολή του δείκτη διάθλασης δεν είναι η συνάρτηση της συχνότητας του σήματος όπως σημαίνει αντιθέτως με την ιονόσφαιρα. Η τροποσφαιρική καθυστέρηση είναι και ο κυρίως παράγοντας όπου μας ενδιαφέρει, εξαρτάται από διάφορες παραμέτρους όπως είναι η πίεση, η θερμοκρασία και η υγρασία ή αλλιώς λέγεται από τον ξηρό παράγοντα συνιστώσα στην οποία επίδρα το 90% και από τον υγρό παράγοντα συνιστώσα με επίδραση της τάξης του 10%. Επίσης η είναι συνάρτηση της ζενίθιας γωνίας του αντίστοιχου δορυφόρου εκπομπής και επομένως της απόστασης όπου διανύει το σήμα στην τροπόσφαιρα και ορθομετρικού υψομέτρου του δέκτη. Το ηλεκτρομαγνητικό σήμα όταν εκπέμπεται από τους δορυφόρους πλοήγησης, όπως για παράδειγμα αυτούς του συστήματος GPS κατά τη διέλευση του μέσα από την τροπόσφαιρα υφίστανται μια καθυστέρηση η οποία υπολογίζεται από την πιο κάτω σχέση: (1.2) S L nds G ή μπορούμε να προσθαφαιρέσουμε το μήκος της καμπύλης διαδρομής S L [ n 1] ds [ S G] (1.3) S Όπου G η ευθεία διαδρομή μέσα στην ατμόσφαιρα και ο n είναι ο δείκτης διάθλασης κατά μήκος της πραγματικής τροχιάς S του ραδιοκύματος. ( 2008_I-1.indd - techr_2008_1 _01.pdf n.d.) 15

31 Μοντέλο Hopfield Το μοντέλο Hopfield είχε προκύψει από την επεξεργασία όπου είχε γίνει σε παγκόσμιες μετρήσεις και χρησιμοποιείται αρκετά από πολλά λογισμικά επεξεργασία δεδομένων όπου προκύπτουν από τα GPS. Έχει την δυνατότητα να υπολογίζει την τροποσφαιρική επίδραση N N για κάθε άθροισμα του ξηρού d,0 και υγρού w,0 σύμφωνα με την πιο κάτω σχέση: 6 10 Nd,0 hd md ( E) Nw,0 hwmw ( E) m 5 (1.4) N P (1.5) T d,0 c1* e e Nw,0 c2* c3* (1.6) 2 T T c Kmb 1 c Kmb 1 c *10 K mb h ( T ) m (1.7) d hw 11km mw md ( E) ( E) 1 2 sin E sin E 2.25 (1.8) (1.9) P P0*( ( H h0)) Mb (2.1) 0 0 T T ( h h ) K (2.2) e e exp( ( h h )) (2.3)

32 h 0 0 m P mbar T 0 18 o C Όπου : P: την ατμοσφαιρική πίεση σε mb T: την θερμοκρασία σε βαθμούς Κ E: την μερική πίεση των υδρατμών σε mb h d : ύψος ξηρής ατμόσφαιρας h w : ύψος υγρής ατμόσφαιρας md e0 50% ( E ): συνάρτηση απεικόνισης για το ξηρό μέρος της ατμόσφαιρας m ( ) w E : συνάρτηση απεικόνισης για το υγρό μέρος της ατμόσφαιρας P0, T0, e 0 : οι μετεωρολογικές τιμές στην μέση στάθμης της θάλασσας Ιονοσφαιρική επίδραση Ένα σημαντικό παράγοντα σφάλματος αποτελούν τα σφάλματα της ιονόσφαιρας στις μετρήσεις με GPS. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν καθυστέρηση λόγο των ελεύθερων ηλεκτρονίων και τον ιόντων που περιέχονται στην ιονόσφαιρα η οποία βρίσκεται από 90km εώς 1000km πάνω από την γη. Για να μπορέσουμε να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα γίνεται χρήση ενός μαθηματικού μοντέλου το οποίο να μπορεί να αντιπροσωπεύει όσο γίνεται καλύτερα την πραγματικότητα με το σχηματισμό των γραμμικών συνδυασμών των συχνοτήτων L1 και L2, εκμεταλλευόμενοι την ιδιότητα της ιονόσφαιρας να επιδρά διαφορετικά στις διάφορες συχνότητες. Η χρήση του μαθηματικού μοντέλου γίνεται κυρίως για βάσεις μικρού μήκους, δηλαδή οι δυο δέκτες GPS να απέχουν μεταξύ τους εώς και 15km και να βρίσκονται σε περιοχές μεσαίου γεωγραφικού πλάτους καθώς παρατηρούνται μεγαλύτερες ιονοσφαιρικές διαταραχές στον Ισημερινό. ( GPS.pdf n.d.) 17

33 Εκπεμπόμενο μοντέλο ιονοσφαιρικής καθυστέρησης Το συγκριμένο μοντέλο έχει την δυνατότητα να υπολογίσει σε οποιοδήποτε σημείο πάνω στην γη την ιονοσφαιρική καθυστέρηση η οποία υπάρχει σε συνάρτηση του τοπικού χρόνου του ιονοσφαιρικού σημείου P όπου είναι το σημείο τάσης της διαδρομής του σημείου με το ιονοσφαιρικό στρώμα και της σφαιρικής απόστασης μεταξύ του γεωμαγνητικού πόλου της γης και του ίδιου σημείου. Το μοντέλο αυτό θα μπορούσε να δώσει περίπου 60% ή ίσως και περισσότερο της ολικής ιονοσφαιρικής καθυστέρησης. Θεωρείται σημαντικό καθώς μπορεί να εφαρμοστεί με μεγάλη σχετικά ευκολία αφού οι οκτώ του παράμετροι μεταδίδονται μέσω του μηνύματος της ναυσιπλοΐας. Προτάθηκε από τον Klobuchar το 1986 για αυτό σε αρκετές περιπτώσεις έχει αναφερθεί το όνομα του. Η ιονοσφαιρική καθυστέρηση υπολογίζεται σε μονάδες χρόνου και για να εκφραστεί σε μέτρα θα πρέπει πρώτα να πολλαπλασιαστεί με την ταχύτητα του φωτός.( GPS ΚΑΙ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ / ΦΩΤΙΟΥ ΑΡΙΣΤΕΙΔΗΣ, ΠΙΚΡΙΔΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ n.d.) Σχήμα 1: Γεωμετρία μονοστρωματικού μοντέλου 18

34 2.3.5 Σφάλμα ολίσθησης κύκλων Οι κύκλοι ολίσθησης δημιουργούνται όταν για κάποιο λόγο το σήμα από τους δορυφόρους ως προς τον δέκτη διακόπτεται και αυτό μπορεί να οφείλεται στην ύπαρξη κάποιον εμποδίων και ανάλογα με τι γωνία αποκοπής μετρά το GPS με το οποίο παίρνονται κάποιες μετρήσεις. Τα εμπόδια μπορεί να είναι φυσικά όπως τα δέντρα ή τεχνητά όπως είναι τα κτίρια. Μετά την απώλεια του σήματος και μέχρι ώστε να επανέρθει το σήμα ξανά είναι επηρεασμένες οι μετρήσεις κατά τον ίδιο ακέραιο αριθμό κύκλων όπου μεσολάβησαν κατά την περίοδο στην οποία υπήρχε απώλεια σήματος. Για τον εντοπισμό αυτού του σφάλματος δεν θα υπάρξει κάποια μεγάλη δυσκολία Ο εντοπισμός του και διόρθωσης του ανήκει στα σταδία της προεπεξεργασίας έτσι μπορεί να διορθωθεί σχετικά εύκολα. Σχημα 2: Κύκλων ολίσθησης 2.4 Ελεύθερος ιονόσφαιρας (ionospheric free) Με τον γραμμικό συνδυασμό ionospheric free (φ3) απαλείφεται το ιονοσφαιρικό σφάλμα δηλαδή η ακρίβεια πρώτης τάξης όπως μπορεί απλούστατα να δειχθεί με βάση την εξίσωση παρατήρησης φάσης με κύκλους. Οι αρχικές παρατηρήσεις L1 και L2 και P1 και P2 είναι επηρεασμένες από όλα τα σφάλματα με την διάφορα ότι υπάρχει θόρυβος αλλά είναι αρκετά μικρότερος από ότι σε εκείνων των γραμμικών συνδυασμών. Για αποστάσεις μικρότερες των 5km δεν χρειάζεται να υλοποιήσουμε κανέναν γραμμικό συνδυασμό. Ο 19

35 συνδυασμός L3 (ionospheric free) όπου έχει την δυνατότητα να μην εξαρτάται από την ιονοσφαιρική επίδραση εκφράζεται από την σχέση, L 1 3 ( f L f L ) 1 L f f 1 L L L (2.5) όπου f f (2.6) Η ionospheric free είναι για μετρήσεις με πολύ υψηλή ακρίβεια στα τελικά αποτελέσματα και μπορεί να μας δώσει σαφώς καλύτερα αποτελέσματα από ότι αν χρησιμοποιούσαμε κάποια άλλη παράμετρο όπως είναι η L1 και η L2. ( GPS ΚΑΙ ΓΕΩΔΑΙΤΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ / ΦΩΤΙΟΥ ΑΡΙΣΤΕΙΔΗΣ, ΠΙΚΡΙΔΑΣ ΧΡΗΣΤΟΣ n.d.) 2.5 Γωνίες αποκοπής(cut of angle) Η γωνία αποκοπής (cut of angle) συνήθως ορίζεται στις 15 εκτός αν οι δορυφόροι δεν μας ικανοποιούν λόγο κάποιον φυσικών ή τεχνητών εμποδίων οπότε μπορούμε να μειώσουμε την γωνία αποκοπής με αποτέλεσμα να παίρνουμε πιο λίγους δορυφόρους και να επηρεάζουν αρνητικά τα αποτελέσματα μας. Οι μοίρες όπου ορίζουμε ως cut of angle στο GPS μας είναι ουσιαστικά η γωνία κάτω από την οποία δεν καταγράφονται μετρήσεις. Δηλαδή όσο πιο μικρές είναι οι γωνίες αποκοπής τόσο πιο μεγάλες είναι οι πιθανότητες να έχουμε περισσότερα και μεγαλυτερα σφαλματα. Στην ουσία οι γωνίες αποκοπής ρυθμίζονται έτσι ώστε να αποφευχθούν τα σφάλματα. Υπάρχει και σχετικό πρόγραμμα σε μια ιστοσελίδα στην οποία μπορούμε να πάμε αργότερα και να ρυθμίσουμε τις γωνίες αποκοπής αφού έχουμε φύγει από το πεδίο. Σχημα 3: Παράδειγμα γωνίες αποκοπής 20

36 2.6 DOP (Dilution of Precision) Τα DOPS χωρίζονται σε εφτά κατηγορίες όπως φαίνεται και στο πιο κάτω (σχήμα). Αναλυτικά όταν ο δείκτης θέλει να αναφερθεί στις τρισδιάστατες καρτεσιανές συντεταγμένες (Χ,Υ,Ζ) τότε ονομάζεται PDOP(Position DOP), όταν έχουμε οριζόντια θέση ονομάζεται ως HDOP(Horizontal DOP) και όταν υπάρχει κατακόρυφη θέση ονομάζεται ως VDOP(Vertical DOP). Το σφάλμα του χρονομέτρου του δέκτη είναι το TDOP(Time DOP) και για την εκτίμηση της γεωμετρίας μεταξύ δέκτη και δορυφόρων εκφράζεται ως GDOP(Geometric DOP). Οι εκτιμώμενες τιμές των DOP προσδιορίζονται ανάλογα με τις θέσεις με τις οποίες είναι οι δορυφόροι την συγκεκριμένη εποχή και από τις εκπεμπόμενες εφημερίδες όπως sp3 και την προσεγγιστική θέση του δέκτη όπου δίνονται από συγκεκριμένα λογισμικά όπως είναι το Leica Geo office.( ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ - georgilakisg_network.pdf n.d.) Οι τιμές των DOP εξαρτώνται από τον αριθμό των δορυφόρων που παρατηρούνται από τον δέκτη, την χρονική περίοδο των μετρήσεων και τις παραμέτρους που δηλώνονται από τον χρήστη όπως είναι η γωνία αποκοπής και ο αριθμός δορυφόρων όπου θα χρησιμοποιηθούν τελικά γιατί μπορεί να χρειαστεί να αφαιρέσουμε κάποιους για να έχουμε καλύτερο μέτρο ακρίβειας. Η σχέση με την οποία μας υπολογίζεται το PDOP είναι η εξής: 2 2 PDOP HDOP VDOP (2.7) Σχήμα 4 : DOP 21

37 2.7 Δίκτυα GNSS Τα περισσότερα κράτη κατατάσσουν τα τριγωνομετρικά τους δίκτυα σε Α, Β,Γ και Δ τάξη με βάση τις περισσότερες φορές την απόσταση όπου έχουν μεταξύ τους και την σχετική τους ακρίβεια. Στην περίπτωση των GPS/GNSS αυτό δεν ισχύει και τόσο καθώς ανεξαρτήτως της απόστασης εξασφαλίζεται η ίδια ακρίβεια Παράμετροι για σχεδιασμό και επιλογής βάσεων GPS Κάποιο κανόνες θα πρέπει να τηρούνται για την σωστή επιλογή και των σχεδιασμών των βάσεων και είναι οι ήξεις: Θα πρέπει η γεωμετρία του δικτύου να αποτελείται βασικά από κλειστά γεωμετρικά σχήματα έτσι ώστε να μπορούν στην συνέχεια να αξιολογηθούν τα σφάλματα του κάθε βρόγχου. Στην περίπτωση όπου υπάρχουν μετρήσεις όπου πρέπει να γίνουν για πολλές ώρες ή ακόμη και μέρες θα πρέπει τουλάχιστον ανά ημέρα να ελέγχονται κάποιες βάσεις έτσι ώστε να υπάρχει ο σχετικός έλεγχος της τυπικής απόκλισης για αυτές τις βάσεις. Στην ουσία γίνεται κάποια επανάληψη. Κάποια σημεία τα οποία είναι κοντά το ένα με το άλλο θα πρέπει να μετριούνται ταυτόχρονα έτσι ώστε να γίνεται ευκολότερη η επίλυση των ασάφειων φάσης. Εάν μας δίνεται η δυνατότητα θα ήταν πολύ καλό σε ειδικά μεγάλα δίκτυα να παίρνονται μετρήσεις και σε μόνιμους σταθμούς αναφοράς όπως είναι το IGS έτσι ώστε να ελέγχονται αργότερα από την υπηρεσία που δίνει υψηλής ακρίβεια συντεταγμένες για τον κάθε σταθμό της σε μια συγκεκριμένη μέρα ή αλλιώς εποχή. Για κάθε σημείο ξεχωριστά θα πρέπει να παίρνονται μετρήσεις σε τουλάχιστον δυο περιόδους Συνόρθρωση δικτύων GNSS Για την συνόρθωση των δικτύων χρησιμοποιούνται λογισμικά ορισμένων εταιρειών όπου ακολουθούν πάνω κάτω παρόμοιες στρατηγικές ανάλογα με το δίκτυο όπου χρειάζεται να επιλυθεί φυσικά αλλάζουν και κάποιες παράμετροι. Αρχικά επιλύονται οι βάσεις σε όλες τις μετρητικές περιόδους. Από την ορθή επίλυση κάθε βάσης ξεχωριστά προκύπτουν οι 22

38 παρατηρήσεις με τις διπλές διαφορές φάσης, όπου στην συνέχεια προκύπτει το αντίστοιχο διάνυσμα κατά ΔΧ,ΔΥ,ΔΖ και ο αντίστοιχος πίνακας συμμεταβλητοτήτων C. Για να οριστεί το σύστημα αναφοράς στην συνόρθωση χρησιμοποιείται η επιλογή των ελαχίστων δεσμεύσεων δηλαδή ουσιαστικά με ένα σημείο ως απολύτως γνωστό με μεγάλη ακρίβεια όπως είναι το ITRF. Η συνόρθωση η οποία γίνεται σε ένα δίκτυο GPS γίνεται συνήθως στις τρεις διαστάσεις και στο σύστημα WGS84 ή μπορεί να γίνει σε ένα από τα συστήματα ITRF όπως είναι το ITRF2008. Εδώ και αρκετά χρόνια δεν μας απασχολεί ιδιαίτερα η γεωμετρία των δορυφόρων καθώς είναι σχεδόν πάντα πάνω από 7 και αν υπολογίσουμε και του δορυφόρους GLONASS οι ορατοί δορυφόροι συνήθως είναι γύρω στους 12. Μόνο σε κάποιες περιπτώσεις αφου υπάρχουν κάποια εμπόδια μπορεί να γίνει κάποια προεπεξεργασία η οποία θα δείξει πόσοι και ποιοι δορυφόροι είναι ορατοί καθώς και ποια είναι τα μέτρα DOP. Όσο αφορά τον έλεγχο για την εξωτερική αξιοπιστία ενός δικτύου GPS/GNSS θα ήταν πιο καλό και πιο σωστό να συμπεριληφθούν στο δίκτυο και σημεία όπου έχουν υψηλή ακρίβεια όπως είναι τα σημεία IGS ή EUREF, έτσι ώστε η επίλυση όπου θα προκύψει των ελαχίστων δεσμεύσεων να μπορεί να συγκριθεί με την επίλυση των πλεοναυζούσων δεσμεύσεων όπου θα έχουν ως σταθερά τα σημεία της υψηλής ακρίβειας. Σχημα 5: Δίκτυα GPS 23

39 3 Δίκτυα μόνιμων σταθμών αναφοράς Τα δίκτυα μόνιμων σταθμών αναφοράς στην Κύπρο είναι δυο το Cypos όπου δημιουργήθηκε από το Κτηματολόγιο Κύπρου και το ATLAS όπου δημιουργήθηκε από την Αρχή Ηλεκτρισμού Κύπρου. Υπάρχει και ένας μόνιμος σταθμός αναφοράς ο οποίος εντάσσεται στην IGS όπου ανήκει σε ένα παγκόσμιο δίκτυο αναφοράς. 3.1 Δικτυακές Τεχνικές 3.2 Εικονικοί σταθμοί αναφοράς- VRS O προσδιορισμός θέσης είναι μια πρωτοποριακή μέθοδος που στηρίζεται στη δημιουργία ενός πλασματικού σταθμού GPS ο οποίος λειτουργεί όπως ένας πραγματικός δέκτης GPS και αφορά κυρίως εφαρμογές πραγματικού χρόνου (RTK/DGPS). Η τεχνική στηρίζεται στην ύπαρξη δικτύου μόνιμων σταθμών αναφοράς σε αποστάσεις που δεν ξεπερνούν τα km Σταθμοί μετάδοσης παραμέτρων επιφανειακών διορθώσεων - FKP Ένας διαφορετικός τρόπος για να υπολογιστούν τα σφάλματα των GPS/GNSS τα οποία εξαρτώνται από την απόσταση και για να υλοποιηθούν οι ανάγκες διορθώσεων RTK είναι να χρησιμοποιηθεί μια πολυωνυμική παραμετροποίηση για να μας πει την επιρροή όπου έχουν τα σφάλματα GNSS για μια οποιαδήποτε θέση ενός χρήστη σε μια περιοχή. Αυτό ισοδυναμεί με την θεώρηση μιας επιφάνειας όπου εκφράζεται απο μια σειρά πολυωνιμικών συντελεστών και η οποία προσεγγίζει τις διακυμάνσεις των σφαλμάτων αυτών από σημείο σε σημείο για μια συγκεκριμένη περιοχή. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται τεχνική των παραμέτρων επιφανειακών διορθώσεων. Οι επιφανειακές διορθώσεις όπου στέλνει είναι κοινές για τους χρήστες που βρίσκονται σε μια ευρύτερη περιοχή και ο κάθε χρήστης ξεχωριστά υπολογίζει τις διορθώσεις όπου απαιτούνται. 24

40 3.2.2 Τεχνική MAC ( Master- Auxiliary Concept) Στην τεχνική αυτή το δίκτυο στέλνει στο κάθε χρήστη διορθώσεις ενώ κύριου σταθμού αναφοράς όπου στην συνέχεια στέλνει και διαφορές διορθώσεων γειτονικών βοηθητικών σταθμών αναφοράς. Η τεχνική MAC χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις πραγματικού χρόνου και σύμφωνα με την θεωρία της MAC παίρνει όλη την πρωτογενή πληροφορία σχετικά με τα σφάλματα χωρίς να υπεισέρχεται κάποια μοντελοποίηση από το δίκτυο. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να επιτευχτεί ελαχιστοποίηση στην επίδραση των σφαλμάτων και πετύχει βέλτιστη ακρίβεια με την βοήθεια αλγορίθμων. Η τεχνική Mac περιγράφει τον τρόπο λειτουργία της Imax και max.( Τμήμα Κτηματολογίου και Χωρομετρίας - Αρχική Σελίδα n.d.) 3.3 Δίκτυο CYPOS Οι μόνιμοι σταθμοί αναφοράς Cypos δημιουργήθηκαν από το κτηματολόγιο της Κύπρου και είναι κατανεμημένοι σχεδόν σε ολόκληρη την ελεύθερη περιοχή της Κύπρου. To δίκτυο αυτό μπορεί να μας προσφέρει υπηρεσίες πραγματικού χρόνου μεταεπεξεργασίας και διαδικτυακής επίλυσης Πιστεύω ότι θα ήταν πιο καλό να δημιουργηθούν ακόμη 2 σταθμοί στο κέντρο του νησιού έτσι ώστε να μην συναντάμε τα προβλήματα που συναντάμε συνήθως στις ορεινές περιοχές. Συνολικά οι σταθμοι του Cypos είναι εφτα και είναι : EVRY βρίσκετε στην Ευρύχου LARN βρίσκετε στην Λάρνακα LEFK βρίσκετε στην Λευκωσία LEME βρίσκετε στην Λεμεσό PAFO βρίσκετε στην Πάφο PARA βρίσκετε στο Παραλίμνι POLI βρίσκετε στην Πόλη Χρυσοχούς 25

41 Εικόνα 11: Σταθμοί αναφοράς Cypos 3.4 Δίκτυο ATLAS Οι μόνιμοι σταθμοί αναφοράς ATLAS δημιουργήθηκαν από την Αρχή Ηλεκτρισμού Κύπρου για σκοπούς δικούς τους και στο σύνολο τους είναι επτά. Μπορούν να υποστηρίξουν υπηρεσίες πραγματικού χρόνου(real time) επεξεργασίας και διαδικτυακής επίλυσης. Οι σταθμοί οι οποίοι ανήκουν σε αυτό στο δίκτυο μόνιμων σταθμών αναφοράς είναι : ANTL βρίσκεται στην περιοχή του Ανατολικού LARN βρίσκεται στην πόλη της Λάρνακας LFKS βρίσκεται στην Λευκωσία ORNT βρίσκεται στην περιοχή Ορούντα PLMD βρίσκεται στην περιοχή Πολεμίδια POLS βρίσκεται στην περιοχή της πόλης της Χρυσοχούς STRA βρίσκεται στην περιοχή της Σωτήρας. 26

42 Εικόνα 12: Σταθμοί αναφοράς ATLAS 3.5 Παγκόσμιο Δίκτυο IGS Το δίκτυο IGS (International GNSS service) είναι ένα παγκόσμιο δίκτυο και αποτελείται από περισσότερους από 375 μόνιμους σταθμούς αναφοράς. Στην Κύπρο υπάρχει ένας και μοναδικός ο οποίος βρίσκεται στην Λευκωσία και ονομάζεται Nico. Σκοπός τέτοιου είδους μεγάλων δικτύων είναι να συλλέγουν και να διαθέτουν τα δεδομένα τους, να υπολογίζουν αξιόπιστα προϊόντα όπως είναι οι ακριβείς εφημερίδες GPS, τους παραμέτρους περιστροφής της γης, τις συντεταγμένες και τα διανύσματα της ταχύτητας των σταθμών παρακολούθησης, καθορισμός των πλαισίων αναφοράς ITRF και ETRF, χρονικές παράμετροι των δεκτών στους σταθμούς παρακολούθησης και των δορυφόρων GPS, εκτίμηση της ζενίθιας τροποσφαιρικής καθυστέρησης και εκτίμηση της ποσότητας TEC και παραγωγή ιονοσφαιρικών χαρτών για κάθε ημέρα τους έτους σύμφωνα με το ημερολόγιο του GPS.( Microsoft PowerPoint - TEI_ _PIKRIDAS.ppt - TEI_ _PIKRIDAS.pdf n.d.) 27

43 Εικόνα 13:Δίκτυο IGS ( IGS Network n.d.) Προϊόντα IGS H IGS μας δίνει πέντε ειδών προϊόντα δεδομένων. Τα οποία θα αναλύσω πιο κάτω ένα ένα ξεχωριστά: H Broadcast μας δίνει ακρίβεια των 100 cm σε πραγματικό χρόνο και οι μετρήσεις όπου παίρνουμε είναι ημερήσιες. Η Ultra Rapid (predirected half) έχει ακρίβεια εώς και 5cm σε πραγματικό χρόνο και οι μετρήσεις όπου μπορούμε να πάρουμε είναι ανά 15 λεπτά. Η Ultra-Rapid (observed half) μας δίνει ακρίβεια εώς και 3cm έχουν καθυστέρηση από 3-9 ώρες και το διάστημα των μετρήσεων είναι ανά 15 λεπτά. Η Rapid έχει ακρίβεια μέχρι και 2.5 cm αλλά υπάρχει καθυστέρηση στα δεδομένα από ώρες και οι μετρήσεις είναι ανά 15 λεπτά. Η final έχει ακρίβεια της τάξης των 2.5 cm αλλά υπάρχει καθυστέρηση από ημέρες και οι μετρήσεις της είναι ανά 15 λεπτά. ( IGS Products n.d.) 28

44 Type Accuracy Latency Updates Sample Interval orbits ~100 cm Broadcast ~5 ns RMS real time -- daily Sat. clocks ~2.5 ns SDev orbits ~5 cm Ultra-Rapid ~3 ns RMS (predicted half) Sat. clocks ~1.5 ns SDev real time at 03, 09, 15, 21 UTC 15 min orbits ~3 cm Ultra-Rapid ~150 ps RMS (observed half) Sat. clocks ~50 ps SDev 3-9 hours at 03, 09, 15, 21 UTC 15 min Rapid orbits ~2.5 cm 15 min ~75 ps RMS at 17 UTC daily Sat. & Stn. clocks hours 5 min ~25 ps SDev Final orbits ~2.5 cm 15 min ~75 ps RMS every Thursday Sat.: 30s Sat. & Stn. clocks days ~20 ps SDev Stn.: 5 min Πίνακας 1: Εκπεμπόμενων εφημερίδων 3.6 Το Διεθνές Γήινο Σύστημα Αναφοράς ITRS και το Πλαίσιο Αναφοράς ITRF Το Διεθνές Γήινο Σύστημα Αναφοράς ITRS (International Celestial Reference System), παρακολουθείται από την IERS και υλοποιείται στο Διεθνές Πλαίσιο Αναφοράς ITRF (International Celestial Reference Frame). Το ITRS είναι γεωκεντρικό, δηλαδή έχει ταυτιστεί με το κέντρο μάζας της Γης, συμπεριλαμβάνοντας τους ωκεανούς και την ατμόσφαιρα και ο προσανατολισμός των αξόνων ακολουθεί τον αρχικό προσανατολισμό κατά IERS. Η μονάδα μήκους όπου χρησιμοποιεί το σύστημα SI είναι το μέτρο (m) ITRF 2008 Το ITRF,ουσιαστικά είναι η υλοποίηση δηλαδή του ITRS και γίνεται από τις καρτεσιανές συντεταγμένες (X, Y, Z) και από τις γραμμικές ταχύτητες ενός αριθμού επιλεγμένων σταθμών σε όλη τη Γη (περίπου 1500), που έχουν προσδιοριστεί με γεωδαιτικές τεχνικές όπως VLBI, LLR, SLR, GPS και DORIS. Η υλοποίηση ενός πλαισίου αναφοράς δεν είναι και τόσο εύκολη υπόθεση λόγω του φλοιού της Γης, ο οποίος παραμορφώνεται κυρίως από τις κινήσεις των λιθοσφαιρικών πλακών και τις παλίρροιες των ωκεανών όπου αυτές μπορούν να επηρεαστούν από την Σελήνη όπου αυτός είναι ο λόγος που υπάρχουν παλίρροιες. Αφού έχουν παρθεί μετρήσεις GNSS o χρήστης μπορεί να συνδεθεί με το 29

45 ITRF όπου στην δική μας περίπτωση είναι το ITRF 2008 με αρκετά μεγάλη ακρίβεια όπως φυσικά και με άλλα τοπικά συστήματα όπως για παράδειγμα τοπικά ή κρατικά με την προϋπόθεση ότι γνωρίζουμε τις παραμέτρους του μετασχηματισμού. Με την βοήθεια των επίγειων δορυφορικών μετρήσεων μπορούμε να ιδρύσουμε ένα γεωδαιτικό δίκτυο αναφοράς. Τα κριτήρια όπου θα πρέπει να τηρούνται για την επιλογή των σταθμών είναι: Να υπάρχουν παρατηρήσεις για το χρονικό διάστημα τουλάχιστον 3 ετών. Να βρίσκονται σε άκαμπτες τεκτονικές πλάκες και μακριά από ζώνες τεκτονικής παραμόρφωσης ώστε να αποφεύγουμε όσο πιο πολύ γίνεται τις μεγάλες παραμορφώσεις. Το τυπικό σφάλμα των ταχυτήτων τους (ως αποτέλεσμα του συνδυασμού ITRF) θα πρέπει να είναι κάτω από 3 mm ανά έτος Τα υπόλοιπα των μετρήσεων, μετά τη συνόρθωση τους, να μην υπερβαίνουν 3 mm/έτος Το ITRF που έχει χρησιμοποιήθει στην συγκεκριμένη μελέτη είναι το ITRF Το ITRF08 αντικατέστησε το ITRF05 με παρατηρήσεις συνολικά από 179 σταθμούς αναφοράς. Ενδεικτικά, αναφέρονται οι διαφορές της μετατροπής μεταξύ των αξόνων του κάθε εποχιακού συστήματος. Η διαφορά είναι μηδενική κατά τους άξονες Z, Y ενώ κατά τον άξονα Χ παρατηρείται μετατόπιση της τάξης των 0.3mm ανά έτος. Για την επίλυση των βάσεων θα πρέπει να ακολουθηθούν κάποια συγκεκριμένα βήματα. Δηλαδή αρχικά θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τις ψευδοαποστάσεις μεταξύ των δυο σταθμών για την εξαγωγή κάποιων προσεγγιστικών συντεταγμένων. Το επόμενο βήμα είναι να διορθώσουμε τις χρονικές εποχές έτσι ώστε να οι αρχικές συντεταγμένες να ταυτιστούν με την χρονική στιγμή στην οποία μετρήθηκαν. Μετέπειτα θα πρέπει να λυθούν οι τριπλές διαφορές ως προς του δέκτες, τους δορυφόρους και τον χρόνο ώστε να προκύψουν οι σχετικές συντεταγμένες του ενός σταθμού ως προς τον άλλον με ακρίβεια εκατοστού. Στην συνέχεια θα πρέπει να γίνει εντοπισμός και διόρθωση των παρατηρήσεων. Μετά λύνουμε τις διπλές διαφορές ως προς τους δέκτες δορυφόρους έτσι ώστε να προκύψουν τα dx, dy, dz και οι δεκαδικές ασάφειες φάσης Ni. Από τις δεκαδικές ασάφειες φάσης όπου έχουν προκύψει γίνεται μετατροπή σε ακέραιες ασάφειες φάσης και σχηματίζονται όλοι οι συνδυασμοί ακεραίων. Για να γίνει αυτή η μετατροπή θα πρέπει να είναι σταθερή η βάση και να λύνουμε ως προς τις ασάφειες φάσεις. Στο τέλος γίνεται η επεξεργασία των διπλών διαφορών με σταθερά τώρα τα ακέραια Ν. 30

46 Εικόνα 14: Το γεωδαιτικό πλαίσιο αναφοράς ( UNOOSA n.d.) 4 Βιβλιογραφική ανασκόπηση Σε αυτή την ενότητα παρουσιάζονται μερικά παραδείγματα από άλλες μελέτες οι οποίες έχουν γίνει και έχουν παρόμοιο θέμα με αυτό το οποίο μελετάτε στην παρούσα διπλωματική. 4.1 Δορυφορικές Γεωδαιτικές Μετρήσεις για την Μελέτη Μικρομετακινήσεων στην Περιοχή της λίμνης Κάρλα Το 2011 υλοποιήθηκε μια μελέτη που είχε ως στόχο να μελετήσεις τις μικρομετκινήσεις στην περιοχή της Λίμνης Κάρλας για την χρονική περίοδο Για τον σκοπό εγκαταστάθηκαν 18 σταθμοί με GPS περιμετρικά της Λίμνης. Για την επίλυση των μετρήσεων χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα Bernese software v5. Στην αρχή χρησιμοποιήθηκαν κάποιοι σταθμοί IGS του εξωτερικού για να υλοποιηθεί το γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς ITRF2005 και μετά έγιναν κάποιες διαδοχικές συνορθώσεις. Για αυτή την χρονική περίοδο πάρθηκαν συνολικά 4 μετρήσεις ανά 6 μήνες. Αφού είχαν γίνει οι κατάλληλες διορθώσεις υπολογίστηκαν οι τελικές συντεταγμένες και μετέπειτα έγινε σύγκριση των αποτελεσμάτων μεταξύ τους. Στο τέλος δημιουργήθηκαν χρονοσειρές από 31

47 τις συντεταγμένες όπου προέκυψαν αλλά αυτό έγινε μόνο για την οριζοντιογραφία καθώς υψομετρικά δεν ήταν δυνατόν να υλοποιηθεί καθώς η ποιότητα των μετρήσεων δεν ήταν επαρκής για αυτό τον σκοπό. Τα συμπεράσματα τα οποία προέκυψαν ήταν ότι η περιοχή μελέτης κινείται νοτιοδυτικά σε σχέση με την Ευρώπη. Κάποια σημεία δείχνουν να μην κινούνται για τον λόγο της ασάφειας φάσης των μετρήσεων. Σύμφωνα με τα συμπεράσματα της μελέτης αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι οι μετρήσεις των σημείων αυτών ίσως να είναι λάθος ή σε ότι στην περιοχή αυτή μπορεί να υπάρχουν ρήγματα όπου κάποια σημεία να ακολουθούν κάποιο διαφορετικό προσανατολισμό.( Δορυφορικές Γεωδαιτικές Μετρήσεις για την Μελέτη Μικρομετακινήσεων στην Περιοχή της λίμνης Κάρλα n.d.) 4.2 Ιδιότητες σεισμικών πηγών και προσδιορισμός εδαφικής παραμόρφωσης ευρύτερης περιοχής Κεφαλληνίας Ζακύνθου βάσει γεωφυσικών και διαστημικών μεθόδων Η διατριβή αυτή πραγματοποιήθηκε από το Κωνσταντίνου Χουσιανίτη στο τμήμα Γεωλογίας και περιβάλλοντος τους Εθνικού Καποδιστριακού πανεπιστημίου Αθηνών το Σκοπός της έρευνας ήταν να μελετηθεί η τεκτονική συμπεριφορά των νήσων Κεφαλληνίας και Ζακύνθου με την χρήση διαστημικών τεχνικών και σεισμολογικής έρευνας. Για την χρήση των διαστημικών εφαρμογών χρησιμοποιήθηκε δέκτης GPS για σημειακές μετρήσεις μεγάλης ακρίβεια από 2mm-6mm. Με τις μετρήσεις όπου είχαν παρθεί με το GPS έγινε εφικτή η ποσοτικοποίηση των αποτελεσμάτων των τεκτονικών διεργασιών στην Κεφαλληνία και στην Ζάκυνθο και αναδείχτηκαν με μεγάλη ακρίβεια οι παραμορφώσεις και μικρομετακινήσεις όπου υπήρχαν. Δημιουργήθηκαν δυο διαφορετικά δίκτυα σταθμών στις δυο νήσους σε θέσεις όπου θα ήταν αντιπροσωπευτικές για τα αποτελέσματα όπου θα έβγαιναν μεταγενέστερα. Στην Κεφαλληνία επιλέχθηκαν συνολικά 23 σημεία για το δίκτυο του GPS και 14 σημεία για το δίκτυο της Ζακύνθου. Οι μετρήσεις με την χρήση GPS πραγματοποιήθηκαν σε δυο περιόδους για την Ζάκυνθο και σε πέντε για την Κεφαλληνία. Η εγκατάσταση τους δικτύου στην Ζάκυνθο έγινε το Οκτώβριο του 2001 και τον Ιανουάριο του 2003 έγινε η πρώτη επαναμέτρηση για να υπολογιστεί η παραμόρφωση όπου προέκυψε σε αυτό το χρονικό διάστημα των δυο ετών. Είχε 32

48 πραγματοποιηθεί ακόμη μια μέτρηση των Σεπτέμβριο του 2003 μετά τον μεγάλο σεισμό της τάξης των 6,3 ρίχτερ. Σκοπός αυτής της μέτρησης ήταν για να διαπιστωθεί αν αυτός ο μεγάλος σεισμός είχε μεγάλες παραμορφώσεις στην Κεφαλληνία. Στην συνέχεια έγιναν μετρήσεις τον Φεβρουάριο του 2006 όπου μετρήθηκαν στην Κεφαλληνία τα 15 από τα 23 σημεία και οι τελευταίες μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν τον Ιούλιο σε 19 από τα 23 σημεία. Το δίκτυο GPS στην Ζάκυνθο εγκαταστάθηκε και είχε μετρηθεί το Αύγουστο του 2005 και αναμετρήθηκε τον Ιούλιο του Είχαν προκύψει σεισμοί τον Απρίλιο και το Μάιο του Για μια πιο καλή συσχέτιση προέκυψαν μετρήσεις από δυο δίκτυα κατά διάφορες χρονικές περιόδους. Τα δεδομένα GPS χρίζανε κάποιας επεξεργασίας για τον λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα Bernese v4.2 για να βρεθούν οι μικρομετακινήσεις και οι παραμορφώσεις γενικότερα. Η εδαφική παραμόρφωση της Κεφαλληνίας από τον Σεπτέμβριο του 2003 έως και τον Ιούλιο του 2006 έχει παρουσιάσει μια σταδιακή αύξηση της ανύψωσης από την Ανατολή προς την Δύση και τον Βορρά προς τον Νότο. Στην Ζάκυνθο παρουσιάζει παραμόρφωση στην κίνηση του σημείου αναφοράς στο οριζόντιο επίπεδο Νοτιοδυτικά ως προς την Ευρώπη, ενώ στο κατακόρυφο επίπεδο παρατηρείται μικρού μεγέθους καθίζηση. Για τις χρονικές περιόδους του Αυγούστου του 2005 με τον Ιούλιο του 2006 παρατηρείται έντονη εδαφική παραμόρφωση. Οριζόντια μετατόπιση παρατηρείται στον Κόλπο του Λαγανά είναι της τάξης των 24 mm από Ανατολικά προς Δυτικά. Ακόμη υπάρχει μια έντονη ανύψωση στο νησί εώς και 74mm. ( Ιδιότητες σεισμικών πηγών και προσδιορισμός εδαφικής παραμόρφωσης ευρύτερης περιοχής Κεφαλληνίας - Ζακύνθου βάσει γεωφυσικών και διαστη... n.d.) 4.3 Γεωδαιτικός Προσδιορισμός Τεκτονικών Μετατοπίσεων στην Χαλκιδική Στα πλαίσια ενός ερευνητικού προγράμματος έγινε μια έρευνα από την Αλατζά Σταυρούλα και Δροσούλα Ε με θέμα Γεωδαιτικός προσδιορισμός τεκτονικών μετατοπίσεων στην Χαλκιδική. Λόγω της σεισμικότητας της περιοχής της Χαλκιδικής και με αφορμή τον σεισμό όπου έγινε στης 14 του Φεβρουαρίου του 2012 έντασης 5,1 της κλίμακας ρίχτερ αποφασίστηκε από το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο να γίνει μια έρευνα με το πιο πάνω θέμα. Για τον σκοπό αυτό ιδρύθηκε ένα δίκτυο σημείων στην περιοχή αυτή στα πλαίσια του ερευνητικού προγράμματος SING. Η μελέτη είχε ως κύριο στόχο την συνεχή 33

49 παρακολούθηση των σταθερών σημείων και οι μικρομετακινήσεις και οι ταχύτητες όπου προέκυψαν αργότερα. Το τοπικό δίκτυο όπου στήθηκε αποτελείται από τριάντα τρία σημεία. Τα σημεία αυτά μετρήθηκαν σε τρεις περιόδους οι οποίες ήταν το 1998, το 1999 και το Από αυτά τα τριάντα τρία σημεία, στα είκοσι δυο σημεία πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις και στις τρείς περιόδους, για τα επτά έγιναν κοινές μετρήσεις σε δυο περιόδους αυτή την φορά και στα τελευταία δυο σημεία έχουν μετρηθεί με μια μόνο περίοδο οπότε δεν χρησιμοποιήθηκαν στην εξαγωγή κάποιον αποτελεσμάτων αφού δεν κρίθηκαν αξιόπιστα. Για την σωστή υλοποίηση του δικτύου οι σταθμοί όπου χρησιμοποιήθηκαν και για τις τρεις χρονιές ήταν δυο ο CG54 και ο PSMS. Όμως οι τελικές συντεταγμένες των δυο αυτών σταθμών επιλύθηκαν από έντεκα συνολικά σταθμούς στο ITRF Για τις επιλύσεις χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Bernese software v5 όπου τα αρχεία Rinex μετατράπηκαν σε μορφή Bernese για να μπορούν να γίνουν οι επιλύσεις στο πρόγραμμα αυτό. Μετέπειτα προσδιορίστηκαν οι μετατοπίσεις τους στις τρείς διεύθυνσης., στο χρονικό διάστημα που μετρήθηκαν όπως και οι ταχύτητες όπου κινούνται. Ακόμη υπολογίστηκαν οι ταχύτητες των σημείων του δικτύου ως προς τον Διόνυσο, ως προς την Ευρώπη και ως προς τον κόσμο. Στο τέλος υπολογίστηκαν τρείς τενίστες παραμορφώσεις με την βοήθεια ενός συνόλου σημείων του δικτύου για κάθε τανυστή ξεχωριστά. ( Γεωδαιτικός Προσδιορισμός Τεκτονικών Μετατοπίσεων στην Χαλκιδική n.d.) 4.4 Μελέτη επιφανειακής παραμόρφωσης ευρύτερης περιοχής Αθηνών βάσει διαφορικών μετρήσεων GPS και συμβολομετρίας ραντάρ Η διατριβή αυτή πραγματοποιήθηκε από το Μιχαήλ Φουμέρη στο τμήμα Γεωλογίας και περιβάλλοντος τους Εθνικού Καποδιστριακού πανεπιστημίου Αθηνών το Ο στόχος αυτής της μελέτης ήταν ο προσδιορισμός της τεκτονικής παραμόρφωσης του ευρύτερου χώρου στην Αθήνα και διερεύνησης των επιφανειακών παραμορφώσεων και μικρομετακινήσεων βάσει διαφορικών μετρήσεων με την χρήση του GPS και της διαφορικής συμβολομετρίας ραντάρ. Οι μόνιμοι σταθμοί ήταν στον σύνολο τους είκοσι οκτώ. Ως σταθμοί συνεχούς καταγραφής ήταν ο ΝΟΑ1(Ε.Α.Α), ΜΕΤΟ (METRICA A.E) και ο UoA1(Ε.Κ.Π.Α) όπου λειτουργούν στην περιοχή. Η ίδρυση του τοπικού δικτύου 34

50 έγινε το 2005 όπου πάρθηκαν και οι πρώτες μετρήσεις και ξαναμετρήθηκαν το 2006 και το Έγινα επίσης ακόμη κάποιες συμπληρωματικές μετρήσεις σε κάποιους συγκεκριμένους σταθμούς το Το σύστημα αναφοράς υλοποιήθηκε στο σταθμό συνεχούς καταγραφής DION G του κέντρου δορυφόρων Διονύσου στο ITRF2000. Για την ανάλυση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκε ο αλγόριθμος DIFF ο οποίος δημιουργήθηκε στο κέντρο δορυφόρων Διονύσου σε γλώσσα προγραμματισμού QuickBasic με απώτερο σκοπό την σύγκριση δυο σειρών συντεταγμένων κοινών σημείων και τον υπολογισμό αργότερα των διαφορών τους. Οι διαφορές ως προς το μέτρο τους ήταν μέσα στο επιτρεπτό σφάλμα το οποίο ήταν της τάξης των 1-2 mm. Οι παρατηρούμενες μικρό-μετακινήσεις στα τριγωνομετρικά βάθρα επιβεβαιώνουν τις αντίστοιχες κινήσεις των γειτονικών τους σταθμών. Η εξέταση του πεδίου ταχυτήτων βάση του συνόλου των παρατηρήσεων έλαβε χώρα ως προ το ETRF2000 και το ITRF2000 με σκοπό την παρατήρηση και ανάγνωση των μεγάλων κλίμακας διαφοροποιήσεων του χώρου. Παρατηρήθηκε κίνηση των περιοχών στα βόρεια του δικτύου αλλά και προς τα δυτικά. Οι σημαντικότερες από άποψης μεγέθους οριζόντιες ταχύτητες ως προς τον Διόνυσο (6-10mm/yr) παρατηρούνται στην περιοχή της Πάρνηθας, στο Θριάσιο Πεδίο και στο βόρειο τμήμα της λεκάνης των Αθηνών. ( Διατριβή: Μελέτη επιφανειακής παραμόρφωσης ευρύτερης περιοχής Αθηνών βάσει διαφορικών μετρήσεων GPS και συμβολομετρίας ραντάρ - Κωδικός: n.d.) Πίνακας 2:Αποτελεσμάτα σύγκρισης εποχών παρατήρησης βάσει Αλγορίθμου DIFF 35

51 4.5 Μελέτη των μετακινήσεων του γήινου φλοιού στον ελλαδικό χώρο με ανάλυση δορυφορικών δεδομένων GNSS Η διδακτορική διατριβή είχε γίνει το 2013 από τον Μιλτιάδη Α. Χατζηνίου στο Αριστοτέλειο Θεσσαλονίκης στην Πολυτεχνική σχολή, τμήμα Αγρονόμων και τοπογράφων μηχανικών για την απονομή του τίτλου του διδάκτορα μηχανικού. Σκοπός αυτής της μελέτης είναι να πάρει τα δεδομένα των μόνιμων σταθμών αναφοράς όπου έχουν ήδη εγκατασταθεί στην Ελλάδα από το 2007 και να μελετήσει της μετακινήσεις του γήινου φλοιού. Για σκοπούς της μελέτης δημιουργήθηκε ένα δίκτυο αποτελούμενο από 122 συνολικά σταθμούς GPS και από αυτούς οι 105 είναι κατανεμημένοι σε όλη την Ελλάδα. Για την επεξεργασία των δεδομένων αυτών χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα Bernese v 5.0. Μετέπειτα χρησιμοποιήθηκαν κάποια μαθηματικά μοντέλα για την εκτίμηση των μετακινήσεων των μόνιμων σταθμών GPS με την βοήθεια του προαναφερθέντα προγράμματος και του λογισμικού H & D MOGS το οποίο δημιούργησε ο συγγραφέας της παρούσας διατριβής. Από τα αποτελέσματα όπου είχαν προκύψει κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι υπήρχαν μετακινήσεις του γήινου φλοιού στην Βόρεια Ελλάδα και στα νησιά των Κυκλάδων. ( Διατριβή: Μελέτη των μετακινήσεων του γήινου φλοιού στον ελλαδικό χώρο με ανάλυση δορυφορικών δεδομένων GNSS - Κωδικός: n.d.) 5 Επεξεργασία Μετρήσεων GPS/GNSS Στην ενότητα πέντε παρουσιάζονται από πού προήλθαν τα δεδομένα και ποιες επεξεργασίες χρειάστηκαν να γίνουν έτσι ώστε να καταλήξουμε στο αποτέλεσμα όπου είναι οι μικρομετακινήσεις. 5.1 Συλλογή δεδομένων Αρχικά θα έπρεπε να συλλέξουμε τα δεδομένα όπου θα χρησιμοποιήσουμε όπου δεν ήταν και τόσο εύκολο καθώς θα έπρεπε να βρούμε όσο ποιο παλιά δεδομένα μπορούσαμε από 36

52 το ATLAS και από το CYPOS όπου έχουν εγκατεστημένους μόνιμους σταθμούς αναφοράς σε όλη την Κύπρο αλλά ο κάθε οργανισμός έχει τους σταθμούς του σε διαφορετικά σημεία. Μετά από διαβουλεύσεις με τους εμπλεκόμενους φορείς τελικά πήραμε τα δεδομένα όπου χρειαζόμασταν. Φυσικά ο όγκο των δεδομένων ήταν αρκετά μεγάλος λόγω του ότι οι μετρήσεις μετράνε ανά δευτερόλεπτο. Η συλλογή των δεδομένων όμως δεν τελείωσε εδώ καθώς είχαμε μόνο τα observation των σταθμών όπου έχουμε να μελετήσουμε. Για να μπορούμε να προχωρήσουμε στην επεξεργασία θα πρέπει να μαζέψουμε και τα observation για τον σταθμό του Nico όπου είναι ο μοναδικός που έχει η IGS στην Κύπρο έτσι ώστε αργότερα να διορθώσουμε τις συντεταγμένες του και να έχουμε αυτό ως βάση επίλυσης. Το οobservation του Nico είναι ημερήσιο όμως σε αντίθεση με του AΤΛΑΣ και του CYPOS όπου είναι ανά ώρα. Ακόμη θα πρέπει να κατεβάσουμε και τις ακριβείς εφημερίδες όπου είναι και αυτές ανά ημέρα και είναι σε μορφή.sp3 έτσι ώστε να τις δηλώσουμε στο πρόγραμμα αργότερα. Τα sp3 τα οποία χρησιμοποιήθηκαν είναι του GPS και του Glonass άλλα λόγω του ότι υπήρξε κάποιο πρόβλημα με τα sp3 του Glonass χρησιμοποιήσαμε και τα broadcast του αν και λιγότερης ακρίβεια έτσι ώστε να συμπεριλάβουμε και τους Glonass στις επιλύσεις μας αργότερα. Για την εύρεση των εφημερίδων και των observation του σταθμού NICO θα έπρεπε να βρεθεί η εβδομάδα Gps στην οποία ανήκει η κάθε μια ξεχωριστά μέρα την οποία θα έπρεπε να μελετηθεί και σε ποια μέρα σύμφωνα πάντα με το ημερολόγιο του Gps όπως φαίνεται στον (Πίνακας 3) πιο κάτω. DATE GPS WK Sunday Monday Tuesday Wednesday Thursday Friday Saturday /10/ /04/ /04/ /04/ /04/ /07/ /07/ /07/ /12/ Πίνακας 3: GPS CALENDAR GPS CALENDAR 37

53 5.2 Επεξεργασία δεδομένων Τα δεδομένα όπου είχαμε έχριζαν κάποιας επεξεργασίας πριν τα χρησιμοποιήσουμε για να βγάλουμε κάποια αποτελέσματα και για αυτό τον λόγο έγιναν οι αναγκαίες για την μελέτη αυτή επεξεργασίες Χρήση λογισμικού Teqc Τα δεδομένα όπου είχαμε έχριζαν κάποιας διορθώσεις ή αλλιώς ομαδοποίησης καλύτερα έτσι ώστε να γίνουν όλα ημερήσια γιατί τα observation του ATLAS και του CYPOS αντίστοιχα τα remex αρχεία τους ήτανε ανά ώρα. Επομένως για την δημιουργία των 24 αρχείων ανά ώρα σε 1 αρχείο ημερήσιο για κάθε μέρα ξεχωριστά χρησιμοποιήσαμε αρχικά ένα excel όπου είχαμε δώσει ένα κοινό τύπο ονόματος για όλα τα αρχεία και στην συνέχεια σε ένα text αρχείο γράψαμε στην αρχή teqc προσθέταμε τα ονόματα από το excel και στο τέλος δηλώναμε σε πιο όνομα θα θέλαμε να μας δημιουργήσει το καινούργιο αρχείο. Στην συνέχεια πηγαίναμε στο cmd όπου χρησιμοποιείται για να σημάνει μια ή πολλές εντολές και του δηλώναμε που είναι το αρχείο με τα δεδομένα μας και του δίναμε το teqc όπου είχαμε δημιουργήσει προηγουμένως. Στο τέλος μας έβγαζε ένα αρχείο rinex ενιαίο για όλες τις ώρες μαζί. Πιο κάτω είναι και ένα παράδειγμα για το πώς έχει γίνει. teqc antl091a.15o antl091b.15o antl091c.15o antl091d.15o antl091e.15o antl091f.15o antl091g.15o antl091h.15o antl091i.15o antl091j.15o antl091k.15o antl091l.15o antl091m.15o antl091n.15o antl091o.15o antl091p.15o antl091q.15o antl091r.15o antl091s.15o antl091t.15o antl091u.15o antl091v.15o antl091w.15o antl091x.15o > antl091.15all 38

54 Εικόνα 15: Παραδειγμα CMD για μια εποχή Υπολογισμός συντεταγμένων σταθμού NICO O σταθμός NICO έπρεπε να διορθωθεί για την κάθε εποχή όπου μελετάτε ξεχωριστά έτσι ώστε να έχουμε τα βέλτιστα αποτελέσματα. Η διόρθωση είχε γίνει βάση των παραμέτρων του ITRF2008 χρησιμοποιώντας τα ΧΥΖ του και τα Vx,Vy,Vz. H διόρθωση είχε γίνει από την ιστοσελίδα της EUREF όπου δηλώνοντας τις παραμέτρους του ITRF2008 διαλέγοντας σε πια εποχή είναι για το input και στο output δηλώθηκε ως frame το ITRF2008 όπως και πιο πάνω και την εποχή την οποία θέλουμε να κάνουμε Transformation. Στην συνέχεια αφού δηλώθηκαν οι κατάλληλες παράμετροι και κάνοντας μας Transformation μας εμφανίζει τις σωστές συντεταγμένες όπου θα χρησιμοποιηθούν αργότερα για τις επιλύσεις μας. 39

55 Πίνακας 4: Παράμετροι ITRF 2008 Εικόνα 16: Μετατροπή συντεταγμένων βάση ITRF2008 ( EUREF Permanent GNSS Network > Products & Services > ETRF/ITRF transformation n.d.) STATION CORRECT -ITRF2008 EARTHQUAKE DATE STATION X Y Z 26/10/2014 NICO /04/2015 NICO PAFOS 14/04/2015 NICO PAFOS 15/04/2015 NICO PAFOS 16/04/2015 NICO LIMASSOL 20/07/2015 NICO LIMASSOL 21/07/2015 NICO LIMASSOL 22/07/2015 NICO /12/2015 NICO Πίνακας 5 : Διορθωμένες συντεταγμένες σταθμού NICO 40