Гравиметрическое обеспечение прилегающей к Вьетнаму акватории по результатам спутниковой альтиметрии

Обоснование актуальности темы диссертации.

Определение физической поверхности и гравитационного поля Земли в единой системе координат является основной задачей геодезии. Для решения этой задачи нужны глобальные гравиметрические данные. Поскольку большую часть поверхности Земли занимает океан (более 70%), то определение аномалии силы тяжести на океане является важным разделом геодезии. При этом незаменимую роль играет спутниковая альтиметрия.

Данная работа направлена на улучшение гравиметрического обеспечения конкретной территории, а именно акватории, прилегающей к Социалистической Республике Вьетнам. Актуальной задачей для территории Вьетнама является создание единой системы нормальных высот и устранение неопределённостей в начальных отсчётах от уровня моря. Для этого необходимо на множестве точек, равномерно распределенных по территории, выполнять ОР8-наблюдение и определять высоты квазигеоида с высокой точностью. Поскольку территория Вьетнама вытянута вдоль моря, то для вычисления высот квазигеоида необходимо располагать гравиметрической информацией не только на суше, но и на море. Однако непосредственнее измерение силы тяжести на море с нужной плотностью требует слишком больших ресурсов и на сегодняшний день представляется нереальным. Поэтому актуальной задачей является исследование возможностей и разработка эффективных методов определения аномалии силы тяжести на акватории, прилегающей к Вьетнаму, по данным спутниковой альтиметрии.

Теоретическим основам и практической реализации гравиметрического обеспечения прилегающей к Вьетнаму акватории по результатам спутниковой альтиметрии и посвящена данная диссертационная работа. Информации о проведении подобных работ на акватории, прилегающей к Вьетнаму, в предыдущие годы, к сожалению, не обнаружено.

Цель и основные задачи исследований.

Основной целью диссертационной работы является исследование, разработка и практическая реализация комплекса работ с целью гравиметрического обеспечения акватории, прилегающей к Вьетнаму, по результатам спутниковой альтиметрии. Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1) исследование возможностей спутниковой альтиметрии и изучение международного опыта её использования, сбор и отбор необходимых данных альтиметрии на акватории вблизи Вьетнама;

2) адаптация программного пакета BRAT (Basic Radar Altimetry Toolbox) для решения конкретных задач и вычисление с его помощью высот морской поверхности на акватории вблизи Вьетнама;

3) выделение динамических возмущений морской поверхности путём уравнивания пересечений спутниковых треков;

4) исследование степени гладкости гравитационного поля на изучаемой территории;

5) практическое вычисление аномалий силы тяжести на акватории, прилегающей к Вьетнаму, по данным альтиметрии ENVISAT (Environmental Satellite);

6) исследование точности полученных результатов и исследование возможностей их уточнения по доступным результатам гравиметрической съёмки.

Научная новизна работы.

Разработан и реализован общий алгоритм определения аномалии силы тяжести по результатам спутниковой альтиметрии ENVISAT применительно конкретно к акватории Вьетнама. Последнее означает:

— учёт реальной специфики акватории,.

— учёт реальной гладкости соответствующего гравитационного поля,.

— ослабление влияния динамической топографии,.

— учёт расположения доступных данных морской гравиметрии,.

— составление необходимого комплекса программ на фортране. При изучении технической литературы не обнаружено ссылок на то, что подобные работы когда-либо выполнялись ранее для акватории Вьетнама.

Положения, выносимые на защиту.

1 — Общий алгоритм определения аномалии силы тяжести по результатам альтиметрии спутника ЕМУГБАТ применительно к акватории Вьетнама и с учётом её специфики.

2 — Процедура ослабления влияния динамической топографии на высоты геоида путём уравнивания пересечений альтиметрических треков.

3 — Методика ковариационного анализа гравитационного поля на акватории и её использование для учёта доступных данных гравиметрии при обработке результатов альтиметрии.

4 — Регулярная сетка с шагом 10' значений аномалии силы тяжести, полученная на прилегающей к Вьетнаму акватории по результатам альтиметрии ЕМУ18АТ.

Вклад автора в проведенное исследование.

Все результаты диссертации получены её автором самостоятельно с учётом международного опыта подобных работ.

Практическая значимость работы.

1 — Разработанные алгоритмы и соответствующее программное обеспечение на языке Фортран автоматизируют весь процесс обработки результатов спутниковой альтиметрии ЕМУГБАТ и доступны для оперативного повторения с другими исходными данными.

2 — На прилегающей к Вьетнаму акватории по результатам альтиметрии ЕЫУ18АТ получены конкретные значения аномалии силы тяжести на регулярной сетке с шагом 10'.

3 — Даны рекомендации по работе с современными форматами космической геодезии при использовании программного пакета BRAT.

Структура и объем диссертации

.

Диссертация состоит из введения, трёх глав основного текста и заключения.

Список литературы

насчитывает 46 наименований на русском, вьетнамском и английском языках. Кроме того, имеется список использованных сокращений, список принятых обозначений и 06 приложений. Общий объем работы составляет 157 страницы машинописного текста и содержит 71 рисунок и 66 таблиц.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертации выполнены теоретические исследования и экспериментальные вычисления с целью определения аномалии силы тяжести на прилегающей к Вьетнаму акватории по данным спутниковой альтиметрии. В итоге работы получены следующие результаты:

1 — собран необходимый материал в виде десяти циклов альтиметрии ENVISAT (за период с 20 июля 2009 г по 9 августа 2010 г) и выполнен отбор данных, необходимых для работы на акватории, прилегающей к Вьетнаму;

2 — разработан алгоритм определения аномалий силы тяжести по данным спутниковой альтиметрии с учётом формы акватории Вьетнама и наличия островов;

3 — для ослабления влияния динамической топографии разработана процедура уравнивания пересечений альтиметрических треков;

4 — оптимизирована методика ковариационного анализа аномалии силы тяжести на акватории и показано преимущество использования метода коллокации и программного пакета GRAVSOFT при обработке альтиметрии, в частности, для совместного уравнивания результатов обработки с доступными данным гравиметрии;

5 — разработанные алгоритмы и фортран-программы автоматизируют весь процесс обработки результатов спутниковой альтиметрии ENVISAT и доступны для оперативного повторения с другими исходными данными;

6 — сформирована регулярная сетка с шагом 10' значений аномалии силы тяжести, полученная на прилегающей к Вьетнаму акватории по результатам альтиметрии ENVISAT;

7 — даны рекомендации по работе с современными форматами космической геодезии с помощью программного пакета BRAT.