افزايش آستانه جابه‌جايي هاي هم‏‎ لرزه قابل تشخيص در پردازش داده هاي ‏GPS‏ آهنگ بالا‏

Improving the Threshold of Detectable Co-Seismic Displacements by Using ‎High Rate GPS Measurements

افزايش دقت در تعيين موقعيت با سامانه ‏GPS‏ در صورتي كه مشاهداتي كوتاه‌تر از 24 ساعت داشته باشيم، به شدت به مدل كردن بهتر خطاهايي كه در تجزيه داده هاي ‏GPS‏ معمولاً با ‏ميانگين‌گيري كاهش مي‌‌يابند، بستگي دارد. افزايش دقت جابه‌جايي هاي حاصل از پردازش داده هاي آهنگ بالا در كاربردهاي ژيوفيزيكي مربوطه مانند لرزه‌‌نگاري، مستلزم كاهش خطاهاي ‏سيستماتيك در طيف بسامد هاي لرزه اي است. روش هاي استانداردسازي و تصحيح اين خطا مبتني بر تكرارپذيري آرايش فضايي اين سامانه هستند. خطاهايي كه دقت نتايج را در روش‌هاي ‏تعيين موقعيت آهنگ بالا روي مقياس هاي زماني 600-10‏‎ ‎ثانيه با سامانه ‏GPS‏ تحت‌تاثير قرار مي دهند تا حد زيادي به هندسه بخش فضايي و ايستگاه اندازه گيري بستگي دارند. از آنجا كه ‏مدارهاي ماهواره هاي ‏GPS‏ ثابت هستند، خطاهاي وابسته به اين هندسه در هر روز تكرارپذيري بالايي دارند. اين ويژگي مبناي توسعه روش فيلترينگ نجومي براي كاهش سطح نوفه مختصات ‏حاصل از ‏GPS‏ است. در حالي كه فرض بر اين است كه تكرارپذيري آرايش فضايي ماهواره هاي اين سامانه بر اساس دوره تناوب تكرار نجومي اتفاق مي افتد، زمان واقعي اين تكرارپذيري ‏حتي براي هر ماهواره متفاوت است. در اين نوشتار، دوره تناوب تكرار مسير زميني ميانگين، 23 ساعت و 55 دقيقه و 55 ثانيه برآورد و براي كاهش سطح نوفه سري هاي زماني جابه‌جايي نسبي ‏استفاده شده است. با استفاده از اين دوره تناوب، نوفه‌هاي با بسامد كمتر از 01/0 هرتز در موقعيت هاي آهنگ بالاي ‏GPS‏ به گونه‌ قابل توجهي كاهش مي يابند. افزون بر اين، با جايگزيني روش ‏مطلق تعيين موقعيت با روش نسبي در اين نوشتار، بزرگي جابه‌جايي هاي هم لرزه قابل تشخيص به كمتر از 4 ميلي‌متر در مولفه هاي مسطحاتي و كمتر از 10 ميلي‌متر در مولفه ارتفاعي كاهش يافته ‏است.‏

The accuracy of GPS derived positions in short term measurements largely depends on the better modeling of residual errors which is normally ‎reduced in long term measurements by averaging the obtained results. To increase the accuracy of the movements obtained through the analysis ‎of high rate data in geophysics applications, systematic errors in the existing measurements in the corresponding frequency range should be ‎reduced. Calibration techniques and the error reduction are based on the repeatability of the system constellation. For example, those errors ‎affecting the resulting accuracy of the high rate positions in the time scales of 10-600s depend much on the constellation geometry of the GPS ‎satellites and GPS stations. Since the satellite orbits are fixed, those errors are highly repeatable in time. This characteristic is the base for the ‎development of sidereal filtering techniques for reducing this kind of errors. It is assumed that the repeatability occurs based on the nominal ‎repetition period of the satellites; however, the true time of this repeatability varies even for each satellite. In this paper the mean period is ‎estimated as 23h, 55m, and 55s and used for the noise reduction of time series of the relative displacement. By using this period, noises with ‎frequencies less than 0.01Hz of high rate GPS positions have been reduced significantly. Accessible co-seismic displacements are reduced to less ‎than 4mm in horizontal components and less than 10mm in the vertical components. ‎