Modelowanie ruchu stacji EPN/IGS „Wrocław” na podstawie analizy ciągów czasowych obserwacji GPS

Abstract

W artykule poddano analizie szeregi czasowe współrzędnych z okresu 9 lat istnienia permanentnej stacji GPS 'Wrocław'. Badane szeregi zostały zbudowane z tygodniowych rozwiązań sieci EPN. Analiza została przeprowadzona w celu identyfikacji charakteru ruchu punktu 'WROC' oraz wyznaczenia składowych prędkości tego ruchu. Założono przy tym trzy modele ruchu punktu: model liniowy, w którym punkt porusza się ruchem jednostajnym ze stałą prędkością w czasie (wykorzystując do wyznaczenia współczynników modelu liniowego metodę odporną na błędy grube), model, w którym położenie punktu ulega okresowym zmianom oraz model z przemieszczeniem epizodycznym, czyli skokową zmianą współrzędnych. Uzyskane wyniki poddano analizie, w wyniku której można sformułować następujące wnioski: 1) Na model ruchu liniowego składa się głównie prędkość dryftu eurazjatyckiej płyty kontynentalnej. Po odjęciu tego ruchu zostaje prędkość rezydualna (wewnątrzpłytowa), która wynosi ok. 1,5 mm/rok w kierunku NW. 2) W wyniku analizy spektralnej stwierdzono cykliczne zmiany położenia punktu 'WROC'. Dla wszystkich współrzędnych (N, E, U) istotne składowe cykliczne mają charakter długookresowy. Dominują składowe 9- i 4,5-letnie o amplitudzie 1,2 mm i 2,2 mm, odpowiednio dla współrzędnych horyzontalnych N i E oraz 4,0 mm dla współrzędnej wertykalnej. 3) Nie stwierdzono skokowych zmian współrzędnych (przemieszczeń epizodycznych) punktu 'WROC'. Fakt ten potwierdza przydatność tego punktu do badań geodynamicznych.

Studied time series was formed from EPN Network weekly solutions. The identification of the movement character and movement velocity estimation were the aims of the analysis. Three models of the point's movement were assumed: linear model with invariable velocity monotonous movement (using robust estimation for linear model coefficients determination), model in which point location periodically changes and model with episodic displacement, or with coordinate jump. Results were analyzed and interpreted resulting following conclusions: 1. Linear model parameters consist of mainly Euro-Asiatic continental plate velocity. Residual (intraplate) velocity remains up to 1.5 mm/y NW after removing plate movement. 2. Periodic changes of 'OC' point location were confirmed by results of spectral analysis. Periodical components for all coordinates have a character of long period oscillations. 9 and 4.5 year component dominates with amplitude 1.2 mm/y and 2.2 mm/y for horizontal coordinates, N and E respectively and 3.8 mm/y for vertical one. 3. Coordinate jumps (episodic displacements) were not detected for 'WROC' station. The usefulness of this station for geodynamic studies was confirmed.