Geoidi ja maannousuun liittyvät painovoiman muutokset Suomessa

Mirjam Bilker-Koivula

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Satelliittipaikannus (GNSS) on nykyään laajasti käytössä ja sen tarkkuus paranee koko ajan. Tämä vaatii myös parempia geoidimalleja, joita tarvitaan kun satelliittipaikannuksella mitattuja korkeuksia muunnetaan kansallisessa korkeusjärjestelmässä oleviksi korkeuksiksi. Suomessa korkeudet muuttuvat jatkuvasti jääkauden jälkeisen maannousun johdosta. Maannousumalleja kehitetään Fennoskandian maannousualueelle, ei pelkästään koordinaattien pystykomponentin nopeuksille, vaan myös jääkauden jälkeisen maannousuun liittyville painovoimamuutoksille. Tässä väitöskirjassa tehtiin geoiditutkimuksia etsittäessä geoidimallia, joka parhaiten sopii muuntamaan EUREF-FIN koordinaattijärjestelmässä olevat GNSS-korkeudet Suomen N2000- korkeusjärjestelmässä oleviksi korkeuksiksi sekä maalla että merellä. Absoluuttipainovoima-mittauksien aikasarjoja analysoitiin painovoiman muutosnopeuksien ja pystysuuntaisten nopeuksien väliseen suhteen määrittämiseksi. Geoiditutkimuksessa testattiin menetelmiä, joilla geoidimalli sovitaan GNSS-vaaitus aineistoon. Parhaaksi menetelmäksi Suomessa osoittautui pienimmän neliösumman kollokaatio yhdessä ristivalidoinnin kanssa. Tulos oli FIN2005N00-korkeuden muunnospinta, josta tuli Suomen virallinen geoidimalli. Seuraavaksi testattiin korkean resoluution globaaleja painovoimakenttämalleja Suomen geoidilaskennassa. Tuloksena olevat geoidimallit olivat parempia kuin aiemmat geoidimallit Suomen alueelle. Vakioeron ja kallistuksen poistamisen jälkeen erot muihin malleihin hävisivät. Lisäksi kehitettiin menetelmä, jolla geoidimalleja voidaan tarkistaa merellä laivan GNSS-mittauksien avulla. Menetelmä onnistui ja tunnistettiin keskeiset elementit prosessille, jolla muunnetaan GNSS havainnot mittauskorkeudelta geoidipintaan. Absoluuttigravimetrityyppien välisiä vakioeroja etsittiin tutkimalla kansainvälisten vertailujen, kahdenvälisten vertailujen ja trendilaskennan tuloksia. Trendilaskennan tulokset paljastivat merkittäviä vakioeroja IMGC, GABL ja JILAg-5 laitteille: 31.4 ± 10.9 μGal, 32.6 ± 7.4 μGal ja 6.8 ± 0.8 μGal. 12 aseman absoluuttipainovoimamittauksien aikasarjat analysoitiin ja seitsemälle asemalle saatiin luotettavat trendit. Painovoiman muutosnopeuksien ja pystysuuntaisten nopeuksien väliselle suhteelle estimoidut suhdeluvut vaihtelivat 0.206 ± 0.017 ja -0.227 ± 0.024 μGal/mm välillä ja akselin leikkausarvot 0.248 ± 0.089 ja 0.335 ± 0.136 μGal/v välillä. Nämä arvot ovat suurempia kuin odotettiin aikaisempien tulosten perusteella. Geoiditutkimuksista saatu tieto hyödynnetään Suomen seuraavien geoidimallien ja korkeuden muunnospintojen määrittämisessä. Ennen kuin absoluuttipainovoiman tuloksista voidaan tehdä selkeitä johtopäätöksiä, tarvitaan lisää maannousututkimusta ja pidemmät korkealaatuiset aikasarjat useammalta asemalta Suomesta, sekä koko maannousun alueelta ja sen reunalta.
Julkaisun otsikon käännösGeoidi ja maannousuun liittyvät painovoiman muutokset Suomessa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Vermeer, Martin, Vastuuprofessori
  • Vermeer, Martin, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-0298-7, 978-951-48-0270-6
Sähköinen ISBN978-952-64-0299-4, 978-951-48-0271-3
TilaJulkaistu - 2021
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • geoidimallinnus
  • absoluuttipainovoima
  • painovoimatrendi
  • jääkauden jälkeinen maannousu
  • Suomi

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Geoidi ja maannousuun liittyvät painovoiman muutokset Suomessa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä