Ανάλυση χρονοσειρών θέσης από δεδομένα μόνιμων σταθμών GNSS

Σερέλης, Γεώργιος; Serelis, Georgios

dc.contributor.author	Σερέλης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Serelis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2024-03-22T11:09:26Z
dc.date.available	2024-03-22T11:09:26Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59045
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26741
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Χρονοσειρές Θέσης	el
dc.subject	Δεδομένα GNSS	el
dc.subject	Δίκτυα Μόνιμων σταθμών GNSS	el
dc.subject	Κίνηση Εδάφους	el
dc.subject	Position Time series	en
dc.subject	GNSS data	en
dc.subject	Ground Movement	en
dc.subject	Permanent GNSS Networks	en
dc.title	Ανάλυση χρονοσειρών θέσης από δεδομένα μόνιμων σταθμών GNSS	el
dc.title	Position time series analysis using GNSS data	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ανάλυση χρονοσειρών θέσης	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-23
heal.abstract	Η κίνηση του εδάφους είναι ένα φαινόμενο το οποίο έχει απασχολήσει την επιστημονική κοινότητα εδώ και πολλά χρόνια. Στη γεωδαισία, κύριος σκοπός μελέτης του φαινομένου αυτού είναι η συνεχής ενημέρωση των γεωδαιτικών πλαισίων αναφοράς καθώς και η μελέτη της κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών. Μια από τις βασικές μεθόδους που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των μετακινήσεων του εδάφους, είναι ο εντοπισμός θέσης μέσω δικτύων μόνιμων σταθμών GNSS. Κύρια μέθοδος μελέτης των μετρήσεων που παρέχουν τα δίκτυα μόνιμων σταθμών GNSS, είναι η ανάλυση των χρονοσειρών θέσης. Κατά τη διαδικασία αυτή, είναι δυνατόν να εκτιμηθεί η ταχύτητα κίνησης ενός σταθμού και κατ’ επέκταση του εδάφους, να εντοπιστούν μοτίβα στην κίνηση, να μελετηθεί η συμπεριφορά του εδάφους με την ύπαρξη σεισμικής δραστηριότητας και πολλά άλλα. Η παρούσα εργασία αφορά στην ανάλυση των χρονοσειρών θέσης που προέρχονται από δεδομένα μόνιμων σταθμών GNSS. Για την επίτευξη του σκοπού αυτού και για λόγους αυτοματοποίησης, συντάχθηκε κώδικας σε γλώσσα Python. Αρχικά, χρησιμοποιώντας ένα ενδεικτικό μοντέλο, ο κώδικας δημιουργεί τεχνητά δεδομένα, τα οποία χρησιμοποιούνται για τις δοκιμές επαλήθευσης των αποτελεσμάτων του αλγορίθμου κατά την ολοκλήρωση της διαδικασίας. Ο κώδικας διαβάζει και αποθηκεύει σε μεταβλητές δεδομένα από τα αρχεία εισόδου (τα αρχεία των λύσεων των σταθμών) και έπειτα πραγματοποιείται ο μετασχηματισμός του γεωκεντρικού συστήματος συντεταγμένων των λύσεων σε τοποκεντρικές. Μετά την επεξεργασία των δεδομένων συντάσσονται ρουτίνες, οι οποίες είναι υπεύθυνες για τη δημιουργία κατάλληλων πινάκων, με σκοπό τη συνόρθωση των δεδομένων, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ελαχίστων τετραγώνων για έμμεσες παρατηρήσεις. Τέλος, το πρόγραμμα οπτικοποιεί το παραγόμενο μοντέλο και εξάγει τις εκτιμώμενες παραμέτρους του. Ακολουθεί η εφαρμογή του σε πραγματικά δεδομένα, τα οποία παρείχε το εργαστήριο «Κέντρο Δορυφόρων Διονύσου» (ΚΔΔ). Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από 22 μόνιμους σταθμούς του Ελλαδικού χώρου. Οι σταθμοί αυτοί είναι χωρισμένοι ανάλογα με το ευρύτερο δίκτυο στο οποίο συμμετέχουν. Οι πρώτοι 6 είναι μέρος του ευρωπαϊκού δικτύου EPN, οι 8 είναι μέρος του ελληνικού HEPOS, ενώ ακόμη 8 είναι σταθμοί με ελεύθερα διαθέσιμα δεδομένα και επιλέχθηκαν μεμονωμένα. Με βάση τη μελέτη των αποτελεσμάτων της εφαρμογής του κώδικα, σε συνδυασμό με τα αποτελέσματα τα οποία παρέχει ελεύθερα το Γεωδαιτικό Εργαστήριο της Νεβάδα (NGL), προκύπτουν συμπεράσματα. Τα συμπεράσματα αυτά αφορούν την λειτουργία του κώδικα, τα περιθώρια βελτίωσης των ρουτίνων που χρησιμοποιήθηκαν αλλά και αναφορικά με φαινόμενα τα οποία εντοπίζονται τοπικά, όπως η αλλαγή της ταχύτητας ενός σταθμού, ο εντοπισμός μετασεισμικής παραμόρφωσης αλλά και η ατέλειες στην επιλογή συχνοτήτων για το αρμονικό μοντέλο.	el
heal.abstract	Ground movement is a phenomenon that has occupied the scientific community for many years. In geodesy, the major aim in studying this phenomenon is to keep geodetic reference frames up to date and to study the tectonic plates movement. One of the basic methods for measuring ground motion is to estimate positions by utilising the permanent Global Navigation Satellite System (GNSS) station networks. The primary approach to studying data provided by these stations is the position time-series analysis. In this way, it is possible to estimate the tectonic velocity of a station, and, by extension, that of the ground, as well as to identify patterns of motion, and to study the behaviour of the ground when seismic activity is present, amongst other phenomena. This study concerns the time-series analysis of data from permanent GNSS stations. Code was developed in Python to achieve this goal, and for the purpose of automation. Firstly, using an indicative model, the code creates artificial data which are used to test the results of the algorithm when the process is complete. The code reads and stores data from the input files (GNSS station positions) and then the geocentric coordinates are transformed into topocentric coordinates. After the data are processed, routines are written which create appropriate tables, with the aim of data correction using the least squares method with observation equations. Finally, the program visualises the model generated and estimates its parameters. The model is then validated against real data provided by the Dionysos Satellite Observatory. Specifically, data from 22 permanent stations in Greece were used. The stations were divided according to the network they belong to. The first six are part of the EUREF Permanent GNSS Network, eight are part of the Hellenic Positioning System, and the final eight are stations with open access data and were individually selected. The study of the results from running the code, in combination with the results freely available from the Nerada Geodetic Laboratory, lead to conclusions not only regarding the function of the code and room for improvement of the routines used but also on local phenomena identified, such as the change in velocity of a station, the identification of post-seismic ground deformation, as well as imperfections in the selection of frequencies for the harmonic model.	en
heal.advisorName	Αναστασίου, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τσακίρη, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Πάνου, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Τοπογραφίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	111 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false