Επεξεργασία Δορυφορικών Γεωδαιτικών Παρατηρήσεων στην Σαντορίνη

Abstract

Τα τελευταία 20 χρόνια τα δίκτυα μόνιμων σταθμών GPS γνωρίζουν μεγάλη ανάπτυξη σε ηπειρωτική και παγκόσμια κλίμακα. Σε συνδυασμό με την βελτίωση των τεχνικών επεξεργασίας των δεδομένων, είναι δυνατή η ανάκτηση γεωδαιτικής πληροφορίας υψηλής ακρίβειας. Η τελευταία αποτελεί σημαντικό εργαλείο για την παρακολούθηση γεωδυναμικών φαινομένων και ειδικότερα για τις παραμορφώσεις του γήινου φλοιού. Ο ελλαδικός χώρος βρίσκεται στο όριο σύγκλισης των λιθοσφαιρικών πλακών της Ευρασίας και της Αφρικής και για αυτόν τον λόγο παρουσιάζει έντονη τεκτονική δραστηριότητα. Το ηφαιστειακό τόξο του νοτίου Αιγαίου ειδικότερα, παρουσιάζει ξεχωριστό ενδιαφέρον τόσο για την σεισμική δραστηριότητα που καταγράφεται, όσο και για την δραστηριότητα των ενεργών ηφαιστείων που περιλαμβάνει. Ένα από αυτά είναι το ηφαίστειο της Σαντορίνης, που συγκεντρώνει την προσοχή των γεωφυσικών καθώς έδινε εκρήξεις μέχρι πολύ πρόσφατα (1950), ενώ είναι από τα λίγα ενεργά ηφαίστεια τύπου Καλδέρας παγκοσμίως του οποίου η δραστηριότητα τεκμηριώνεται ήδη από τα αρχαία χρόνια. Στην Σαντορίνη είναι εγκατεστημένοι από το 2011 10 μόνιμοι σταθμοί GPS. Από τις αρχές του 2011 παρατηρείται ασυνήθιστη δραστηριότητα του ηφαιστείου η οποία τελειώνει την άνοιξη του 2012, η οποία παραμορφώνει τον χώρο του νησιωτικού συγκροτήματος στο συγκεκριμένο διάστημα, και γίνεται αντιληπτή κυρίως μέσω των μετατοπίσεων των μόνιμων σταθμών GPS. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η επεξεργασία των δεδομένων του δικτύου της Σαντορίνης με το λογισμικό επεξεργασίας παρατηρήσεων GPS Gamit/Globk (Release 10.4) και η σύγκριση των αποτελεσμάτων με τα αντίστοιχα που προκύπτουν από τις επεξεργασίες του Κέντρου Δορυφόρων Διονύσου του ΕΜΠ με το πακέτο λογισμικού Bernese (έκδοση 5.0). Τα δεδομένα που χρησιμοποιούνται είναι δυο ειδών: τα πρωτογενή από δυο περιόδους μετρήσεων το Σεπτέμβρη του 2011 και τον Σεπτέμβρη-Οκτώβρη του 2012 όπου το δίκτυο των μόνιμων σταθμών πυκνώνεται τοπικά με 19 μη μόνιμους σταθμούς, για τον προσδιορισμό των πιθανών μετατοπίσεων των κορυφών σε αυτό το διάστημα, και οι ημερήσιες επιλύσεις του ΚΔΔ για το διάστημα από 17/9/2011 έως 5/10/2012 που χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό γραμμικών ταχυτήτων των μόνιμων σταθμών. Όλα τα αποτελέσματα εντάσσονται στο σύστημα αναφοράς IGS08 με την χρήση δεδομένων από ευρωπαϊκούς μόνιμους σταθμούς GPS της IGS στην επεξεργασία. Παράλληλα με τις επεξεργασίες, τα πειράματα και τις συγκρίσεις αποτελεσμάτων, διερευνώνται και οι δυνατότητες του πακέτου επεξεργασίας Gamit/Globk και οι επιλογές που παρέχει, με την ανάλυση του τρόπου λειτουργίας του, των αλγορίθμων και των γενικότερων μεθόδων επεξεργασίας που χρησιμοποιεί.

In the past 20 years, permanent GPS networks have widely expanded in continental and global scale. In addition with the improvement of data processing, high precision geodetic information is feasible. The latter is used as a tool for monitoring geodynamic phenomena, especially for crustal deformation. The Hellenic region is located in the collision zone between the Eurasian and African plates and therefore shows intense tectonic activity. The southern Aegean volcanic arc is of special interest for its seismic and its active volcanoes' activity. One of those active volcanoes is the one of Santorini, which is of particular interest for geophysicists, as it has been giving explosions until very recently (1950), while it is one of the few Caldera-type volcanoes globally whose activity is well documented since the ancient years. There are 10 permanent GPS stations installed in Santorini's island complex since 2011. Since January 2011, unusual volcanic activity is observed, which seems to weaken in the spring of 2012, and deforms the island complexes' area in the meantime, and becomes perceptible mostly through the permanent GPS stations' position displacement. The objective of this thesis is the processing of the Santorini network data using the GPS analysis software Gamit/Globk (Release 10.4) and the comparison of the results with those derived by the processing at Dionysos Satellite Observatory of NTUA, using Bernese GPS data processing software (version 5.0). Data used are of two kinds: raw, from two periods of measurements, in September 2011 and September-October 2012, when the permanent station network is densified with 19 nonpermanent stations, for the determination of possible displacements in the meantime, and the permanent network daily solution files derived by DSO for the period from 17 September 2011 to 5 October 2012 used for calculating linear velocities of permanent stations. All the results are referred to the IGS08 reference system by using European IGS stations in the network processing. Along with the processing, the experiments and the results comparison, the capabilities and options provided by Gamit/Globk software package are investigated, by analyzing its functions, its algorithms and its general methods of processing.