plus
reset
minus
plus
minus
تاریخ انتشارچهارشنبه ۱۷ شهريور ۱۴۰۰ ساعت ۱۴:۰۲
کد مطلب : ۴۶۱۷

تأثیر ترکیب منظومه‌های ماهواره‌ای مختلف بر شبیه‌سازی میدان ثقل زمین

مهندس غلامرضا کریم‌زاده، اداره کل ژئودزی و نقشه‌برداری زمینی
تأثیر ترکیب منظومه‌های ماهواره‌ای مختلف بر شبیه‌سازی میدان ثقل زمین
plusresetminus
تأثیر ترکیب منظومه‌های ماهواره‌ای مختلف بر شبیه‌سازی میدان ثقل زمین 

شبیه‌سازی میدان ثقل زمین و آگاهی از تغییرات زمانی و مکانی آن برای درک انتقال و جابجائی (در مقیاس‌های بزرگ) جرم در رو و زیر سطح زمین بسیار حائز اهمیت است. میدان ثقل به طور معمول بر اساس مدارهای کینماتیکی ماهواره‌ای مدل‌سازی می‌شود. در دهه گذشته‌، تکنیک‌های متعددی در زمینۀ بکارگیری مدارهای کینماتیکی برای مدل‌سازی میدان ثقل توسعه یافته‌اند، که به عنوان نمونه می‌توان به استفاده از روش "شتاب متوسط" در مدل‌سازی میدان ثقل اشاره کرد. 
اما آنچه در این یادداشت مورد توجه و تأکید قرار می‌گیرد تأثیر ترکیب منظومه‌های مداری مختلف زوج ماهواره‌های گریس (Gravity Recovery And Climate Experiment - GRACE) بر مدل‌سازی میدان ثقل زمین است. در واقع، اثرات و نتایج ترکیب منظومه‌های ماهواره‌ای با زوایای میل مداری متفاوت در شبیه‌سازی میدان ثقل زمین مورد ملاحظه قرار می‌گیرند. از این رو، ابتدا لازم است تعریفی از زاویه میل مداری به اختصار ارائه گردد. زاویه میل مداری، زاویه بین صفحه مدار ماهواره و صفحه استوا است. در زاویه میل مداری صفر درجه، ماهواره درست بالای خط استوا قرار دارد، در زاویه 90 درجه ماهواره درست از بالای قطب می‌گذرد و در 180 درجه نیز بالای خط استوا در خلاف جهت چرخش زمین گردش می‌کند.
در مطالعه‌ای که تحت عنوان "شبیه‌سازی میدان ثقل زمین با استفاده از منظومه ماهواره‌ای با پیکربندی زاویۀ میل مداری مختلف" انجام شد و در اوت 2021 در نشریه Geodesy and Geodynamics منتشر گردید، دو منظومۀ ماهواره‌ای گریس با زوایای میل مداری مختلف، یکی در زاویه مداری نزدیک مدار قطبی مانند 89 درجه و دیگری تحت زاویه مداری متوسط تا کم برای مثال 74 درجه، با هم ترکیب شدند. منظومه‌های انتخاب شده در این مطالعه، دارای ارتفاع مداری 350 کیلومتر و فاصله بین ماهواره‌ای 100 کیلومتر بوده‌اند. در این پژوهش، بر اساس پیکربندی منظومۀ ماهواره‌ای گریس(GRACE) با دو زوایۀ میل مداری مختلف و همچنین بر پایۀ نظریۀ چرخۀ مدار تکراری، در خصوص روش‌های انتخاب زوایای میل مداری متوسط ​​تا کم برای میدان‌های ثقل جهانی و محلی بحث و بررسی گردید و همچنین با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک، اثرات این نوع پیکربندی روی وارون‌سازی میدان ثقل به صورت مقایسه‌ای تحلیل شد. برای تأیید اثرات منظومه ماهواره‌ای با پیکربندی‌های متفاوت‌ روی وارون‌سازی میدان ثقل زمین، سه حالت مورد مقایسه قرار گرفت. در حالت نخست، یک جفت ماهواره گریس در زاویه میل مداری 89 درجه برای شبیه‌سازی وارون میدان ثقل 30 روزه انتخاب شد. در حالت دوم یک جفت ماهواره در زاویه میل مداری 89 درجه برای شبیه‌سازی میدان ثقل 15 روزه در نظر گرفته شد و در حالت آخر دو جفت ماهواره گریس به صورت یک جفت در زاویه میل مداری 89 درجه و دیگری در زاویه 74 درجه، برای شبیه‌سازی وارون میدان ثقل 15 روزه مورد مطالعه قرار گرفت.
نتایج شبیه‌سازی و تحلیل در این مطاله نشان داد که استفاده از منظومه‌های ماهواره‌ای با ترکیبی از زوایای میل مداری مختلف، دقت شبیه‌سازی میدان ثقل نسبت به منظومه‌ای با یک زاویه میل مداری را تا 34 درصد بهبود می‌بخشد. گنجاندن مشاهدات چند - جهته نیز می‌تواند دقت مکانی - زمانی مأموریت‌های ماهواره‌ای را ارتقا بخشد و راه حل‌های میدان ثقل را با حساسیت ایزوتروپیک بالاتری ارائه دهد. علاوه بر این‌، انتخاب مقدارِ بهینه برای زاویۀ میل مداری کم، تأثیر مثبت قابل توجهی بر شبیه‌سازی میدان ثقل دارد. مقدار این زاویه باید با توجه به پارامترهائی مانند چرخۀ مدار تکراری (یا همان رد زمینی تکراری)، منطقه مورد مطالعه و نیز اهداف تحقیق انتخاب ‌شود. از آن‌جائی که دقت مکانی مدل‌سازی میدان ثقل نسبت به چرخۀ مدار تکراری به شدت حساس است، بنا بر این زاویه میل مداری کم باید با توجه به مدار تکراری که گردش‌های بیشتری دارد انتخاب شود.



منابع:
 
https://www.ncc.gov.ir/vdcj.vexfuqemasfzu.html
ncc.gov.ir/vdcj.vexfuqemasfzu.html
ارسال نظر
نام شما
آدرس ايميل شما
کد امنيتی