Μελέτη των μετακινήσεων του γήινου φλοιού στον ελλαδικό χώρο με ανάλυση δορυφορικών δεδομένων GNSS

Abstract

The goal of this thesis is the analysis of the earth's crust displacements in Greece, using recent continuous data of almost perfectly distributed permanent GPS stations, established in Greece since 2007. A network of 122 GPS stations was processed and adjusted using the Bernese GPS software v5.0, where the most rigorous methods have been used for data processing. Various strategies and mathematic models were applied for the estimation of displacements for GPS permanent stations. Besides Bernese v5.0 software, a new one software package, created by the author (H&D MOGS), was used for specific processes, such as the estimation of the displacements considering non linear mathematical models. The comparison of different models and strategies, in relation to the time interval of GPS data, resulted in significant conclusions with respect to the accuracy of the estimated displacements. The last part of this thesis is dedicated to the creation of a new velocity model for Greece. The estimated velocity model takes into account a proper division of Greece in homogeneous velocity areas, by means of the Euler's Pole model and Least Squares Collocation.

Σκοπός της παρούσας διατριβής είναι να εκμεταλλευτεί τα δορυφορικά δεδομένα των μόνιμων σταθμών που έχουν εγκατασταθεί στην Ελλάδα από το 2007 και να μελετήσει τις μετακινήσεις του ελληνικού γήινου φλοιού. Για το σκοπό αυτό δημιουργήθηκε ένα δίκτυο αποτελούμενο από 122 σταθμούς GPS, 105 εκ των οποίων βρίσκονται κατανεμημένοι σε όλη την Ελλάδα. Η επεξεργασία των δορυφορικών δεδομένων υλοποιήθηκε με τη βοήθεια του λογισμικού Bernese v5.0. Στη συνέχεια εφαρμόστηκαν διαφορετικές στρατηγικές και μαθηματικά μοντέλα για την εκτίμηση των μετακινήσεων των μόνιμων σταθμών GPS είτε με τη βοήθεια του λογισμικού Bernese v5.0 είτε μέσω του νέου λογισμικού H&D MOGS, το οποίο δημιουργήθηκε από το συγγραφέα της παρούσας διατριβής. Για παράδειγμα η εκτίμηση των μετακινήσεων έγινε είτε για κάθε ένα σταθμό ξεχωριστά εφαρμόζοντας γραμμικά και διευρυμένα μοντέλα μετακίνησης, είτε συνολικά ως δίκτυο. Οι συγκρίσεις μεταξύ των στρατηγικών σε σχέση με τα μαθηματικά μοντέλα και το χρονικό διάστημα των δεδομένων καταλήγουν σε πολύ σημαντικά συμπεράσματα ως προς την εσωτερική και εξωτερική ακρίβεια (αξιοπιστία) εκτίμησης των μετακινήσεων. Ακόμη ελέγχονται οι επιδράσεις στην εκτίμηση των μετακινήσεων του γήινου φλοιού που προέρχονται από τους διάφορους τρόπους επεξεργασίας των διαχρονικών δορυφορικών δεδομένων. Από την ανάλυση των διαχρονικών παρατηρήσεων προκύπτουν οι εκτιμήσεις των ταχυτήτων μετακίνησης, οι οποίες επιβεβαιώνουν παλαιότερες μελέτες αλλά και παρέχουν νέα σημαντικά αποτελέσματα για τον τρόπο μετακίνησης του γήινου φλοιού κυρίως στη Βόρεια Ελλάδα και τα νησιά των Κυκλάδων. Το τελευταίο κομμάτι της διατριβής ασχολείται με την εύρεση των επιμέρους περιοχών στην Ελλάδα που μετακινούνται σύμφωνα με το μοντέλο του πόλου του Euler. Στόχος αυτής της διαδικασίας είναι να χωριστεί ο ελληνικός γήινος φλοιός σε περιοχές ομοιογενούς μετακίνησης. Επιπλέον η εφαρμογή της μεθόδου της σημειακής προσαρμογής για τις οριζόντιες μετακινήσεις, είχε ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός νέου κινηματικού μοντέλου για το σύνολο του ελληνικού γήινου φλοιού.