Neue Untersuchungen zu Twangs in den Akzelerometerdaten von GRACE

Nadja Peterseim1, Anja Schlicht2

Geodätische Woche 2010 – Köln

5. – 7. Oktober 2010

1 Institut für astronomische und physikalische Geodäsie, TU München2 Forschungseinrichtung für Satellitengeodäsie, TU München

Einleitung

Geodätische Woche 2010 -- Köln

• Lotse-CHAMP/GRACE• Projekt “IMPALA”

• Improved Acceleration Modeling and Level 1 Processing Alternative for GRACE

• Analyse der Akzelerometerdaten von GRACE• Identifikation von Spikes• Falls möglich Modellierung der Spikes• Benutzung der Modellierungen für Reduktionen/ Korrektionen• Erstellen von Zeitreihen für Reduktionen und Level 1 Prozessierung• Überprüfung des Einflusses auf das mit GRACE bestimmte Schwerefeld

Twangs in den Akzelerometerdaten

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Identifikation von Twangs

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• Basis: 10 Hz Level 1a Akzelerometerdaten• Twangs sind signifikante Ausreißer in den Akzelerometerdaten, in ihrer

Größe, Heftig- und Plötzlichkeit unübertroffen• Amplitude bis zu 50 µm/s² in der Radialkomponente• Periodendauer zwischen 0.20 und 0.26s

• Identifikation in den Daten:• 2 direkt aufeinanderfolgende 10-Sekundenintervalle• Quotientenbildung der RMS-Werte beider Intervalle

• Wenn Quotient > 1.4 => Twang identifiziert

• Abgriff der Zeit• Verschiebung der Intervalle sekundenweise

4.11

2 RMS

RMS

Räumliche Verteilung (1)

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Räumliche Verteilung (2)

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Räumliche Verteilung (3)

• Räumliche Verteilung über die Zeit inkonsitent• GRACE A und B haben oft entgegengerichtete “Twangvorzeichen”• GRACE A hat signifikant mehr Twangs im selben Zeitraum vgl. mit B

Zeitliche Variationen (1)

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Nummern geben Lokalzeit an

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Zeitliche Variationen (2)

• Entstehung zwischen 19-20 Uhr lokaler Uhrzeit• Maximum zwischen 20 und 22 Uhr lokaler Uhrzeit• Erkennbar bis gegen Mitternacht lokaler Uhrzeit

Einleitung

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Zeitliche Variationen (3)

Diskussion & Ausblick (1)

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• Erkennbare Korrelation mit der Radialkomponente des Magnetfeldes• Kein Anzeichen für einen Einfluss der Magnetic Torquers• Ist bislang nur im Norden eindeutig erkennbar

• Einfluss der Jahreszeit oder des Orbits?• Globale Twangverteilung verändert sich nicht nur tageszeitlich,

sondern auch über längere Zeiträume• Jahreszeitlicher Einfluss könnte die Ursache sein, aber• Orbit verschiebt sich um ca. 4min 30sek bzgl. lokaler Uhrzeit – ca. 322

Tage damit der Orbit alle 24 Stunden LT abdeckt (Ascending/ Descending berücksichtigt)• Erfordert sehr viele Daten!!• Ungeklärt, inwiefern auf- und absteigenden Orbits Einfluss auf die

Twangverteilung nehmen können

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Diskussion & Ausblick (2)

• Weitere Vermutung -> Elektronendichte• Variiert mit lokaler Uhrzeit• Ist für Polregionen interessant• Abgleich mit NOAA Daten

• Eventuell könnte auch der tageszeitliche Verlauf der Ionosphäre ein Einfluss haben

• Es gibt noch viele Strukturen, die noch nicht zugeordnet werden können• Langfristige Planung: Identifizierung v. Twangtypen, evtl. Modellierung

und anschließende Reduzierung (-> Auswirkung auf das Schwerefeld?)