{"id":946,"date":"2016-09-21T20:00:47","date_gmt":"2016-09-21T18:00:47","guid":{"rendered":"http:\/\/morony.pl\/?p=946"},"modified":"2016-09-20T22:28:01","modified_gmt":"2016-09-20T20:28:01","slug":"wplyw-sezonowych-zmian-w-jonosferze-na-pomiary-gps","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/morony.pl\/?p=946","title":{"rendered":"Wp\u0142yw sezonowych zmian w jonosferze na pomiary GPS"},"content":{"rendered":"

Od czterech lat bior\u0119 udzia\u0142 w pasywnym eksperymencie sejsmicznym “13BB star”. B\u0119d\u0119 na ten temat pisa\u0142 jeszcze wiele razy, ale musz\u0119 tutaj zrobi\u0107 dwa zdania wst\u0119pu. Celem eksperymentu jest rejestracja naturalnych zjawisk sejsmicznych, co pozwala na okre\u015blanie g\u0142\u0119bokich struktur w Ziemi. W ramach eksperymentu na pomorzu pracowa\u0142o 13 samodzielnych stacji poukrywanych g\u0142\u0119boko w lasach. Ka\u017cda ze stacji wyposa\u017cona by\u0142a w odbiornik GPS, kt\u00f3rych celem by\u0142o dostarczanie bardzo precyzyjnych informacji o czasie. Gdzie\u015b na boku i przy okazji raz na godzin\u0119 ka\u017cda stacja zapisywa\u0142a pozycj\u0119 wed\u0142ug gps: d\u0142ugo\u015b\u0107 i szeroko\u015b\u0107 geograficzn\u0105 oraz wysoko\u015b\u0107 n.p.m. <\/p>\n

Kt\u00f3rego\u015b dnia postanowi\u0142em wczyta\u0107 do matlaba te dane dla jednej ze stacji. Gdy narysowa\u0142em wykres zale\u017cno\u015bci mierzonej wysoko\u015bci n.p.m. od czasu zainteresowa\u0142a mnie ma\u0142o widoczna zmiana sezonowa. Zupe\u0142nie nie dziwi rozrzut pomiar\u00f3w o +- 10 metr\u00f3w, bo pomiary “cywilnym” (jako przeciwie\u0144stwo do geodezyjnego) GPS s\u0105 obarczone mniej wi\u0119cej takim b\u0142\u0119dem. Zaciekawi\u0142o mnie sezonowe przesuni\u0119cie pomiar\u00f3w, kt\u00f3re jest bardzo dobrze widoczne po narysowaniu tygodniowej \u015bredniej krocz\u0105cej:
\n

\"out_13bb_gps_001\"<\/a><\/center><\/p>\n

Sprawdzi\u0142em od razu czy podobny efekt wida\u0107 na pozosta\u0142ych stacjach:
\n

\"out_13bb_gps_002\"<\/a><\/center><\/p>\n

Jeszcze ciekawej sprawa wygl\u0105da gdy por\u00f3wna si\u0119 \u015brednie krocz\u0105ce dla wszystkich stacji poprzez odj\u0119cie \u015bredniej z ca\u0142ego okresu. Poni\u017cej \u015brednie 7-dniowe:
\n

\"out_13bb_gps_003_7\"<\/a><\/center><\/p>\n

30-dniowe:
\n

\"out_13bb_gps_003_30\"<\/a><\/center><\/p>\n

i 60-dniowe:
\n

\"out_13bb_gps_003_60\"<\/a><\/center><\/p>\n

Na powy\u017cszych wykresach wida\u0107 wyra\u017an\u0105 sezonowo\u015b\u0107 zmian. Poprosi\u0142em o komentarz specjalist\u0119 od pomiar\u00f3w referencyjnych GPS: “jonosfera, standard, nuda”. Natomiast dla mnie ciekawe jest, \u017ce skoro efekt jest tak dobrze znany i tak powtarzalny, czemu nie zosta\u0142a wprowadzona na to poprawka. To w\u0142a\u015bnie dynamika zmian jonosfery powoduje, \u017ce cywilne GPS maj\u0105 ograniczon\u0105 dok\u0142adno\u015b\u0107. Sprz\u0119t geodezyjny wykorzystuje stacje permanentne, dzi\u0119ki kt\u00f3rym mo\u017cna okre\u015bli wp\u0142yw jonosfery na pomiar w danym momencie (stacja permanentna si\u0119 nie rusza, wi\u0119c odchylenie pomiaru wynika w\u0142a\u015bnie ze zmian w jonosferze). Takich szybkich lokalnych zmian nie da si\u0119 przewidzie\u0107, ale zmiany mi\u0119dzy latem a zim\u0105 wydaj\u0105 si\u0119 ca\u0142kowicie powtarzalne i oczywiste. <\/p>\n

Gdyby kto\u015b by\u0142 zainteresowany kodem u\u017cytym do wygenerowania 3 dolnych rysunk\u00f3w:<\/p>\n

%% 7 dni\r\nclf; hold on\r\nfiles = dir('*.gps');\r\n\r\ncolors = lines(length(files));\r\n\r\nfor fi = 1:length(files)\r\n\tX = load(files(fi).name);\r\n\tD = X(:,1) - circshift(X(:,1),[1 0]); \r\n\tidx = [1; find(D>1); length(X(:,1))]; % Szukanie przerw w danych wi\u0119kszych ni\u017c 1 dzie\u0144\r\n\tX(X(:,4)>500,4)=NaN; \r\n\tX(X(:,4)<50,4)=NaN; % Usuwanie pomiar\u00f3w \"od czapy\"\r\n\tfor a = 1:length(idx)-1\r\n\t\ti = idx(a):idx(a+1)-1;\r\n\t\ti(isnan(X(i,4)))=[];\r\n\t\tf = nanmean(X(:,4)); % \u015arednia dla ca\u0142ego okresu\r\n\t\tif length(i) > 7*24 % Badamy tylko fragmenty o d\u0142ugo\u015bci > 7 dni\r\n\t\t\t% Obliczenie i narysowanie \u015bredniej krocz\u0105cej przesuni\u0119tej o \u015bredni\u0105 globaln\u0105\r\n\t\t\tplot(X(i,1), tsmovavg(X(i,4),'s',7*24,1)-f, 'Color', colors(fi,:), 'LineWidth',3)\r\n\t\tend\r\n\tend\r\nend\r\n\r\n\r\n% Rysowanie i podzia\u0142 rysunku na pory roku\r\n\r\naxis([datenum(2013,09,01) datenum(2016,07,31), -6 4])\r\npory = [datenum(2013,09,22) datenum(2013,12,21) datenum(2014,03,20) datenum(2014,06,21) datenum(2014,09,23)  datenum(2014,12,21) datenum(2015,03,20) datenum(2015,06,21) datenum(2015,09,23) datenum(2015,12,22)  datenum(2016,03,20) datenum(2016,06,20) datenum(2016,09,22)];\r\n\r\nnames = {'Wiosna', 'Lato', 'Jesien', 'Zima'};\r\nfor a = 1:length(pory)-1\r\n\ttext(mean(pory(a:a+1)),3.5,names{rem(a+1,4)+1},'HorizontalAlignment', 'Center', 'FontSize', 15);\r\n\tplot([pory(a) pory(a)], [-10 10],'k--')\r\nend\r\n\r\nset(gca,'xTick', pory)\r\n\r\ndatetick('x','YYYY-mm-dd','keepticks')\r\n\r\nhgexport(gcf, '13BB_GPS_003_7.png', hgexport('factorystyle'), 'Format', 'png', 'resolution', 300, 'Width', 40, 'Height', 10);\r\n<\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Od czterech lat bior\u0119 udzia\u0142 w pasywnym eksperymencie sejsmicznym “13BB star”. B\u0119d\u0119 na ten temat pisa\u0142 jeszcze wiele razy, ale musz\u0119 tutaj zrobi\u0107 dwa zdania wst\u0119pu. Celem eksperymentu jest rejestracja naturalnych zjawisk sejsmicznych, co pozwala na okre\u015blanie g\u0142\u0119bokich struktur w Ziemi. W ramach eksperymentu na pomorzu pracowa\u0142o 13 samodzielnych stacji poukrywanych g\u0142\u0119boko w lasach. Ka\u017cda […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/946"}],"collection":[{"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=946"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/946\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":958,"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/946\/revisions\/958"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=946"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=946"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/morony.pl\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=946"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}