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Détermination des paramètres de rotation de Mars à partir de mesures de poursuite Doppler : Théorie et SimulationsYseboodt, Marie 16 December 2003 (has links)
L'expérience NEIGE (NEtlander Ionosphere and Geodesy Experiment)
permettra d'obtenir des informations sur la structure interne de la planète Mars
ainsi que sur son atmosphère grâce à l'observation de ses paramètres de rotation
(précession, nutation, longueur du jour, mouvement du pôle).
Pour quantifier la précision sur ces paramètres grâce à NEIGE,
une formulation analytique de l'observable Doppler entre les landers
et un orbiteur a été développée, basée sur une orbite Keplerienne précessante
sous l'effet de l'aplatissement de la planète et sur un développement au premier
ordre en série de Taylor par rapport aux petits paramètres caractérisant les variations
de l'orientation de Mars.
Cette formulation permet de comprendre simplement le jeu relatif des différents
paramètres et permet également de modéliser leurs corrélations.
Dans les conditions nominales de l'expérience, les paramètres liés au mouvement
du pôle et aux variations saisonnières de l'angle de rotation sont
retrouvés avec une précision meilleure que 3 milli-secondes d'arcs.
L'incertitude sur le taux de précession ainsi que sur les paramètres liés
à l'exitence d'un possible noyau liquide visible dans l'observable Doppler
grâce à une amplification (résonance) des nutations, a également été étudiée.
Nous montrons qu'à partir des mesures NEIGE, il sera possible de déduire des
informations sur la structure interne de Mars, comme l'état liquide ou solide
du noyau, son moment d'inertie et son aplatissement.
D'autres paramètres ont été pris en compte dans notre étude,
notamment les positions des landers, les éléments orbitaux du satellite
et les amplitudes des variations du terme d'aplatissement.
La modélisation utilisée permet de tester différentes configurations de mission
comme le changement d'orbites, de position et nombre de landers ou l'influence du
bruit de mesures, afin d'identifier les conditions
minimisant les incertitudes sur les paramètres de rotation.
Les incertitudes obtenues grâce aux simulations
numériques réalisées avec un logiciel d'orbitographie
développé par le CNES et celles obtenues par la méthode analytique sont cohérentes.
En comparant ces résultats avec ceux des observables Range et Doppler lander-Terre
(représentant les mesures réalisées pendant les missions Viking et Pathfinder),
on remarque
que l'observable Dopple lander-orbiteur est plus efficace pour détecter de petits
mouvements en surface grâce à l'effet amplificateur du Doppler quand la distance
entre l'observateur et le lander est petite.
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Simulationen hydrologischer Massenvariationen und deren Einfluss auf die Erdrotation / Simulations of hydrologigical mass variations and their influence on the Earth's rotationWalter, Claudia 19 March 2008 (has links) (PDF)
Die gestiegene Messgenauigkeit der Erdrotationsparameter ermöglicht inzwischen eine Berücksichtigung von Sekundäreffekten, wie Einflüssen hydrologischer Massenvariationen. Variationen der Erdrotation durch hydrologische Massenvariationen sind bisher weniger gut als atmosphärische und ozeanische Beiträge erforscht. Zur Interpretation, Analyse und Zuordnung von Signalen in den Erdrotationsparamtern wurden mit einem Landoberflächenschema und einem lateralen Abflussmodell langjährige hydrologische Simulationen unter Antrieb aus verschiedenen globalen Atmosphärenmodellen durchgeführt. Diese Simulationen erlaubten die Durchführung von Sensitivitätsstudien über die Abhängigkeit simulierter hydrologischer Beiträge zur Erdrotation von den atmosphärischen Antrieben und der Modellphysik. Alle relevanten hydrologischen Größen wurden auf Plausibilität mit Beobachtungsdaten oder anderen Simulationsergebnissen validiert. Neben dem Beitrag der vertikalen Wasserbilanz wurde auch der Beitrag des lateralen Wassertransportes auf die Erdrotation explizit untersucht. Erstmalig konnte der hydrologische Bewegungsterm quantifiziert werden. Die simulierten hydrologischen Drehimpulsfunktionen wurden schließlich im Kontext des globalen Wasserkreislaufes den beobachteten Erdrotationsparametern gegenübergestellt. Es ergab sich eine besonders gute Übereinstimmung für die hydrologische [chi2]-Komponente mit Residuen aus Beobachtungen und simulierten atmosphärischen und ozeanischen Variationen der Erdrotation. / The increasing accuracy of observation of the Earth's rotation allows the consideration of so called secondary effects like the influence of hydrological mass redistributions. Variations of the Earth's rotation due to hydrological influences are yet less investigated than atmospheric and oceanic contributions. In order to analyse, interprete and associate signals in the parameters of the Earth's rotation, longtime hydrologic simulations were performed by forcing a land-surface scheme and a lateral discharge model with data of various global atmospheric models. By these simulations, the dependency of simulated hydrologic contributions to the variations of the Earth's rotation on atmospheric forcing and on the model physics was studied. All relevant hydrologic quantities were validated against observed or modelled values to evaluate their plausibility. In addition to the contribution of the vertical water balance to the variations of the Earth's rotation also the contribution of lateral water transport was explicitely investigated. For the first time the hydrologic motion term was quantified. Eventually, the simulated hydrological angular momentum functions were compared in the context of the global water cycle against observed parameters of the Earth's rotation. The hydrological component of [chi2] did show a very good agreement with residuals of observations and simulated atmospheric and oceanic variations of the Earth's rotation.
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Simulationen hydrologischer Massenvariationen und deren Einfluss auf die ErdrotationWalter, Claudia 29 November 2007 (has links)
Die gestiegene Messgenauigkeit der Erdrotationsparameter ermöglicht inzwischen eine Berücksichtigung von Sekundäreffekten, wie Einflüssen hydrologischer Massenvariationen. Variationen der Erdrotation durch hydrologische Massenvariationen sind bisher weniger gut als atmosphärische und ozeanische Beiträge erforscht. Zur Interpretation, Analyse und Zuordnung von Signalen in den Erdrotationsparamtern wurden mit einem Landoberflächenschema und einem lateralen Abflussmodell langjährige hydrologische Simulationen unter Antrieb aus verschiedenen globalen Atmosphärenmodellen durchgeführt. Diese Simulationen erlaubten die Durchführung von Sensitivitätsstudien über die Abhängigkeit simulierter hydrologischer Beiträge zur Erdrotation von den atmosphärischen Antrieben und der Modellphysik. Alle relevanten hydrologischen Größen wurden auf Plausibilität mit Beobachtungsdaten oder anderen Simulationsergebnissen validiert. Neben dem Beitrag der vertikalen Wasserbilanz wurde auch der Beitrag des lateralen Wassertransportes auf die Erdrotation explizit untersucht. Erstmalig konnte der hydrologische Bewegungsterm quantifiziert werden. Die simulierten hydrologischen Drehimpulsfunktionen wurden schließlich im Kontext des globalen Wasserkreislaufes den beobachteten Erdrotationsparametern gegenübergestellt. Es ergab sich eine besonders gute Übereinstimmung für die hydrologische [chi2]-Komponente mit Residuen aus Beobachtungen und simulierten atmosphärischen und ozeanischen Variationen der Erdrotation. / The increasing accuracy of observation of the Earth's rotation allows the consideration of so called secondary effects like the influence of hydrological mass redistributions. Variations of the Earth's rotation due to hydrological influences are yet less investigated than atmospheric and oceanic contributions. In order to analyse, interprete and associate signals in the parameters of the Earth's rotation, longtime hydrologic simulations were performed by forcing a land-surface scheme and a lateral discharge model with data of various global atmospheric models. By these simulations, the dependency of simulated hydrologic contributions to the variations of the Earth's rotation on atmospheric forcing and on the model physics was studied. All relevant hydrologic quantities were validated against observed or modelled values to evaluate their plausibility. In addition to the contribution of the vertical water balance to the variations of the Earth's rotation also the contribution of lateral water transport was explicitely investigated. For the first time the hydrologic motion term was quantified. Eventually, the simulated hydrological angular momentum functions were compared in the context of the global water cycle against observed parameters of the Earth's rotation. The hydrological component of [chi2] did show a very good agreement with residuals of observations and simulated atmospheric and oceanic variations of the Earth's rotation.
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Earth Rotation and Deformation Signals Caused by Deep Earth ProcessesWatkins, Andrew 29 November 2017 (has links)
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