ITRF hız alanı ve göreli hız referans sistemlerine bakış

Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı (TUTGA-99A) tanımı ve yaşatılması, nokta koordinatları ile birlikte bu koordinatların belirli bir zaman aralığına (inter-sismik) ve belirli bir epoğa (ko-sismik) bağlı bileşenler olarak ayrılan zamana bağlı değişimlerinin de belirlenmesini zorunlu kılmaktadır. Bu etkilerin belirlenmesinde kuşkusuz en önemli role sahip nokta hızları aynı zamanda koordinat yayın epoğundan itibaren nokta koordinatlarını da değiştirmektedir. Bu anlamda göreli hız referans sistemlerinin anlaşılması ve uygulanması bir çok açıdan önemlidir. Bunlar; 1) TUTGA'nın dayandığı ITRF96 (International Terrestrial Reference Frame-1996) global nokta hızlarının aslında göreli bir hız referans sisteminde (sıfır-net-dönüklüklü, no-net rotation) tanımlı olması, 2) komşu noktaların hızları arasında, global bir referans sisteminde tespit edilmesi nispeten zor uyumsuzlukların göreli hız referans sistemlerinde açık olarak görülmesi, 3) komşu noktalar arasındaki olası hız uyumsuzluklarının ölçü ve değerlendirme hatalarından kaynaklanmadığının ancak göreli hız referans sistemlerindeki katı blok ve plaka dönmeleri ile anlaşılabilmesi, 4) inter-sismik ve kosismik etkilerin, tektonik yapıyı dikkate alan göreli bir hız referans sisteminde değerlendirilmesinin daha anlamlı olması ve 5) göreli hız referans sistemlerindeki çözümlerin özellikle TUTGA nokta hızlarının interpolasyon ve gridlenmesinde çok önemli olan fay hatları hakkında bilgi veren plaka ve katı blok dönüklüklerini ortaya çıkarmasıdır. Bu çalışmada Türkiye gibi birden fazla ana plaka üzerinde bulunan ve birçok iç katı blok dönmelerine sahip bir coğrafyada, plaka ve blok dönmelerinin hesaplanması, göreli hız referans sistemlerinin oluşturulması ve bu tür bir yaklaşımın kampanya bazlı çalışmalarda kullanılacak global noktaların seçimi ve değerlendirme stratejisi üzerindeki etkisi ele alınmıştır.

ITRF velocity field and a look at relative velocity reference frames

Definition of Turkish National Fundamental GPS Network (TFGN-99A) requires supplying site coordinates along with the time-dependent variations of sites coordinates, which might be decomposed into interval-dependent (interseismic) and epoch-dependent (coseismic) components. Having the biggest part in determining these changes, velocities also change the site coordinates in a cumulative manner down from the epoch of published coordinates. In this sense, the concept and application of relative velocity reference frames gain importance in many aspects : 1) ITRF96 which TFGN-99A is based on, itself is defined in a relative velocity reference frame (with respect to no-net-rotation), 2) relative velocity reference frame solutions reveals the possible inconsistencies of velocities between neighboring sites which is hardly detectable, 3). local rigid body rotations determined in a relative velocity reference frame can explain velocity inconsistencies of neighboring sites which might otherwise be regarded as outliers, 4) evaluation of inter-seismic and co-seismic effects in an appropriate relative velocity reference frame of tectonic setting is more significant and 5) rigid plate and block rotations determined in a relative velocity reference frames expose the fault lines which are very important in the interpolation and gridding schema of TFGN site velocities. In this study the effects of rigid block/plate rotations for a region like Turkey, spreading over a few tectonic plates and having several block rotations, the need for modification of site selection schema and campaign data processing are put under discussion together with computation procedure of Euler parameters and forming relative reference frames.

Kaynakça

/1/ Aktuğ, B. : Anadolu Plakası Euler Parametrelerinin Jeolojik ve Jeodezik Verilerden Elde Edilmesi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Jeodinamik Dersi Araştırma Çalışması, 1997, Ankara (yayınlanmadı).

/2/Altamimi, Z., Sillard, P.,Boucher, C. : ITRF2000: A New Release of the International Terrestrial Reference Frame for Earth Science Applications, Geophysical Research Letters, Vol.107, No.BlO, pp.2214, 2002.

/3/Altamimi, Z., Sillard, P.,Boucher, C. : Review and Progress of the ITRF Datum Definition, AGU Boucher, C. Fall Meeting 2001, 10-14 Aralık, San Francisco, 2001.

/4/ Altamimi, Z., Sillard, P.,Boucher, C. : The Impact of A No-Net Rotation Condition on Boucher,C. ITRF2000, Geophysical Research Letters, Vol. 30, No. 2, 1064, 2003.

/5/ Argus, D.F.,Gordon,R.G : No-Net Rotation Model of Current Plate Velocities Incorporating Plate Motion Model Nuvel, GeophysicalResearch Letters, Vol. 18,No.ll, pp.2039-2042, Nov.,1991.

/6/ Ayhan, M.E. : Kişisel Görüşmeler.

/7/Ayhan, M.E., C. Demir ,0.Lenk,, A. Kılıçoğlu,B.Aktuğ , M.Açıkgöz,O.Fırat, Y.S.Şengün, O.Fırat, Y.S.Şengün,A.Cingöz, M.A. Gürdal,A İ.Kurt, M.Ocak A.Türkezer, H. Yıldız, N. Bayazıt, M. Ata, Y. Çağlar, A.Özerkan : Türkiye Ulusal Temel GPS Ağı-1999A (TUTGA-99A), Harita Dergisi Özel Sayı, No. 16, Ankara, Mayıs, 2002.

/8/ Borre K., Strang G. : Linear Algebra, Geodesy and GPS, Wellesley-Cambridge Press, Wellesley, 1997.

/9/ Boucher, C, Altamimi, Z. : ITRF and its relationship to GPS, GPS World, Volume 7,Number 9, September 1996.

/10/ Calais, E., Amarjargal,S.,: New Constraints on current deformation in Asia from continuous GPS measurements at Ulan Baatar, Mongolia, Geophysical Research Letters, Vol.27, No.10, pp.1527-1530, May,2000.

/11/Cox, A., Hart, R.B. : Plate Tectonics: How it works, Blackwell Scientific Publications, 1986.

/12/ DeMets, C, Gordon,R.G.,Argus, D.F., Stein,S : Effects of Recent Revisions to the Geomagnetic Reversal Time Scale on Estimates of Current Plate Motions, Geophysical Research Letters, Vol.21, No.20, pp.2191-2194,Oct,1994.

/13/ Deutches Geodatishes Forschungsinstitute : http://dgfi2.dgfi.badw-muenchen.de, Şubat, 2003.

/14/ Drewes, H., Angermann, D : The Actual Kinematic and Crustal Deformation Model. 2000 (APKIM2000) as a Geodetic Reference Frame, IAG 2001 Scientific Assembly, Budapest, 2001.

/15/ El-Sheimy,N.: Adjustment of Observations, Lecture Notes, University of Calgery, Canada, 2001. /16/Flügge,W.:Tensor Analysis and Continuum Mechanics, Springer- Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1972.

/17/Haas, R., Gueguen, E.,Scherneck, H.G.,Nothnagel, A., Campbell,j. : Crustal Motion Results derived from observations in the European Geodetic VLBI Network, Earth Planets Space,52,759-764, 2000.

/18/ Herring, T.A. : Geodetic Applications of GPS, Proceedings of IEEE, Vol.87, No.l, Ocak, 1999.

/19/ Herring, T.A.: Kişisel Görüşmeler, Nisan, 2003.

/20/Jeffreys,H.,The Earth, Cambridge University Press, London, 1959.

/21/ Kaula,W,M:An introduction to Planetary Physics, Wiley Publications, New York, 1968.

/22/ Kogan, M.G., Steblov,G.,M., King, R.W.,Herring et.all,T.A.,Frolov, D.I: Geodetic Constraints on the Rigidity and Relative Motion of Eurasia and North America, Geophysical Research Letters, Vol.27, No. 14, pp.2041-2044, July,2000.

/23/ Krakiwsky,E.J. : Adjustment, Elementary Level, Lecture Notes, University of Calgary, Canada, 1995.

/24/ Lambeck, K.Geophysical Geodesy, Clarendon Press , Oxford, 1988.

/25/ Leick,A :GPS Satellite Surveying, Wiley & Sons Publication, New York, 1990.

/26/ Munk,W.H., MacDonald,G.,J.,F : The Rotation of the Earth, Cambridge University Press,London, 1960.

/27/ Nakiboğlu,M.,Demir,C.: Dengeleme Hesabı, Cilt.I-II, Harita Yüksek Teknik Okulu Ders Notları, Ankara, 2003.

/28/ Nocquet, J.M., Calais, E.,Altamimi, Z., Sillard, P.,Boucher, C. : Intraplate Deformation in western Europe deduced from an analysis of the International Terrestrial Reference Frame 1997 (ITRF97) velocity field, Journal of Geophysical Research, Vol.106, N0.B6, pp.11239-11257,Jun, 2001.

/29/Qiang, Z., Wenyao, Zhu,Yongqin, X. : Global Plate Motion Models Incorporating the Velocity Field of ITRF96, Geophysical Research Letters, Vol.26,No.18, pp.2813-2816,Sep.,1999.

/30/Seeber, G. : Satellite Geodesy, Walter de Gruyter, New York, 1993.

/31/ Sillard, P.,Altamimi, Z., Boucher, C. : The ITRF Realization and its associated Velocity Field, Geophysical Research Letters, Vol.25, No. 17, pp.3323-3226, Sep., 1998.

/32/ Vanicek,P.,Krakiwsky,E.J : Geodesy: The Concepts, North Holland Publishing .,Company,1982.

Kaynak Göster