Оцінювання тензора швидкостей деформацій земної кори за даними GPS-спостережень у Східній Європі

Abstract

Розраховані за даними GPS-спостережень швидкості руху GPS-станцій були використані для отримання 2D-моделі поля швидкостей деформацій у Східній Європі. Вивчення поля швидкостей у регіоні було проведено в кілька етапів. Перший включає створення скінченно-елементного наближення на геосфері на основі бікубічної сплайн-функції і метод колокації для інтерполяції нерівномірних GPS-даних на регулярні вузли. Другий – це інверсія швидкостей від GPS-спостережень до тензора швидкостей деформацій. Для перевірки такого підходу його було застосовано до обробки даних GPS-спостережень у Східній Європі, де така задача раніше не розв’язувалася. Цей регіон поки що покритий не дуже густою мережею GPS-спостережень, але добре вивчений з геологічної і геофізичної точок зору. Використано результати обробки даних GPS спостережень для регіону, отримані в Науково-дослідному інституті геодезії і картографії (Київ, Україна). В результаті досліджень отримано та аналізується повний розв’язок на власні числа та власні вектори для тензора швидкостей деформацій досліджуваної території.

Рассчитанные по данным GPS-наблюдений скорости движения GPS-станций были использованы для получения 2D-модели поля скоростей деформаций в Восточной Европе. Изучение скорости поля в регионе было проведено в несколько этапов. Первый включает создание конечно-элементного приближения на геосфере на основе бикубической сплайн функции и метод коллокации для интерполяции неравномерных GPS-данных на регулярные узлы. Второй представляет собой инверсию скоростей от GPS-наблюдений к тензору скоростей деформаций. Для проверки такой подход был применен к обработке данных GPS-наблюдений в Восточной Европе, где такая задача раньше не решалась. Данный регион пока что покрыт не очень густой сетью GPS-наблюдений, но хорошо изучен с геологической и геофизической точек зрения. Использованы результаты обработки данных GPS-наблюдений для региона, полученные в Научно-исследовательском институте геодезии и картографии (Киев,Украина). В результате исследований получено и анализируется полное решение на собственные числа и собственные векторы для тензора скоростей деформаций рассматриваемой территории.

Estimated from GPS observations velocities of GPS-stations were used to obtain 2D-model velocities and strain rate field in the Eastern Europe. The study of the velocities field in the region was done in a few steps. The first one consists of the development of the finite element approach on the geosphere based on bicubic spline functions and least squares collocation method for the interpolation scattered GPS-data to the regular nodes. The second one represents the inversion of velocities from GPS-observations to the strain rate tensor. In order to test this approach we chose to apply it to an Eastern Europe where such problem was not solved before. This region is not extensively instrumented as yet but it is well studied by a geological and geophysical data. Test is based on derived in the Research Institute of Geodesy and Cartography (Kyiv, Ukraine) solution of GPS-observations data processing for the region. Finally the full eigenvalue/eigenvector solution for deformations velocity tensor of concerned territory is preformed and analyzed.