Data requirements for the determination of a sub-centimetre geoid

Abstract

Nedávné aplikace ve vědách o Zemi vyžadují, aby modely geoidů byly určeny s menší vnitřní chybou než centimetr. Regionální modely geoidu jsou obvykle určeny pomocí diskrétních gravitačních hodnot měřených na Zemi a/nebo mimo ni a globálních modelů gravitačního pole Země a topografického povrchu. V tomto článku shrnujeme předchozí studie, které (do určité míry) diskutují o odhadu vnitřní chyby geoidu, a poskytujeme formulace a metodiky potřebné pro komplexní formální šíření chyb gravitačních dat a globálních modelů prostřednictvím matematického modelu používaného pro regionální geoid. odhodlání. Matematický model je založen na kombinaci inverzní Poissonovy integrální rovnice a Hotineovy integrální transformace v Helmertově harmonickém prostoru; také nazývaná metoda jednokrokové integrace. Výpočty a testy se provádějí v jedné z nejnáročnějších testovacích oblastí ("testovací oblast v Coloradu") pomocí pozorování zemské a vzdušné gravitace, globálního digitálního modelu terénu (DTM) pro topografické účinky na gravitaci a geoid a globální gravitace Země. model (EGM) pro dlouhovlnné složky gravitace a geoid. K celkové vnitřní chybě výšky geoidu přispívají tři hlavní přispěvatelé, a to ty, které souvisí s EGM (pro odhad výšky geoidu na dlouhých vlnách), výšky DTM (pro vyhodnocení topografických vlivů na pozorovanou gravitaci a výšku geoidu) a gravitační pozorování (pro určení krátkovlnných složek výšky geoidu).