Назад

Спутниковые технологии в геодезии. Гравитационная модель Земли

Ни для кого не секрет, что поверхность нашей планеты лишь очень отдаленно похожа на сферу. Знание как можно более точной формы Земли является ключевым для многих геодезических, геофизических, океанографических работ. За последние 50 лет, продолжающиеся уточнения гравитационной модели Земли были упрощены наличием более точных данных и значительным прогрессом в области вычислительной техники. Что привело к эволюции ранних сферических гармонических моделей степени 8 [Жонголович, 1952], к современным решениям, которое простираются до степени 2190. 

В последние годы, некоторые типы работ оказали  большое влияние на необходимость получения точных гравитационных моделей. К примеру, над районами суши, системы спутникового позиционирования с применением весовых коэффициентов геоида предполагают возможность определения ортометрических высот и их разностей без необходимости выравнивания. Глобальная модель высокой степени может быть использована в качестве эталона для разработки более детальных региональных геоидов.

В первом десятилетии нового тысячелетия были произведены запуски трех картографических космических миссий по изучению задач гравитационного поля: CHAMP в июле 2000 года, GRACE в марте 2002 года и GOCE в марте 2009 год. Учитывая эти достижения, в частности, наличие очень точных длинноволновых гравитационных моделей от GRACE, появилась возможность создания высокоточной гравитационной модели Земли.

В таблице ниже представлены взвешенные отклонения при использовании геоида в технологии спутникового нивелирования.

Модель геоида

Взвешенное стандартное отклонение, см

EGM96 (360)

27,0

GGM02C_EGM96 (360)

23,2

EIGEN-GL04C (360)

23,5

EGM2008 (360)

20,9

EGM2008 (2190)

10,3

 

При использовании региональных моделей, которые базируются на глобальных гравитационных моделях результаты еще более впечатляют.

Модель геоида

Взвешенное стандартное отклонение, см

EGM96 (360)

18,2

GGM02C_EGM96 (360)

17,6

EIGEN-GL04C (360)

18,1

EGM2008 (360)

13,4

EGM2008 (2190)

4,8

USGG2003 (1′→10800)

5,8

Научный прогресс и стремительное развитие науки позволяют говорить о том, что в ближайшем будущем мировому геодезическому сообществу удастся получить настолько точную гравитационную модель Земли, что при помощи спутникового нивелирования появится возможность проводить работы, которые требуют малых погрешностей. Многие страны уже разработали свои локальные геоиды, что значительно увеличивает точности проводимых геодезических и геофизических работ на их территориях.


Использованы материалы:

1. Nikolaos K. Pavlis, Simon A. Holmes, Steve C. Kenyon, John K. Factor «The development and evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008)», Journal of Geophysical Research, Volume 117, Issue B4, April 2012
2. S. Chander, T.J. Majumdar, Comparison of SARAL and Jason-1/2 altimetry-derived geoids for geophysical exploration over the Indian offshore, Geocarto International, 2016

 

Ipit