Terrain-aliasing effects on gravimetric geoid determination

• Autorzy: Bajracharya S. , Sideris M. G.

Warianty tytułu

PL

Wpływ rozdzielczości modelu terenu na wyznaczenie grawimetrycznej quasigeoidy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper investigates the terrain-aliasing effects on geoid determination using different gravimetric reduction schemes. The high resolution of digital terrain model (DTM), if available, should be used for every gravimetric reduction scheme since it can precisely map the details of the terrain. The reduction methods used in this study are the Rudzki inversion method. Helmert`s second method of condensation, the residual terrain model (RTM) method, and the Pratt-Hayford (PH) topographic-isostatic reduction technique. The effect of using different DTM grid resolutions of 6", 15", 30", 45", 1' d 2' on gravity anomalies and absolute geoid undulations is studied for each of these reduction schemes. A rugged area in the Canadian Rockies bounded by latitude between 49'N and 54'N and longitude between 236'E and 246'E is selected to conduct numerical tests. Our results suggest that a DTM grid resolution of 6" or higher is required for precise geoid determination with an accuracy of a decimetre or higher for any gravimetric reduction method chosen to treat the topographical masses above the geoid in rugged areas. The most precise geoid models obtained in this test are the ones obtained using Rudzki, Helmert, and RTM methods with 6" DTM resolution.

PL

W pracy badany jest wpływ rozdzielczości modelu terenu na wyznaczenie geoidy przy użyciu różnych metod redukcji grawimetrycznych. Numeryczny model terenu umożliwia precyzyjne mapowanie szczegółów terenowych, toteż, w miarę dostępności, powinien być on wykorzystywany w każdej redukcji grawimetrycznej. W badaniach użyto następujących metod redukcji grawimetrycznych: metoda inwersji Rudzkiego, druga metoda kondensacji Helmerta, metoda residualnego modelu terenu (RTM) i metoda topograficzno-izostatycznej redukcji Pratta-Hayforda (PH). Dla każdej z wybranych metod redukcji grawimetrycznej badano wpływ rozdzielczości 6", 15", 30", 45", 1' i 2' modelu terenu na obliczone anomalie grawimetryczne oraz na absolutne undulacje geoidy. Do przeprowadzenia testów numerycznych wybrano silnie pofałdowany obszar w kanadyjskiej części Gór Skalistych pomiędzy równoleżnikami 49'N i 54'N i pomiędzy południkami 236'E i 246'E. Uzyskane wyniki wskazują na to, że do wyznaczenia w terenie górzystym geoidy z dokładnością co najmniej decymetrową konieczne jest, niezależnie od wybranej metody redukcji grawimetrycznej, użycie modelu terenu o rozdzielczości co najmniej 6" w celu uwzględnienia efektów mas topograficznych ponad geoidą. W wyniku przeprowadzonych testów numerycznych najdokładniejsze modele geoidy uzyskano przy zastosowaniu metod Rudzkiego, Helmerta i RTM z użyciem DTM o rozdzielczości 6".

Słowa kluczowe

EN

aliasing; gravimetric reduction; digital terrain model (DTM); geoid

PL

geodezja; cyfrowy model terenu; geoida

• Wydawca: Komitet Geodezji PAN
• Czasopismo: Geodezja i Kartografia
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 54, no 1
• Strony: 3--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bajracharya S.

• Department of Geomatics Engineering, The University of Calgary, 2500 University Drive N.W., Calgary, Alberta, T2N 1N4 Canada

autor

Sideris M. G.

• Department of Geomatics Engineering, The University of Calgary, 2500 University Drive N.W., Calgary, Alberta, T2N 1N4 Canada

Bibliografia

• [1] Bajracharya S., Kotsakis C., Sideris M.G., (2002): Aliasing effects on terrain correction computation, International Geoid Service, Bulletin No 12, April, 2002.
• [2] Bajracharya S., Sideris M.G., (2004): The Rudzki inversion grawimetrie reduction scheme in geoid determination, Journal of Geodesy, Vol. 78, pp. 272-282.
• [3] Featherstone W.E., Kirby J.F., (2000): The reduction of aliasing in grawity anomalies and geoid heights using digital terrain data, Geophysics Journal International, 141, pp. 204-212.
• [4] Forsberg R., (1984): A study of terrain reductions, density anomalies and geophysical inwersion methods in gravity field modelling, Report No 355, Dept. of Geodetic Science and Surveying, The Ohio State University, Colombus, Ohio.
• [5] Haagmans R., De Min E., Van Gelderen M., (1993): Fast evaluation ofconvolution integrals on the sphere using ID FFT and a comparison with existing methods for Stokes’ integral, Manuscripta Geodaetica, Vol. 18, pp. 227-241.
• [6] Heiskanen W.A., Moritz H., (1967): Physical geodesy, W.H. Freeman and Company, San Fransisco.
• [7] Nagy D., (1966): The prism methodfor terrain corrections using digital computers, Pure Applied Geophysics, Vol. 63, pp. 31-39.
• [8] Rudzki M.P., (1905): Sur la detennination de la figurę de la Terre d’apres les mesures de la gravite, Bulletin astronomique, ser. B, Vol. XXII, 1905.
• [9] Wichiencharoen C., (1982): The indirect effects on the computation of geoid undulations, OSU Report No 336, Department of Geodetic Science and Surveying, The Ohio State University, Columbus, Ohio.