Study on choice of global geopotential model for quasigeoid determination in Poland

• Autorzy: Krynski J. , Lyszkowicz A.

Warianty tytułu

PL

Analiza globalnych modeli geopotencjału w aspekcie ich przydatności do wyznaczania quasigeoidy w Polsce

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The choice of global geopotential model used in remove-restore technique for determination of regional quasigeoid from gravity data may affect the solution, in particular when the accuracy is supposed to reach a centimetre level. Global geopotential model plays also an important role in validating heigh anomalies at GPS/levelling sites that are used for the estimation of the external accuracy of quasigeoid models. Six different global geopotential models are described in the paper. Three kinds of numerical tests with use of terrestrial gravity data and GPS/levelling height anomalies were conducted. The first one concerned comparison of height anomalies at GPS/levelling sites in Poland with corresponding ones computed from various geopotential models. In the second on the terrestrial gravity anomalies in Poland and neighbouring countries were compared with corresponding gravity anomalies computed from global geopotential models. Finally the quasigeoid models obtained from gravity data with use of different global geopotential models were verified against corresponding height anomalies at GPS/levelling sites in Poland. Data quality was discussed and best fitting global geopotential model in Poland was specified.

PL

Wybór globalnego modelu geopotencjału użytego w procedurze remove-restore w procesie wyznaczania regionalnej quasigeoidy ma wpływ na rozwiązania, w szczególności, gdy oczekuje się dokładności centymetrowej. Globalny model geopotencjału odgrywa także istotną rolę w określaniu jakości anomalii wysokości wyznaczonych z pomiarów GPS na punktach o znanej wysokości normalnej, które używane są do określenia zewnętrznej dokładności modeli quasigeoidy. W pracy podano charakterystykę 6 globalnych modeli geopotencjału. Przeprowadzono trzy rodzaje testów numerycznych modeli geopotencjału, w których wykorzystano naziemne dane grawimetryczne oraz anomalie wysokości na punktach sieci POLREF i EUV52. Pierwszy test dotyczył porównania anomalii wysokości na punktach sieci POLREF i EUVN52 z odpowiadającymi anomaliami wysokości obliczonymi z różnych globalnych modeli geopotencjału. W ramach drugiego testu dokonano porównania anomalii grawimetrycznych z obszaru Polski i krajów sąsiednich z odpowiadającymi anomaliami grawimetrycznymi obliczonymi z globalnych modeli geopotencjału. Trzeci test obejmował porównanie modeli quasigeoidy obliczonych przy użyciu różnych globalnych modeli geopotencjału z anomaliami wysokości na punktach sieci POLREF i EUVN52. Na podstawie uzyskanych wyników dokonano oceny jakości danych grawimetrycznych oraz anomalii wysokości na punktach sieci POLREF i EUVN52 oraz wskazano najlepiej pasujący do obszaru Polski globalny model geopotencjału.

Słowa kluczowe

EN

quasigeoid; geopotential model; height anomaly; Stokes integral

PL

geodezja; całka Stokesa; anomalia wysokości; model geopotencjalny

• Wydawca: Komitet Geodezji PAN
• Czasopismo: Geodezja i Kartografia
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 54, no 1
• Strony: 17--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krynski J.

• Institute of Geodesy an Cartography 27 Modzelewskiego St., 02-679 Warsaw, Poland

autor

Lyszkowicz A.

• University of Warmia and MazuryChair of Surveying 12 Hewelisza St., 10-724 Olsztyn, Poland
• Space Research Centre Polish Academy of Sciences 18a Bartycka St., 00-716 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Adam J., (1991): Global geopotential models in the region of Hungary, XXth IUGG General Assembly, Vienna, Austria, 11-24 August 1991.
• [2] Ahmad-Berger Z., (2000): The bestfitting high-order geopotential models for the medium to long wawelength component of the Peninsular Malaysia Geoid, International Geoid Service, Bulletin No 10, May 2000, pp. 35-45.
• [3] Al-Bayari O., (2004): Preliminary study on the local geoid in Jordan, Proceedings of the IAG Symposium “Gravity, Geoid and Space Missions - GGSM2004”, 30 August - 3 September 2004, Porto, Portugal (on a CD).
• [4] Baran L.W., Sledzinski J., Zieliński J.B., (2000): Polish National Report on EUREF related activities in 1998-1999, Symposium of the IAG Subcommission for Europę (EUREF) held in Tromsp, Norway, 22-24 June 2000, Veróffentlichungen der Bayerischen Kommission fur die Internationale Erdmessung der Bayerischen Akademie der Wissenschaften, Astronomich-Geodatische Arbeiten, Munchen 2000, Heft Nr. 61, pp. 284-286.
• [5] Benahmed Daho S.A., Kahlouche S., (2000): Geopotential models comparison in Algeria, International Geoid Service, Bulletin No 10, May 2000, pp. 85-90.
• [6] Bilker M., Poutanen M., Ollikainen M., (2002): Comparison of geoid models over Fennoscandia, Proceedings of the 14th General Meeting of the Nordic Geodetic Commission, Espoo, Finland, 1-5 October 2002, (eds.) M. Poutanen, H. Suurmki, pp. 131-137.
• [7] Bilker M., Ollikainen M., Poutanen M., (2003): Evaluation of geoid models with GPS/Levelling Points in Sweden and Finland, First CHAMP Mission Results for Gravity, Magnetic and Atmospheric Studies, (eds.) Ch. Reigber, H. Luhr, P. Schwintzer, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg, pp. 159-164.
• [8] Faure J., Barbato F.D., Rodino R.P., (2004): GPS leveling in Montevideo, Uruguay, Proceedings of the IAG Symposium “Gravity, Geoid and Space Missions GGSM2004”, 30 August - 3 September 2004, Porto, Portugal (on a CD).
• [9] Forsberg R., Strykowski G., Bilker M., (2004): NKG-2004 Geoid Model - most recent model, Presented at NKG Geoid Meeting, Copenhagen, Denmark, 11-12 November.
• [10] Heiskanen W., Moritz H., (1967): Physical Geodesy, W.H. Freeman & Co., San Francisco.
• [11] IGWiAG, (2000): Rozwinięcie krajowej sieci EUVN poprzez wykonanie pomiarów satelitarnych GPS na punktach podstawowej osnowy wysokościowej, Politechnika Warszawska, Instytut Geodezji Wyższej i Astronomii Geodezyjnej, Warszawa, Raport dla GUGiK.
• [12] Ineichen D., Gurtner W., Springer T., Engelhardt G., Liithardt J., Ihde J., (1999): EUVN 97 Combined GPS Solution, EUREF Symposium in Bad Neuenahr-Ahrweiler, Germany, 10-12 June 1998, Mitteilungen des Bundesamtes fur Kartographie und Geodasie, Band 7, Frankfurt am Main, pp. 23-46.
• [13] Jurgenson H., (2004): Estonian high precision geoid model EST-GEOID2003, Proceedings of the IAG Symposium “Gravity, Geoid and Space Missions - GGSM2004”, 30 August - 3 September 2004, Porto, Portugal (on a CD).
• [14] Kryński J., (1978): Possibilities of Iow-Iow satellite tracking for local geoid improvement, Mitteilungen der geodatischen Institute der Universitat Graz, Folgę 31, pp. 1-67.
• [15] Kryński J., (1979): Obser\'ation eąuations for satellite-to-satellite tracking, Artificial Satellites, Vol 14, No 2/3, Warsaw, Poland, pp. 7-18.
• [16] Kryński J., (1987): The role oj high degree spherical harmonie model in local gravity fieldprediction, Artificial Satellites, Planetary Geodesy No 10, Vol. 22, No 3, Warsaw, Poland, pp. 5-22.
• [17] Kryński J., Zanimonskiy Y., (2003): TowardMore Reliable Estimation of GPS Positioning Accuracy, Proceedings of XXIII General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics, Sapporo, Japan, 2003 (in print).
• [18] Kryński J., Łyszkowicz A., (2004): New Results in Precise Geoid Modelling in Poland, Symposium “Gravity, Geoid and Space Missions - GGSM2004”, Porto, Portugal, 28 August - 4 September 2004.
• [19] Lemoine G., Kenyon S.C., Factor J.K., Trimmer R.G., Pavlis N.K., Chinn D.S., Cox C.M., Klosko S.M., Luthcke S.B., Torrence M.H., Wang Y.M., Williamson R.G., Pavlis E.C., Rapp R.H., Olson T.R., (1998): The Development of the Joint NASA GSFC and NIM A Geopotential Model EGM96, NASA/TP-1998-206861.
• [20] Łyszkowicz A., (1993): The Geoid for the Areaof Poland, Artificial Satellites, Vol. 28, No 2, Planetary Geodesy, No 19, pp. 75-153.
• [21] Łyszkowicz A., (1998): The Polish grawimetrie ąuasi-geoid QUAS197b versus vertical reference system Kronstadt86, Reports of the Finnish Geodetic Institute, 98:4, pp. 271-276.
• [22] Moritz H., (1992): Geodetic Reference System 1980, Bulletin Geodesiąue (The Geodesisfs Handbook), 62(2), pp. 187-192.
• [23] Pacus R., (2002): National Report of Poland to EUREF 2001, Report on the Symposium of the IAG Subcommission for Europę (EUREF) held in Dubrovnik, Chroatia, 16-18 May 2001, EUREF Publication No 10, Mitteilungen des Bundesamtes fur Kartographie und Geodasie, Band 23, Frankfurt am Main, pp. 248-253.
• [24] Reigber Ch., Schwintzer P., Luhr H., (1999): The CHAMP geopotential mission, Bollettino di GeofisicaTeorica ed Applicata, Vol. 40, pp. 285-289.
• [25] Reigber Ch., Jochmann H., Wunsch J., Neumeyer H.K., Schwintzer P., (2003): First insight into temporal gravity variability from CHAMP, First CHAMP Mission Results for Gravity, Magnetic and Atmospheric Studies, (eds.) Ch. Reigber, H. Luhr, P. Schwintzer, Springer Verlag, Berlin-Heidelberg, pp. 128-133.
• [26] Reigber Ch., Jochmann H., Wunsch J., Petrovic S., Schwintzer P., Barthelmes F., Neumayer K.-H., Konig R., Fórste Ch., Balmino G., Biancale R., Lemoine J.-M., Loyer S., Perosanz F., (2005): Earth Gravity Field and Seasonal Variability from CHAMP, In: Ch. Reigber, H. Luhr, P. Schwintzer, J. Wickert (eds.) Earth Observation with CHAMP - Results from Three Years in Orbit, Springer, Berlin, pp. 25-30.
• [27] Schwarz K.P., (1984): Data types and their spectral properties, In Proceedings of the International Summer School on Local Gravity Field Approximation (ed.) K.P. Schwarz, Beijing, 21 August - 4 September 1984, Calgary, Alberta, Publication 60003, pp. 1-66.
• [28] de Souza S.F., (2004): A grawimetrie geoid in Sao Paulo State (Brazil); computation and ewaluation using GPS and levelling data, Proceedings of the IAG Symposium “Gravity, Geoid and Space Missions - GGSM2004”, 30 August - 3 September 2004, Porto, Portugal (on a CD).
• [29] Tapley B.D., Reigber Ch., (1999): GRACE: a satellite-to-satellite tracking geopotential mapping mission, Bollettino di Geofisica Teorica ed Applicata, Vol. 40, pp. 291.
• [30] Tapley B.D., Bettadpur S., Watkins M.M., Reigber Ch., (2004a): The Gravity Recowery and Climate Experiment: Mission Owerwiew and Early Results, Geophys. Res. Lett., 31, L09607, doi: 10.1029/2004GL019920.
• [31] Tapley B., Ries J., Bettadpur S., Condi F., Eanes R., Gunter B., Kang Z., Nagel P., Poole S., (2004b): The GGM02 Earth Gravity Model, Proceedings of the IAG Symposium “Gravity, Geoid and Space Missions - GGSM2004”, 30 August - 3 September 2004, Porto, Portugal (on a CD).
• [32] Tscherning C., (1983): The role of high-degree spherical harmonie expansion in solving geodetic problems, Proceedings of the IAG Symposia of the XVIII IUGG General Assembly, Hamburg, 15-27 August 1983, pp. 431-441.
• [33] Tscherning C., Forsberg R., Knudsen P., (1992): The GRAVSOFT package for geoid determination, First Continental Workshop On The Geoid In Europę “Towards a Precise Pan-European Reference Geoid for the Nineties”, 11-14 May 1992, Prague, Czech Republic.
• [34] Zieliński J.B., Łyszkowicz A., Jaworski L., Świątek A., Zdunek R., Gelo S., (1997): POLREF-96 the New Geodetic Reference Frame for Poland, Springer, IAG Symposia, Symposium 118: Advances in Positioning and Reference Frames, IAG Scientific Assembly, Rio de Janeiro, Brazil, 3-9 September 1997, pp. 161-166.