Validation of GOCE gravity field models over Poland using the EGM2008 and GPS/levelling data

• Autorzy: Godah W. , Kryński J.

Warianty tytułu

PL

Ocena jakości na obszarze Polski modeli pola siły ciężkości opracowanych na podstawie danych z misji GOCE przy użyciu modelu EGM2008 i danych satelitarno-niwelacyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Since the mid of 2010, global geopotential models based on GOCE mission data became available. The first two releases of GGMs contained four different solutions while in the third release only two solutions have been generated. In the presented study the available GOCE-derived gravity field models were evaluated in terms of height anomalies and gravity anomalies over Poland with the use of the respective functionals calculated from the EGM2008 geopotential model as well as height anomalies at 184 stations of high precision GPS/levelling control traverse. The fit of GOCE gravity field models with the EGM2008 in terms of height anomalies and gravity anomalies measured with a standard deviation is below 10 cm, and 3 mGal, respectively. Their fit with GPS/levelling height anomalies at the stations of GPS/levelling control traverse is at the level of 10 cm. The results obtained indicate some improvement of the consecutive releases of GOCE gravity field models.

PL

Od połowy 2010 roku są udostępnione globalne modele geopotencjału opracowane na podstawie danych z misji GOCE. Pierwsze dwie generacje modeli geopotencjału z misji GOCE zawierały cztery różne rozwiązania podczas gdy trzecia - składała się zaledwie z dwóch rozwiązań. Jakość dostępnych modeli pola siły ciężkości z misji GOCE została w niniejszym opracowaniu oceniona w wyniku porównania obliczonych z nich anomalii wysokości i anomalii grawimetrycznych z odpowiednimi funkcjonałami obliczonymi z modelu geopotencjału EGM2008 oraz z anomaliami wysokości 184 stacji precyzyjnego satelitarno-niwelacyjnego trawersu kontrolnego. Odchylenia standardowe różnic anomalii wysokości i anomalii grawimetrycznych pomiędzy uzyskanymi z opracowanych na podstawie danych z misji GOCE modeli geopotencjału i z modelu EGM2008 wynoszą odpowiednio 10 cm i 3 mGal. Dopasowanie modeli geopotencjału z misji GOCE do anomalii wysokości satelitarno- niwelacyjnego trawersu kontrolnego kształtuje się również na poziomie 10 cm. Uzyskane wyniki wskazują na poprawę w kolejnych generacjach modeli geopotencjału z misji GOCE.

Słowa kluczowe

EN

geopotential model; GOCE; EGM2008; GPS levelling; height anomaly; gravity anomaly

PL

model geopotencjału; GOCE; EGM2008; dane satelitarno niwelacyjne; anomalia wysokości; anomalia grawimetryczna

• Wydawca: Instytut Geodezji i Kartografii
• Czasopismo: Geoinformation Issues
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 3, no. 1(3)
• Strony: 5--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Godah W.

autor

Kryński J.

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

• University of Khartoum, AL-Jama'a St., 321-11115 Khartoum, Sudan, Institute of Geodesy and Cartography, 27 Modzelewskiego St., 02-679 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• [1] Bruinsma S. L., Marty J. C., Balmino G., Biancale R., Foerste C., Abrikosov O., Neumayer H., (2010): GOCE Gravity Field Recovery by Means of the Direct Numerical Method, Proc. ESA Living Planet Symp., 28 June – 2 July 2010, Bergen, Norway, see also: earth.esa.int/GOCE.
• [2] Drinkwater M., Floberghagen R., Haagmans R., Muzi D., Popescu A., (2003): GOCE: ESA’s first Earth Explorer core mission, Space Science Reviews, Vol. 18, No 1–2, pp 419–432.
• [3] ESA, (1999): Report for mission selection of the four candidate Earth Explorer missions. Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Mission, ESA SP-1233(1).
• [4] Förste C., Flechtner F., Schmidt R., Stubenvoll R., Rothacher M., Kusche J., Neumayer K., Biancale R., Lemoine J., Barthelmes F., Bruinsma S., König R., Meyer U., (2008): EIGEN-GL05C – A new global combined high-resolution GRACEbased gravity fi eld model of the GFZ-GRGS cooperation, EGU General Assembly 2008, Vienna, 13–18 April.
• [5] Goiginger H., Hoeck E., Rieser D., Mayer-Guerr T., Maier A., Krauss S., Pail R., Fecher T., Gruber T., Brockmann J. M., Krasbutter I., Schuh W.-D., Jaeggi A., Prange L., Hausleitner W., Baur O., Kusche J., (2011): The combined satellite-only global gravity field model GOCO02S, EGU General Assembly 2011, Vienna, Austria, 4–8 April.
• [6] Gruber T., (2009): Evaluation of the EGM2008 gravity field by means of GPS-Leveling and sea surface topography solutions, Special Issue: In: External quality evaluation reports of EGM2008, Newton’s Bulletin, Vol. 4, pp. 3–17.
• [7] Heiskanen W. A., Moritz H., (1967): Physical geodesy, Freeman, San Francisco, London.
• [8] Janák J., Pitoňák M., (2011): Comparison and testing of GOCE global gravity models in Central Europe, Journal of Geodetic Science, Vol. 1, No 4, pp. 333–347.
• [9] Krynski J., (2007a): Precise quasigeoid modeling in Poland – results and accuracy estimation (in Polish), Monographic series of the Institute of Geodesy and Cartography, No 13, Warsaw (266 pp).
• [10] Krynski J., (eds.) (2007b): Polish National Report on Geodesy 2003 – 2006, XXIV IUGG General Assembly, Perugia, Italy, 2–13 July 2007.
• [11] Krynski J., Kloch G., (2009): Evaluation of the performance of the new EGM08 global geopotential model over Poland, Geoinformation Issues, Vol. 1, No 1, pp. 7–17.
• [12] Krynski J., Lyszkowicz A., (2006): The overview of precise quasigeoid modelling in Poland, 2nd Workshop on Intern. Grav. Field Research 2006, 8–9 May 2006, Smolenice, Slovakia, Contributions to Geophysics and Geodesy, Special issue, WIGFR 2006, Geophysical Institute of Slovak Academy of Sciences, pp. 113–149.
• [13] Krynski J., Lyszkowicz A., (2007): Centimetre quasigeoid modelling in Poland using heterogeneous data, IAG Proc. 1st Intern. Symp. of the Intern.Grav. Field Service (IGFS) “Gravity Field of the Earth”, 28 August – 1 September 2006, Istanbul, Turkey, pp. 37–42.
• [14] Łyszkowicz A., (2009): Assessment of accuracy of EGM08 model over the area of Poland, Technical Sciences 12, UWM Olsztyn, DOI 10.2478/v10022-009-0011-x.
• [15] Mayer-Gürr T., Kurtenbach E., Eicker A., (2010): ITG-GRACE2010 Gravity Field Model, http://www.igg.uni-bonn.de/apmg/index.php?id=itg-grace2010.
• [16] McCarthy D., Petit G., (eds.) (2004): IERS Conventions (2003), IERS Technical Note 32, BKG, Frankfurt.
• [17] Migliaccio F., Reguzzoni M., Gatti A., Sanso F., Herceg M. (2011): A GOCE-only global gravity field model by the space-wise approach, Proc. 4th Intern. GOCE User Workshop, 31 March – 1 April 2011, Munich, ESA SP-696.
• [18] Migliaccio F., Reguzzoni M., Sanso F., Tscherning C. C., Veicherts M., (2010): GOCE data analysis: the space-wise approach and the first space-wise gravity field model, Proc. ESA Living Planet Symp., 28 June – 2 July 2010, Bergen, Norway, ESA SP-686.
• [19] Moritz H., (1980): Geodetic Reference System 1980, Bulletin Géodésique, Vol. 54, No 3, pp 395–405.
• [20] Pail R., Bruinsma S., Migliaccio F., Förste C., Goiginger H., Schuh W., Höck E., Reguzzoni M., Brockmann J., Abrikosov O., Veicherts M., Fecher T., Mayrhofer R., Krasbutter I., Sansò F., Tscherning C. C., (2011): First GOCE gravity field models derived by three different approaches, Journal of Geodesy, Vol. 85, No 11, pp. 819–843.
• [21] Pail R., Goiginger H., Mayrhofer R., Schuh W.-D., Brockmann J. M., Krasbutter I., Hoeck E., Fecher T., (2010a): Global gravity field model derived from orbit and gradiometry data applying the time-wise method, Proc. ESA Living Planet Symp., 28 June – 2 July 2010, Bergen, Norway, ESA SP-686.
• [22] Pail R., Goiginger H., Schuh W.-D., Höck E., Brockmann J. M., Fecher T., Gruber T., Mayer-Gürr T., Kusche J., Jäggi A., Rieser D., (2010b): Combined satellite gravity field model GOCO01S derived from GOCE and GRACE, Geophys. Res. Lett., 37, L20314, doi:10.1029/2010GL044906.
• [23] Pavlis N., Holmes S., Kenyon S., Factor J., (2008): An Earth Gravitational Model to Degree 2160: EGM2008, EGU General Assembly 2008, Vienna, 13–18 April.
• [24] Rummel R., Gruber T., Koop R., (2004): High level processing facility for GOCE: products and processing strategy, Proc. 2nd Intern. GOCE User Workshop “GOCE, The Geoid and Oceanography”, Frascati, Italy, 8–10 March 2004, ESA SP-569.
• [25] Šprlák M., Gerlach C., Omang O., Pettersen B., (2011): Comparison of GOCE Derived Satellite Global Gravity Models with EGM2008, the OCTAS Geoid and Terrestrial Gravity Data: Case Study for Norway, Proc. 4th Intern. GOCE User Workshop, TUM, Munich, Germany, 31 March – 1st April 2011, ESA SP-696.
• [26] Torge W., ( 1991): Geodesy, 2nd edition, Walter de Gruyter, Berlin-New York.