Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Accuracy assessment of high and ultra high-resolution combined GGMs, and recent satellite-only GGMs - Case studies of Poland and Ethiopia

Godah Walyeldeen, Szelachowska Małgorzata, Gedamu Andenet A.

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2024

|

Vol. 117

38--44

EN

The launch of dedicated satellite gravity missions (CHAMP, GRACE, GOCE, and GRACE-FO), as well as the availability of gravity data from satellite altimetry and terrestrial/airborne gravity measurements have led to a growing number of Global Geopotential Models (GGMs) developed. Thus, the evaluation of GGMs is necessary to ensure their accuracy in recovering the Earth's gravity field on local, regional, and global scales. The main objective of this research is to assess the accuracy of recent GGMs over Poland in Central Europe and Ethiopia in East Africa. Combined GGMs of high (degree and order (d/o) 2190) and ultra high-resolution (d/o 5540) as well as five satellite-only GGMs were evaluated using gravity data from absolute gravity measurements and airborne gravity surveys over Poland and Ethiopia, respectively. Based on this evaluation, the estimated accuracy of the high-resolution combined GGM is at the level of 2 mGal. The estimated accuracy for the ultra-high-resolution combined GGM is ~2.5 times lower. The satellite-only GGMs investigated recover the gravity signal at an accuracy level of 10 mGal and 26 mGal, for the areas of Poland and Ethiopia, respectively. When compensating for the omitted gravity signal using a high-resolution combined GGM and the topography model, an accuracy of 2 mGal can be achieved.

2

On the contribution of dedicated gravity satellite missions to the modelling of the Earth gravity field ‒ A case study of Ethiopia and Uganda in East Africa

Godah Walyeldeen, Gedamu Andenet A., Bedada Tulu B.

Geoinformation Issues

|

2018

|

Vol. 10, no. 1(10)

5--15

EN

Since the first decade of this millennium, the three dedicated gravity satellite missions (DGSMs): CHAMP (Challenging Minisatellite Payload), GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) and GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) had remarkably contributed to the modelling of the Earth’s gravity field and its temporal variations. Moreover, in 22 May 2018, the GRACE-FO (GRACE Follow-On) has been launched to continue the measurements of GRACE satellite mission. On the basis of data from those DGSMs, Global Geopotential Models (GGMs) are continuously developed. The main aim of this research is to evaluate the recent GGMs and assess the contribution of DGSMs to the modelling of the Earth’s gravity field over East Africa. Gravity functionals, e.g. quasigeoid height and gravity disturbance, obtained from recent GGMs developed with the use of data from DGSMs were evaluated using terrestrial gravity data available in Ethiopia and GNSS/levelling data in Uganda. The results obtained were analysed and discussed. The main findings reveal an improvement of ca. 40–50% on the modelled gravity field from GGMs that include data from GOCE satellite mission.

PL

Od pierwszej dekady obecnego tysiąclecia do poprawy modelowania pola siły ciężkości Ziemi oraz jego zmian w czasie przyczyniły się ogromnie trzy grawimetryczne misje satelitarne: CHAMP (Challenging Minisatellite Payload), GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) oraz GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer). Ponadto w maju 2018 roku zostały wystrzelone satelity misji GRACE-FO (GRACE Follow-On) kontynuującej dostarczanie danych pomiarowych otrzymywanych z misji GRACE. Na podstawie tych danych są stale opracowywane globalne modele geopotencjału. Głównym celem podjętych w niniejszej pracy badań jest ocena wygenerowanych w ostatnich kilku latach globalnych modeli geopotencjału oraz oszacowanie wpływu grawimetrycznych misji satelitarnych na modelowanie pola siły ciężkości Ziemi dla obszaru Etiopii i Ugandy w Afryce Wschodniej. Z globalnych modeli geopotencjału opracowanych na podstawie danych z grawimetrycznych misji satelitarnych, wyznaczono funkcjonały pola siły ciężkości, tj. zakłócenie grawimetryczne i wysokość quasigeoidy, a następnie porównano je z dostępnymi lotniczymi/naziemnymi danymi grawimetrycznymi dla obszaru Etiopii oraz danymi satelitarno-niwelacyjnymi dla obszaru Ugandy. Uzyskane wyniki poddano analizie i dyskusji. Zaobserwowano poprawę dokładności modelowanego ziemskiego pola siły ciężkości o ok. 40–50% w przypadku wykorzystania globalnych modeli geopotencjału opracowanych z użyciem danych z misji satelitarnej GOCE.

3

On the selection of GRACE-based GGMs and a filtering method for estimating mass variations in the Earth system over Poland

Godah W., Szelachowska M., Krynski J.

Geoinformation Issues

|

2015

|

Vol. 7, no. 1(7)

5--14

EN

Since the launch of the GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment) satellite mission in 2002, significant progress in the knowledge regarding the temporal variations of the Earth’s gravity field has been achieved. The main objectives of this contribution are to define a suitable filter to reduce the noise contained in the latest release, i.e. RL05, of GRACE-based GGMs as well as to select the most suitable GRACE-based GGM time series for estimating mass variations in the Earth system over Poland. The performance of the Gaussian filter with different radii and the de-correlation filters (DDK1–DDK5) applied to reduce the noise contained in those GGMs was examined. First, they were investigated globally. Then, they were examined over the area of Poland, in particular, over two basins, i.e. the Vistula river basin and the Odra river basin. Moreover, both the internal and external accuracy of RL05 GRACE-based GGMs were assessed. Error degree variances of geoid heights were calculated on the basis of these models. Equivalent water thickness variations obtained from GRACE-based GGMs were compared with the corresponding ones obtained from the hydrology model. The obtained results were analysed and discussed. Finally the filtering method and the GGM time series most suitable for estimating mass variations in the Earth system over Poland were selected.

PL

Satelitarna misja GRACE (Gravity Recovery And Climate Experiment zapoczątkowana w 2002 roku znacząco przyczyniła się do rozwoju wiedzy o zmianach w czasie pola siły ciężkości Ziemi. Głównym celem niniejszego opracowania jest zdefiniowanie odpowiedniego filtru do redukcji szumu zawartego w ostatniej wersji, tj. wersji 5. globalnych modeli geopotencjału opracowanych na podstawie danych z misji GRACE, jak również wybór najbardziej odpowiedniego szeregu czasowego globalnych modeli geopotencjału wyznaczonych na podstawie danych z misji GRACE, do określenia zmian rozkładu mas w systemie Ziemia dla obszaru Polski. W szczególności badano wpływ filtrów Gaussa o różnych promieniach oraz filtrów dekorelacyjnych (DDK1–DDK5) na redukcję szumu zawartego w globalnych modelach geopotencjału. Na początku wpływ użycia filtru był badany w ujęciu globalnym. Następnie wpływ ten został zbadany dla obszaru Polski – oddzielnie dla dorzeczy Wisły i Odry. Ponadto, została oszacowana zarówno wewnętrzna, jak i zewnętrzna dokładność wersji 5. globalnych modeli geopotencjału opracowanych na podstawie danych z misji GRACE. Obliczono wariancje błędów wysokości geoidy dla poszczególnych stopni badanych modeli. Zmiany ekwiwalentnej warstwy wody wyznaczone z globalnych modeli geopotencjału opracowanych na podstawie danych z misji GRACE zostały porównane z odpowiednimi zmianami otrzymanymi z modelu hydrologicznego. Wyniki poddano analizie i dyskusji. Ostatecznie wybrano metodę filtracji oraz szereg czasowy globalnych modeli geopotencjału najbardziej odpowiednie do oszacowania zmian rozkładu mas w systemie Ziemia dla obszaru Polski.

4

GDQM-PL 13 - the new gravimetric quasigeoid model for Poland

Szelachowska M., Kryński J.

Geoinformation Issues

|

2014

|

Vol. 6, no. 1(6)

5--19

EN

The new gravimetric quasigeoid model GDQM-PL 13 for Poland was determined. The 1' x 1' mean Faye anomalies, deflections of the vertical for the terrority of Poland, gravity anomalies from the neighbouring countries and the EGM2008 were used as input data. The remove-compute-restore (RCR) method and the least squares collocation approach with the planar logarithmic covariance function of gravity anomalies were applied. Height anomalies computed from the GDQM-PL 13 have been compared with the corresponding ones obtained from GNSS/levelling control traverse. The new quasigeoid model was also compared with the gravimetric quasigeoid model GDQ08 developed in 2008 for the area of Poland, with the EGM2008, and with the most recent global geopotential model based on GOCE data. The results of the comparison were analysed and the accuracy of the GDQM-PL 13 has been assessed and discussed.

PL

Opracowano nowy model quasigeoidy grawimetrycznej dla Polski o kryptonimie GDQM-PL 13. Jako dane wyjściowe wykorzystano średnie anomalie Faye'a w siatce 1' x 1', odchylenia pionu z obszaru Polski, anomalie grawimetryczne z sąsiednich krajów oraz model EGM2008. Obliczenia wykonano metodą kolokacji najmniejszych kwadratów z wykorzystaniem strategii remove-compute-restore" (RCR). Anomalie wysokości obliczone z modelu GDQM-PL 13 porównano z odpowiadającymi im anomaliami wysokości otrzymanymi z danych satelitarno-niwelacyjnych na punktach sieci POLREF, EUVN i ASG-EUPOS oraz na stacjach kontrolnego trawersu satelitarno-niwelacyjnego. Nowy model quasigeoidy porównano również z modelem quasigeoidy GDQ08 opracowanym dla obszaru Polski w 2008 roku, z modelem EGM2008 oraz z najnowszymi globalnymi modelami geopotencjału opracowanymi z wykorzystaniem danych z misji GOCE. Wyniki porównania poddano gruntownej analizie, a następnie oszacowano dokładność modelu GDQM-PL 13.

5

Evaluation of the performance of the new EGM2008 global geopotential model over Poland

Kryński J., Kloch-Główka G.

Geoinformation Issues

|

2009

|

Vol. 1, no 1

7-17

EN

The performance of the new EGM2008 global geopotential model, over Poland, has been evaluated. The tide-free release of the EGM2008 model was also used for the assessment of quality of three precise quasigeoid models developed in the last decade in Poland. The EGM2008 model was compared with GPS/levelling as well as regional gravimetric quasigeoid models. The results obtained confirm high quality of quasigeoid models in Poland. They are in agreement with the previous estimate of their accuracy. Regional quasigeoid model calculated using the EGM2008 model has been found fully comparable with the existing precise quasigeoid models. EGM2008-based quasigeoid model was used to detect outlying GPS/levelling heights in the data set used for the assessment of quality of gravimetric quasigeoid models in Poland.

PL

W pracy przedstawiono wyniki oceny jakości nowego globalnego modelu geopotencjału EGM2008 na obszarze Polski. Model EGM2008, z którego wyeliminowano efekty pływowe, został także wykorzystany do oceny jakości trzech modeli quasigeoidy opracowanych w ostatniej dekadzie dla obszaru Polski. Obliczone z tego modelu anomalie wysokości zostały porównane z wynikami precyzyjnych pomiarów satelitarno-niwelacyjnych oraz z regionalnymi modelami quasigeoidy grawimetrycznej. Uzyskane wyniki potwierdzają wysoką jakość badanych modeli quasigeoidy i są zgodne z poprzednimi ocenami dokładności tych modeli. Regionalny model quasigeoidy obliczony dla obszaru Polski z modelu EGM2008 jest niemal równorzędny z istniejącymi precyzyjnymi modelami quasigeoidy. Model ten został wykorzystany do zidentyfikowania odstających anomalii wysokości pochodzących z precyzyjnych wyznaczeń satelitarno-niwelacyjnych wykorzystywanych do oceny jakości modeli quasigeoidy na obszarze Polski.

6

On the validation of CHAMP- and GRACE-type GGMs and the construction of a combined model

Vergos G. S., Tziavos I. N., Sideris M. G.

Geodezja i Kartografia

|

2006

|

Vol. 55, no 3

115-131

EN

A number of new satellite-only Global Gravity Models (GGMs) become progressively available based on the CHAMP and GRACE satellite mission data. These models promise higher (compared to older GGMs) accuracy in the determination of the low and medium harmonics of the Earth's gravity field. In the present study, the latest GGMs generated from CHAMP and GRACE data (namely EIGEN2, EIGEN3p, GGMOIC, GGMOIS and GRACEOIS) have been studied with respect to their accuracy and performance when used in gravity field approximation. A spectral analysis of the new models has been carried out, employing their degree and error-degree variances. In this way, their performance against each other and with respect to EGM96 was assessed, and the parts of the gravity field spectrum that each model describes more accurately have been identified. The results of the analysis led to the development of a combined geopotential model, complete to degree and order 360, whose coefficients were those of CHAMP until degree 5, then GRACE until degree 116, and EGM96 for the rest of the spectrum. Finally, a validation of all models (the combined included) has been performed by comparing their estimates against GPS/levelling data in land areas and TOPEX/Poseidon sea surface heights in marine regions. All tests have taken place over Greece and the eastern part of the Mediterranean Sea. From the results obtained it was concluded that the combined GGM developed provides more accurate results (compared to EGM96), in terms of the differences with the control datasets, at the level of 1-2 cm geoid and 1-2 mG al for gravity (la-). Furthermore, the absolute geoid accuracy that the combined GGM offers is 12.9 cm (la-) for n = 120,25 cm for n = 200 and 33 cm for n = 360, compared to 29 cm, 36 cm and 42 cm for EGM96, respectively.

PL

Progresywnie udostępniane są nowe satelitarne globalne modele geopotencjału (GGMs), opracowane na podstawie danych z misji grawimetrycznych CHAMP i GRACE. Modele te cechują się wzrastającą w porównaniu ze starszymi modelami dokładnością wyznaczenia niskiego i średniego rzędu harmonik pola grawitacyjnego Ziemi. W niniejszej pracy przeanalizowano najnowsze modele wygenerowane w oparciu o dane z misji CHAMP i GRACE, a mianowicie: EIGEN2, EIGEN3p, GGM01C, GGM01S i GRACE01S, w aspekcie ich dokładności i przydatności do badania pola grawitacyjnego Ziemi. Przeprowadzono analizę widmową tych modeli z włączeniem ich wariancji stopnia i błędów wariancji stopnia. Dokonano wzajemnego porównania wyników uzyskanych przy zastosowaniu tych modeli oraz modelu EGM96. Określono najdokładniej opisane przez każdy z modeli części widma pola grawitacyjnego Ziemi. W wyniku opracowano kombinowany globalny model geopotencjału, kompletny do stopnia i rzędu 360, którego współczynniki do stopnia 5 pochodzą z modeli z misji CHAM P, kolejne współczynniki do stopnia 116 - z modeli z misji GRACE, zaś pozostałe - do stopnia 360 - z modelu EGM96. Wysokości geoidy obliczone z badanych modeli, łącznie z modelem kombinowanym, zostały porównane na obszarze lądowym z danymi z pomiarów GPS i niwelacji, zaś na obszarze morskim - z wysokościami morza otrzymanymi z altimetrycznej misji TOPEX/Posejdon. Porównań dokonano na obszarze Grecji i we wschodniej części Morza Śródziemnego. Wyniki porównania wskazują, iż spośród badanych modeli, opracowany kombinowany globalny model geopotencjału dostarcza - w odniesieniu do kontrolnych danych - najdokładniejszych wyników: na poziomie 1-2 cm w wysokości geoidy i 1-2 mGal w anomalii grawimetrycznej (ltT). Co więcej, absolutną dokładność geoidy obliczonej z kombinowanego globalnego modelu geopotencjału oceniono odpowiednio jako 12.9 cm [...] dla n = 120, 25 cm dla n = 200 i 33 cm dla n = 360, w porównaniu odpowiednio z 29 cm, 36 cm i 42 cm dla EGM96.