Latvijas geoida modela precizitates uzlabo

1
Latvijas Universitates 72. zinatniska
konference Astronomijas un geodezijas sekcija
Latvijas geoida modela precizitates uzlabošanas
iespejas
Inese Janpaule 05.02.2014
2
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Kopsavilkums
Globalie gravitacijas lauka modeli. Geoida
modela aprekins pec KTH metodes. Geoida modela
aprekins pec DFHRS metodes. Astrogeodeziskas
vertikales novirzes, piemeri.
3
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Globalie gravitacijas lauka modeli
LV98-EGM2008
LV98-EGG97
Min (m) Max (m) RMS (m)
LV98-EGG97 -0,257 0,211 0,058
LV98-EGM2008 -0,138 0,134 0,044
LV98-Eigen6c -0,203 0,201 0,063
LV98-Eigen5c -0,211 0,480 0,123
LV98-GO_CONS_GFC_2_DIR_R3 -0,461 1,077 0,272
Min (m) Max (m) RMS (m)
EGG97 -0,078 0,074 0,037
EGM2008 -0,085 0,079 0,042
Eigen6c -0,151 0,125 0,055
Eigen5c -0,162 0,317 0,153
GO_CONS_GFC_2_DIR_R3 -0,662 0,745 0,346
4
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Geoida modela aprekins pec KTH metodes
kur R Zemes radiuss ? normalais smaguma
speka paatrinajums (g- ?) smaguma speka
anomalija ds virsmas diferencialis ?
sferiskais attalums S(?) Stoksa funkcija
Geoida augstums tiek sasaistits ar gravitacijas
anomalijam caur virsmas integrali, kas aptver
visu Zemes virsmu vai tas apgabalu.
Ka izejas dati KTH geoida augstuma aprekinam tika
izmantoti 1) ICGEM (International Centre for
Global Gravity Field Models) Zemes gravitacijas
lauka modeli 2) briva gaisa gravitacijas
anomalijas no Ziemelvalstu geodeziskas komisijas
gravimetriskas datu bazes un LGIA aktualakie
gravimetrisko merijumu dati Rigas regionam 3)
SRTM digitalais augstumu modelis 4) augstumu
anomalijas no ICGEM calculation service.
5
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Geoida modela aprekins pec KTH metodes
LV'98 un KTH GO_CONS_GCF_2_DIR_R geoida augstumu
salidzinajums (augša) un LV98 un KTH EGM2008
geoida augstumu salidzinajums risinajumiem Rigas
regiona (apakša) m
6
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Geoida modela aprekins pec DFHRS metodes
Augstums N katra režga elementa tiek aprekinats
ar polinomu izejot no x,y koordinatam.
Virsmai starp diviem tuvejiem režga
elementiem ar kopeju robežu jabut nepartrauktai
un vienlaidu, tapec starp režga elementiem tiek
ieviesti nepartrauktibas nosacijumi C0, C1,
C2. Režga elementu grupa veido lielaku
nogabalu. Tas lauj pielietot koordinatu sistemas
korekcijas katram nogabalam. Ka izejas dati
DFHRS geoida augstuma aprekinam tika izmantoti
1) Eiropas gravimetriskais geoida modelis
EGG97 2) 102 GNSS/nivelešanas punktu dati.
7
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Geoida modela aprekins pec DFHRS metodes
Režga elementu lielums ir 5 x 5 km. Nogabalu
laukumu izmeri atškiras atkariba no atbalsta
punktu izvietojuma un blivuma (no 80 x 40 km lidz
150 x 100 km). Katram laukumam jaietver vismaz 4
atbalsta punkti, lai nodrošinatu sistemas
definiciju. Attela tievas zilas linijas attelo
režga elementus, biezas zilas linijas laukumu
robežas un zalie trissturi atbalsta punktus.
Katra režga elementa 25 punktiem tiek atrastas
geoida ondulacijas un vertikales noviržu vertibas.
8
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Geoida modela aprekins pec DFHRS metodes
Min (m) Max (m) RMSE (m)
DFHRS-EGG97 -0,064 0,063 0,017
DFHRS-EGM2008 -0,278 0,179 0,052
DFHRS-Eigen6c -0,233 0,188 0,064
DFHRS-Eigen5c -0,206 0,672 0,115
DFHRS-GO_CONS_GFC_2_DIR_R3 -0,460 1,030 0,266
Salidzinajums ar LV98 min -0,227m, max 0,177m,
RMSE 0,053m.
9
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
10
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Astrogeodeziskas vertikales novirzes
Vertikales novirzes ir lenkiska starpiba starp
gravitacijas vektora virzienu punkta uz geoida un
attiecigo elipsoida normali caur to pašu
punktu. Ziemelu-dienvidu komponente Austrumu-ri
etumu komponente
Astrogeodeziska geoida triangulacijas tikls
11
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.

• The Geoid Slope Validation Survey 2011
• 218 benchmarks located on a line between Corpus
  Christi and Austin, Texas (1 mile spacing along
  the line of 325km)
• Ellipsoidal height (24-48 hours GPS obs. time),
  OPUS project used for data processing (s 3-4
  mm)
• Leveled elevation of the 1st order class II
  specification (s0.7 mm, 13 mm over 325
  km)
• DoV observations by DIADEM camera (s 0.1)
• Absolute and relative gravity (s lt 20 microGal)
• In addition, ellipsoidal height differences
  between benchmarks along the line are computed
  from DoV and leveled height differences as a test
  of the DoV accuracy. Finally, all data are
  integrated to produce an accurate and reliable
  geoid profile for gravity field verification and
  validation.

Yan Ming Wang, Xiaopeng Li, Simon Holmes, Daniel
Roman, and Dru Smith. Investigation of the use of
deflections of vertical measured by DIADEM camera
in the GSVS11 Survey. NOAA/NGS, Geoscience
Research Lab, Silver Spring, United States
(yan.wang_at_noaa.gov)
12
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Tziavos, I. N. 2006. Validation of marine geoid
models in the North Aegean Sea using satellite
altimetry, marine GPS data and astrogeodetic
measurements. Proceedings of the 1st
International Symposium of the International
Gravity Field Service (IGFS), Istanbul, Turkey,
90-95.
13
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.

• GOCE regional validation and combination
  experiment in Germany
• - Gravity observations, vertical deflections and
  GPS/levelling data.
• Hannover digital transportable zenith camera
  system TZK2-D.
• - Vertical deflections have an accuracy of
  approx. 0.1 arc seconds and are arranged along a
  north-south and east-west profile. The two
  profiles have a length of about 500 km each with
  a spacing of 2.5 5 km between stations.
• - Accuracy of the profiles is expected to be at
  the cm level. A cross validation of both the
  vertical deflection and GPS/levelling data is
  realised by traversing the profiles through all
  nearby GPS/levelling stations (approx. 40 in
  total). Comparisons are performed with the German
  Combined QuasiGeoid 2005 and the EGG07.

Christian Voigt, Heiner Denker and Christian
Hirt. Regional Astrogeodetic validation of
GPS/Levelling Data and Quasigeoid Models.
Observing our Changing Earth, International
Association of Geodesy Symposia 133, 2009.
14
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
Secinajumi
Salidzinot piecus globalos Zemes gravitacijas
lauka modelus EGM2008, EGG97, Eigen05c,
Eigen06c, GO_CONS_GFC_2_DIR_R3, kuri
transformeti, lai pielagotu Latvijas augstumu
sistemai, ar pašreiz lietošana esošo Latvijas
gravimetrisko geoida modeli LV98 un
GNSS/nivelešanas punktu datiem, var secinat, ka
vislabaka atbilstiba ir EGM2008 un EGG97
modeliem. Pielietojot KTH metodi gravimetriska
geoida aprekiniem visai Latvijas teritorijai,
tika izmanti Latvijas Geotelpiskas informacijas
agenturas gravimetrisko merijumu dati Rigas
regionam un EGM2008 dati, rezultata iegutais
Rigas regiona geoida modela videja kvadratiska
kluda pec GNSS/nivelešanas punktu datiem ir 7,5
cm. Izmantojot šos gravimetrisko merijumu datus
un 2013.gada sakuma publiceta GOCE satelita
GO_CONS_GCF_2_DIR_R4 Zemes gravitacijas lauka
modela datus, Rigas regiona geoida modela videja
kvadratiska kluda ir 5 cm pec GNSS/nivelešanas
punktu datiem. DFHRS aprekinu metodes
pielietojums geoida aprekinam Latvijas
teritorija, pamatojoties uz GNSS/nivelešanas
datu kopu un EGG97 gravitacijas lauka modela
datiem, ir sekmigaks. Rezultata Latvijas
Republikas teritorijai ieguts geoida modelis ar
1,6 cm videjo kvadratisko kludu (pec
GNSS/nivelešanas punktu datiem). Astrogeodeziskas
vertikales novirzes izmanto ne tikai nacionalo
geoida modelu izveide, bet ari esošo modelu
validešana un lokalo modelu izveide.
15
Paldies!
Latvijas Universitates 72. zinatniska konference,
Astronomijas un geodezijas sekcija, 05.02.2014.
I.Janpaule. Latvijas geoida modela precizitates
uzlabošanas iespejas.