پديد آورندگان :
كريمي، روح اله دانشگاه تفرش -گروه ژئودزي و مهندسي نقشه برداري , آزموده اردلان، عليرضا دانشگاه تهران -دانشكده مهندسي نقشه برداري و اطلاعات مكاني - پرديس دانشكده هاي فني , عبادي، امير دانشگاه تهران -دانشكده مهندسي نقشه برداري و اطلاعات مكاني - پرديس دانشكده هاي فني
كليدواژه :
مدلسازي محلي ميدان ثقل , مسأله مقدار مرزي ژئودتيكي , حذف-محاسبه-بازگشت , داده گراني زميني , ژئوئيد
چكيده فارسي :
مدلسازي جهاني ميدان ثقل زمين با استفاده از مشاهدات ماهواره‌هاي ثقل‌سنجي و دادههاي گراني زميني و ديگر دادههاي ژئودتيكي انجام شده است كه مدلهاي جهانيEGM2008 و EIGEN-6C4 نمونه‌اي از آنها هستند كه تا درجه و مرتبه 2190 بسط يافته‌اند. به‌علت دقت محدود و ناهمگن اين مدل‌ها در مناطق مختلف، مدلسازي محلي ميدان ثقل از طريق حل مسأله مقدار مرزي ژئودتيكي با استفاده از دادههاي گراني زميني همواره مورد توجه بوده است. در ايران نيز شبكه چندمنظوره با رزولوشن حدود 5 دقيقه كماني براي ايجاد دادههاي زميني مورد نياز مانند گراني، تعيين موقعيت سه بعدي و ارتفاع ارتومتريك، طراحي شده و درحال مشاهده است. در خصوص دادههاي گراني سوال مهمي كه مطرح است اين است كه رزولوشن اين دادهها در مدلسازي محلي تا چه اندازه مهم است و آيا با هر داده گراني زميني و با هر رزولوشني ميتوان مدلهاي محلي با دقتي بيشتر از مدلهاي جهاني داشت؟ از همين‌رو در مقاله حاضر موضوع تأثير رزولوشن دادههاي گراني زميني ايران در تعيين ژئوئيد محلي و مقايسه آن با ژئوئيدهاي جهاني مورد مطالعه قرار گرفته است. به همين منظور در محدوده ايران چهار منطقه آزمون با رزولوشن‌هاي متفاوت انتخاب شد. در هر منطقه آزمون، با استفاده از حل مسأله مقدار مرزي ژئودتيكي بر اساس تكنيك حذف-محاسبه-بازگشت، ژئوئيد محلي براي هر منطقه محاسبه شد. از آنجاييكه در تكنيك حذف-محاسبه-بازگشت، نياز به مدل رفرانس است، از مدل جهاني EGM2008 تا درجه و مرتبه‌هاي 360، 720، 1080 و 2160 به عنوان مدلهاي رفرانس استفاده شده است. سپس ژئوئيد محلي در اين مناطق با ژئوئيدهاي جهاني براساس همين مدلهاي رفرانس در نقاط GPS/Leveling مقايسه شد. نتايج مقايسه نشان ميدهد كه علاوه بر دقت دادههاي گراني زميني، رزولوشن آنها نيز در تعيين ژئوئيد بسيار حايز اهميت است و با هر رزولوشني نميتوان ژئوئيد محلي بهتري نسبت به ژئوئيد جهاني بدست آورد. همچنين در اين مقاله نشان داده شده است كه ژئوئيد محلي با استفاده از دادههاي گراني زميني وقتي نسبت به ژئوئيد جهاني متناظر بهبود دارد كه رزولوشن دادههاي گراني مورد استفاده بهتر از رزولوشن متناظر با درجه و مرتبه مدل ژئوپتانسيلي جهاني باشد.
چكيده لاتين :
Abstract: (615 Views)
By increasing the accuracy and resolution of gravity data derived from terrestrial, airborne and satellite methods, the accuracy and resolution of global geopotential models have significantly been improved. For example, EGM2008 and EIGEN-6C4 are among the most accurate global geopotential models which have been expanded up to degree 2190. Nevertheless, global geopotential models do not have an adequate accuracy everywhere. Therefore, the local gravity field modeling based on the geodetic boundary value problem approach and the local gravity data has always been an interesting subject. In Iran, first-, second- and third-order gravity networks with the spatial resolutions 30ʹ, 15ʹ, and 5ʹ have been designed for geodetic applications. Now, these important questions arise: (1) How important is the spatial resolution of the ground gravity data in the local modeling? (2) Can local gravity data with any resolution improve the global models? To answer these questions, the effect of the spatial resolution of the Iranian ground gravity data to determine the local geoid based on the geodetic boundary value problem solution by the remove-compute-restore technique is studied. In this line, four regions over Iran with different spatial resolutions are selected as test regions. Region 1 consists of 1738 gravity data with spatial resolution 5.7ʹ, region 2 consists of 165 gravity data with spatial resolution 21.6ʹ, region 3 consists of 234 gravity data with spatial resolution 18ʹ and region 4 consists of 1728 gravity data with spatial resolution 5.7ʹ. Then, the geodetic boundary value problem is separately solved for each region, where the EGM2008 global model up to degrees 360, 720, 1080 and 2160 is used as reference model. Finally, the computed local geoids and the global geoids are compared with the GPS/Leveling geoid. From results we found that the local geoid in the regions 1 and 4 has an accuracy of about 23 cm in terms of the root mean square error (RMSE), while the local geoid in the regions 2 and 3 has an accuracy of about 32 cm. This means that the local geoid in the regions 1 and 4, where the spatial resolution of gravity data is higher, is more accurate than the local geoid in the regions 2 and 3. Moreover, we found that the local geoid of region 1 is more accurate than the global geoids up to degrees 360, 720 and 1080, while the accuracy of the local geoid is consistent with the global geoid up to degree 2160. Such a result is obtained for the region 4. For the regions 2 and 3, the local geoid is more accurate than the global geoid only up to degree 360, while the accuracy of the local geoid is consistent with the global geoids up to degrees 720, 1080 and 2160. This is due to the fact that the spatial resolution of gravity data in the regions 1 and 4 is 5.7ʹ which is equivalent to degree about 2160, while the spatial resolution of gravity data in the regions 2 and 3 are 21.6ʹ and 18ʹ, respectively, which are equivalent to degrees about 500 and 600. Therefore, it is concluded that when the spatial resolution of ground gravity data is lower than the corresponding degree of the reference model, the local geoid does not outperform the corresponding global geoid.
