Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Вид на геоид Земли, предоставленный EGM96

В модели Земли гравитационная (ВОС) являются  геопотенциальными моделями Земли , состоящие из сферических гармонических коэффициентов , опубликованных Управление геоматики в Национальном агентстве геопространственной разведки (NGA). EGM используется в качестве геоида ведения WGS-84 .

Опубликованы три версии EGM: EGM84 с n = m = 180, EGM96 с n = m = 360 и EGM2008 с n = m = 2160. n и m - степень и порядки коэффициентов гармоник; чем они выше, тем больше параметров у моделей и тем они точнее. EGM2008 также содержит расширения до n = 2190. [1] Разработанные версии EGM называются PGM, предварительными гравитационными моделями. [2]

NGA предоставляет модель в двух форматах: в растровом изображении, записывающем высоту геоида по каждой координате с заданным разрешением, или в формате, обеспечивающем числовые параметры - коэффициенты - определяющие модель. [1]

Каждая версия EGM имеет свой собственный номер EPSG в качестве вертикальной точки отсчета .

История [ править ]

EGM84 [ править ]

Первый EGM, EGM84, был определен как часть WGS84. WGS84 сочетает в себе старый GRS 80 с последними на тот момент данными, а именно с доступными данными Доплера, спутниковой лазерной дальнометрии и интерферометрии со сверхдлинной базой ( VLBI ), а также с новым методом наименьших квадратов, называемым коллокацией. Это позволило определить модель с n = m = 180, предоставив растр для каждой половины градуса (30 футов, 30 минут) широты и долготы мира. [3] NIMA также вычислила и предоставила данные о аномалиях силы тяжести 30 футов × 30 футов, полученных с помощью геодезической миссии GEOSAT .

EGM96 [ править ]

EGM96 1996 года является результатом сотрудничества между Национальным агентством изображений и картографии (NIMA), Центром космических полетов имени Годдарда НАСА (GSFC) и Государственным университетом Огайо . Он воспользовался преимуществами новых данных о поверхностной гравитации из многих различных регионов земного шара, включая данные, недавно выпущенные из архивов NIMA. Основные данные о земной гравиметрии, полученные NIMA с 1990 года, включают аэрогравиметрические исследования над Гренландией и частями Арктики и Антарктики, проведенные Морской исследовательской лабораторией.(NRL) и совместные проекты сбора гравитации, некоторые из которых были предприняты с Университетом Лидса. Эти усилия по сбору улучшили объемы данных по многим регионам суши, включая Африку, Канаду, части Южной Америки и Африки, Юго-Восточную Азию, Восточную Европу и бывший Советский Союз. Кроме того, были предприняты значительные усилия по улучшению существующей базы данных NIMA о средних 30-футовых аномалиях путем внесения вкладов в различные страны Азии. EGM96 также включал аномалии, полученные с помощью высотомера, полученные из ERS-1 Kort & Matrikelstyrelsen (KMS), (National Survey and Cadastre, Дания) над частями Арктики и Антарктики, а также аномалии, полученные с помощью высотомера Schoene [1996] над море Уэдделла. Растр из EGM96 предоставляется с разрешением 15'x15 '. [1]

EGM96 - это составное решение, состоящее из: [4]

  1. комбинированное решение до степени и порядка 70,
  2. блочно-диагональное решение от 71 до 359 степени,
  3. и квадратурное решение в степени 360.

PGM2000A - это производная модель EGM96, которая включает нормальные уравнения для динамической топографии океана, подразумеваемые моделью общей циркуляции океана POCM4B .

EGM2008 [ править ]

Официальная гравитационная модель Земли EGM2008 была опубликована командой разработчиков EGM Национального агентства геопространственной разведки (NGA). Среди других новых источников данных миссия спутника GRACE предоставила модель глобальной гравитации с очень высоким разрешением. Эта гравитационная модель завершена до степени сферической гармоники и порядка 2159 (блочная диагональ) и содержит дополнительные коэффициенты, простирающиеся до степени 2190 и порядка 2159. Она обеспечивает размер растра 2,5'x2,5 'и точность, приближающуюся к 10 см. «Тестовые версии» EGM2008 включают PGM2004, 2006 и 2007. [2]

Как и все модели сферических гармоник, EGM2008 может быть усечен, чтобы иметь меньшее количество коэффициентов при более низком разрешении.

EGM2020 [ править ]

EGM2020 должен быть новым выпуском с той же структурой, что и EGM2008, но с повышенной точностью за счет включения новых данных. [5] Первоначально планировалось выпустить его в апреле 2020 года. [6] Предварительная версия XGM2016 была выпущена в 2016 году до степени и порядка (d / o) 719. [7] XGM2019e был выпущен в 2020 году до d / o. 5399 с другой структурой сфероидальных гармоник с последующим преобразованием обратно в сферические гармоники. [8]

См. Также [ править ]

  • Геоид
  • ETRS89
  • NAD83
  • WGS84

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c "Гравитационная модель Земли WGS 84" . earth-info.nga.mil . Проверено 30 июля 2019 .
  2. ^ a b Павлис, Николаос К .; Холмс, Саймон А .; Кеньон, Стив С .; Фактор, Джон К. (апрель 2012 г.). «Разработка и оценка гравитационной модели Земли 2008 (EGM2008)» . Журнал геофизических исследований: Твердая Земля . 117 (В4). DOI : 10.1029 / 2011JB008916 .
  3. ^ "WGS 84, N = M = 180 Модель гравитации Земли" . earth-info.nga.mil .
  4. ^ Lemoine, FG, SC Kenyon, JK Factor, RG Trimmer, NK Pavlis, DS Chinn, CM Cox, SM Klosko, SB Luthcke, MH Torrence, YM Wang, RG Williamson, EC Pavlis, RH Rapp and TR Olson (1998). Разработка совместной геопотенциальной модели EGM96, созданной совместно NASA GSFC и Национальным агентством по съемке и картированию (NIMA). NASA / TP-1998-206861, июль 1998 г. Частично доступно в Интернете.
  5. ^ Barnes, D .; Фактор, JK; Холмс, С.А.; Ingalls, S .; Presicci, MR; Beale, J .; Фехер, Т. (1 декабря 2015 г.). Гравитационная модель Земли 2020 . Осеннее собрание AGU. с. G34A – 03.
  6. ↑ Дэниел Барнс, Джим Бил, Сара Ингаллс, Ховард Смолл, Роуз Гэнли, Клифф Минтер, Мэнни Пресиччи (18 сентября 2019 г.). «EGM2020: Обновления» (PDF) . CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  7. ^ Ведро, R .; Fecher, T .; Barnes, D .; Фактор, JF; Холмс, С.А.; Грубер, Т .; Зингерле, П. (апрель 2018 г.). «Краткое примечание: экспериментальная модель геопотенциала XGM2016». Журнал геодезии . 92 (4): 443–451. DOI : 10.1007 / s00190-017-1070-6 .
  8. ^ Zingerle, P .; Pail, R .; Грубер, Т .; Ойкономиду, X. (июль 2020 г.). «Комбинированная модель глобального гравитационного поля XGM2019e» . Журнал геодезии . 94 (7): 66. DOI : 10.1007 / s00190-020-01398-0 .

Внешние ссылки [ править ]

  • EGM96: Совместная геопотенциальная модель NASA GSFC и NIMA
  • Гравитационная модель Земли 2008 (EGM2008)
  • GeographicLib предоставляет служебную программу GeoidEval (с исходным кодом) для оценки высоты геоида для моделей гравитации Земли EGM84, EGM96 и EGM2008. Вот онлайн-версия GeoidEval .
  • Библиотека компонентов трекера от Лаборатории военно-морских исследований США - это бесплатная библиотека Matlab с рядом подпрограмм гравитационного синтеза. Функцию getEGMGeoidHeightможно использовать для оценки высоты геоида в моделях EGM96 и EGM2008. Кроме того, с помощью spherHarmonicEvalфункции можно оценить гравитационный потенциал, ускорение и градиент силы тяжести (вторые пространственные производные потенциала) , как показано на DemoGravCode.