Физика Земли, 2020, № 2, стр. 115-126

Особенности сравнительной оценки глобальных моделей гравитационного поля земли

В. Н. Конешов 1, В. Б. Непоклонов 1 2*, Е. С. Спиридонова 2, М. В. Максимова 2

1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
г. Москва, Россия

2 Московский государственный университет геодезии и картографии
г. Москва, Россия

* E-mail: vbnep@miigaik.ru

Поступила в редакцию 21.03.2019
После доработки 29.10.2019
Принята к публикации 31.10.2019

Аннотация

Экспериментальным путем проведено сравнительное исследование современных глобальных моделей гравитационного поля Земли (ГПЗ) в виде сферических гармоник геопотенциала. Его актуальность связана с ростом числа моделей и повышением требований к результатам моделирования. Полученные сравнительные характеристики базируются на результатах статистической обработки модельных значений высот квазигеоида и аномалий силы тяжести в общеземном и региональном масштабах (на примере региона Арктики и территории России). Новизна полученных результатов обусловлена количеством исследованных моделей, их составом и методикой исследования. Исследованы 103 модели (3 – отечественные, 100 – зарубежные), в том числе модели низкого, среднего, высокого и сверхвысокого пространственного разрешения. Оценено влияние на статистические характеристики параметров ГПЗ сближения (непараллельности) меридианов расчетных точек, которое, по полученным оценкам, может быть значительным. Показано, что для его учета может использоваться модифицированный способ, предусматривающий введение весовых множителей. Проведен анализ расхождений между моделями в различных комбинациях, позволивший оценить вклад новых данных космической геодезии, полученных с использованием систем “спутник–спутник” и спутниковой градиентометрии. Показана целесообразность учета внутригрупповых, межгрупповых и межрегиональных различий между исследуемыми моделями.

Ключевые слова: сферические гармоники потенциала, высота квазигеоида, весовые множители, космическая геодезия, спутниковая градиентометрия.

DOI: 10.31857/S0002333720020040

Список литературы

  1. Мориц Г. Современная физическая геодезия. Пер. с англ. М.: Недра. 1983. 392 с.

  2. Непоклонов В.Б., Максимова М.В. Координатная основа пространственных данных как объект геоинформационного анализа и моделирования // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2016а. № 1. С. 22–28.

  3. Непоклонов В.Б., Максимова М.В., Абакушина М.В. Анализ динамики системы математических моделей гравитационного поля Земли // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2016б. № 3. С. 8–14.

  4. Сугаипова Л.С. О планируемых проектах спутниковой гравиметрии // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2015. № 6. С. 3–8.

  5. Яшкин С.Н. Спутниковая градиентометрия и системы “спутник–спутник”. М.: изд-во МИИГАиК. 2009. 112 с.

  6. Hwang C., Yu-Chi Kao. Spherical harmonic analysis and synthesis using FFT: Application to temporal gravity variation // Computers and Geosciences. 2006. V. 32. P. 442–451.

  7. International Centre for Global Earth Models (ICGEM) – URL: http://icgem.gfz-potsdam.de/home. (Дата обращения: 28.10.2019 г.).

  8. McAdoo D.C., Farrell S.L., Laxon S., Ridout A., Zwally H.J., Donghui Yi. Gravity of the Arctic Ocean from satellite data with validations using airborne gravimetry: Oceanographic implications // J. geophysical research: oceans. 2013. V. 118. P. 917–930.

  9. Pavlis N.K., Holmes S.A., Kenyon S.C., Factor J.K. An Earth Gravitational Model to Degree 2160: EGM2008 / EGU General Assembly 2008. Vienna, Austria, April 13–18, 2008. URL: http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/ egm2008

  10. Xiong Li, Götze H.-J. Tutorial. Ellipsoid, geoid, gravity, geodesy, and geophysics // Geophysics. 2001. V. 66. № 6. P. 1660–1668.

Дополнительные материалы отсутствуют.