A gravimetric geoid modelling for Argentina

Abstract

La siguiente tesis presenta un nuevo geoide gravimétrico (ARG05) de alta precisión y alta exactitud para la Republica Argentina. En el mismo se discuten la metodología y los datos utilizados para su cálculo y se plantean los trabajos futuros que se realizarán con el fin de mejorar su precisión y exactitud. ARG05 es un geoide gravimétrico puro. Las ondulaciones del geoide ARG05 se refieren al elipsoide geocéntrico GRS80 y fueron calculadas en una grilla de 5' x 5' cubriendo toda la Argentina (tierra y mar) desde los 20º y 55º de latitud sur y 53º a 76º de longitud oeste. El cálculo se realizó utilizando la técnica clásica remover-restaurar. La componente del geoide residual así como los efectos de terreno se calcularon utilizando la Transformada rápida de Fourier. Para el tratamiento de la topografía se empleó el segundo método de compensación de Helmert. ARG05 fue determinado en cuatro componentes. La primera componente fue calculada a partir del modelo de geopotencial EGM96, la segunda componte representa la contribución de los datos de gravedad reducidos por el modelo de geopotencial, la tercera componente fue determinada a partir de las correcciones topográficas en el geoide y la cuarta componente representa el efecto indirecto primario en el geoide. De comparaciones realizadas entre GPS y nivelación, se estima que la exactitud absoluta del nuevo geoide es de 32 cm en términos de desviación Standard. La concordancia relativa para toda la Argentina es de 1.4 a 0.2 ppm para líneas bases entre 15 y 115 kilómetros. También se presentan estudios preliminares y resultados de geoides marinos combinando altimetría satelital y datos de gravedad marinos. En el siguiente trabajo se enumeran los futuros trabajos a realizar haciendo hincapié en el análisis y evaluación de nuevos modelos de gravedad globales y modelos digitales de terreno y sus implicancias en la determinación práctica de geoides gravimétricos.

A new high-accuracy and high-precision gravimetric geoid model (ARG05) for Argentina has been computed. It will be used by the entire scientific community and has been developed using the most current updated databases as well as the most efficient theory and modern methodologies. ARG05 is a purely gravimetric geoid model. The geoid undulations refer to the geocentric ellipsoid GRS80 and they were computed on a 5' x 5' grid covering all of Argentina (both land and ocean regions), ranging from 21°S to about 55°S in latitude and 53°W (307E°) to about 76°W (284E°) in longitude. ARG05 was computed using the classical remove-compute-restore technique. The Fast Fourier Transform technique was employed in the computation of the residual geoid and terrain effects. Different methods of handling the topography in practical geoid determination have been studied, and both direct and indirect terrain effects had to be taken into account in order to generate a precise gravimetric geoid model for Argentina. The treatment of the topography in ARG05 was based on Helmert’s second method of condensation. ARG05 is developed in four components. The first component is determined from the EGM96 global geopotential model, the second component represents the contribution of the local gravity data reduced by the global field, the third component was determined from the contribution of the terrain corrections to the geoid, and the four component is the primary indirect effect on the geoid. From comparisons between Global Positioning System (GPS) and Argentinean Height Datum (GPS/levelling-derived) geoid undulations with ARG05, it is estimated that the absolute accuracy of the new geoid, after fit, is around 32 cm in terms of standard deviation. The relative agreement for the whole Argentina is 1.4 to 0.2 ppm for baselines between 15 km and 115 km. Preliminaries studies and results of high-resolution marine geoids solutions by combining satellite altimetry and shipborne data are also presented.