Tóth Gyula MTA-BME Fizikai Geodézia és Geodinamika kutatócsoport

2011.02.16. MTA tudományos ülés 1

Magassági rendszereink kapcsolata földfelszíni és mesterséges holdas

mérések alapján – a magyarországi geoidkép pontosítása

Tóth Gyula

MTA-BME Fizikai Geodézia és Geodinamika kutatócsoport


Miről lesz szó?• Magassági rendszerek és kapcsolatuk• A magyarországi geoidkép pontosítása

– További adatok bevonása– Alkalmazható eljárások– Eredmények– Kutatási feladatok


Magassági rendszerek

39 – 46 méter (Magyarország területén)

1 cm/140 m (Kisgyőr)

1 cm/300 m (Budapest)


Gotthárd-bázisalagút• „Az alagútfúrók profi munkát végeztek: az

északról 20, délről 27 kilométer hosszú alagutak találkozásánál az eltérés vízszintesen 8 centiméter, függőlegesen mindössze 1 centiméter volt.” – www.iho.hu (2010.10.16.)


EOMA• Hagyományos magassági alaphálózatunk• Újramérése folyamatban van - folytatódni

fog?• A jövő: többcélú integrált geodéziai

alaphálózat (INGA)– földi és műholdas technológiák (szintezés,

gravimetria, GNSS, PS-InSAR)


Három EOMA poligon újraméréseForrás: Busics György

Geomatika Szeminárium, 2010.


A geoidkép pontosítása• Nélkülözhetetlen georeferencia a

geometriai és fizikai magasságok kapcsolatának megteremtéséhez

• Pontossági igény magas: 1-2 cm• A készülékgyártók beépítik a GNSS

vevőikbe a geoidmagasság adatbázist (pl. Leica, TopCon)


Korábbi geoidmeghatározások eredményei

• Csillagászati-gravimetriai szintezés (1976-80)

FAGRG80

önálló relatív elhelyezésű és tájékozású Kraszovszkij-féle ellipszoid

(izovon.: 0.2 m)


Földmérési és Távérzékelési Intézet (FÖMI )

• Gravimetriai geoidmeghatározások – FÖMI, Kenyeres A.

HGR95C HGEO99BHGEO2000 Geocentrikus elhelyezésű GRS80 ellipszoidra


BME ÁFGT• Gravimetriai geoidmeghatározások (MTA és OTKA)

HGTUB98 és HGTUB 2000

Geocentrikus elhelyezésű GRS80 ellipszoidra (izovon.: 0.1 m)


További adatok bevonása a geoidmeghatározásba

• Új geopotenciális modellek (EGM2008)• Eötvös-inga mérések• Asztrogeodéziai függővonal-elhaljások• OGPSH szintezett pontjai• SRTM domborzatmodell


EGM2008 modell (2190/2160 fok)

4,8 millió együttható, a modell felbontása < 9 km


Magyarországi Eötvös-inga mérések

~39000 pontban ~150 000 mérés (2010)


Asztrogeodéziai függővonal-elhajlások és OGPS szintezett pontjai

138 asztrogeodéziai pont 94 OGPS szintezett pont


SRTM3 felszínmodell (46 MP)


Alkalmazható eljárások• g nehézségi rendellenességek: Stokes-

integrál• Wxz, Wyz, W, Wxy:

Eötvös geodéziai peremértékfeladat• g + Wxz, Wyz, W, Wxy + legkisebb négyzetes (LKN) kollokáció


Geoidmagasságok számítási eljárása

geopotenciális modellnehézségi

rendellenességekfelszínmodell (DDM)

redukció

maradék nehézségi rendellenességek

geopotenciális modellből számított nehézségi rendellenességek

terepi korrekciók

maradék geoid

szintézisgeopotenciális

modellből számított geoidundulációk

indirekt hatás a geoidra

gravimetriai geoid


Eötvös peremértékfeladat• Az S földfelszínre vett integrálok az N

geoidundulációk és g nehézségi rendellenességek meghatározására az Eötvös-inga Wuv mérései alapján:

S

yzxzg

N

R

R

SWWE

E

g

Ndsincos

)(

)( **)1(

)1(

4

4 0

2

Sxy

g

N

R

R

SWWE

Ed2sin22cos

)(

)( **)2(

)2(

4

4 0

2


LKN kollokáció

• Adatok kombinációja – HGTUB2007-es megoldás GPM98CR és GRACE

GGM02C geopotenciál modellel (14764 mérés)– Új megoldás EGM2008-as modellel (Szűcs E.)

• A megoldás egy központi szerepet játszó kovariancia függvénnyel lehetséges

• Szükséges számítási kapacitás nagy


HGTUB2007 magyarországi kvázigeoid megoldás

• illesztett asztrogravimetriai, gradiometriai, GPS/szintezési kvázigeoid megoldás

• GPM98CR / GGM02CB geopotenciális modell (720 fokig)

• felhasznált adatok:– 6678 átlag szabadlevegő nehézségi rendellenesség 2’×3’

méretű blokkokra– 276 (2 × 138) asztrogeodéziai függővonal elhajlás– 7452 Eötvös-inga nehézségi gradiens összetevő– 95 GPS/szintezési pont– 267 EGG97 kvázigeoid magasság (az országon kívül)– DTM adatok: SRTM3


HGTUB2007 kvázigeoid undulációk

41

42.2

43

43.4

44

44

44.4

45.4

16 17 18 19 20 21 22

46

46.5

47

47.5

48

48.5

49


Új magyarországi kvázigeoid megoldás

• Kombinált LKN kollokációs kvázigeoid megoldás• EGM2008 geopotenciális modell (2190/2160 fokig)• A felhasznált adatok:

– 1244 pontbeli szabadlevegő nehézségi rendellenesség – 276 (2 × 138) asztrogeodéziai függővonal elhajlás– 28000 pontbeli Eötvös-inga nehézségi gradiens összetevők– 330 GPS/szintezési pont– SRTM3 felszínmodell adatok


EGM2008 és OGPSH geoidundulációk


OGPSH geoidunduláció eltérések és az újra szintezett EOMA

Forrás: Busics György és Szűcs Eszter

A keleti országrészben É-D irányban eloszló eltérések


EGM2008 – EGM96 geoidundulációk különbsége

-0.3

-0.1

0.1

0.9

16 17 18 19 20 21 22

46

46.5

47

47.5

48

48.5

49


Megállapítások, további kutatási feladatok

• Megbízható referencia adatok szükségesek a geoidfelület pontosításához (INGA, GNSS/EOMA I.r. szintezés, gravimetriai mérések, csillagászati zenitkamerával mért függővonal-elhajlások)

• Pontos(abb) geoidmegoldás a valóban megbízható adatok kombinációjával

• GOCE gradiométeres műhold méréseinek felhasználása (felbocsátva: 2009.03.17.)

• Geodinamikai szemlélet (időben változó nehézségi erőtér)


ESA GOCE űrgradiometria


GOCE geoid (ESA)


Köszönöm a figyelmet!

Documents

Tóth Gyula MTA-BME Fizikai Geodézia és Geodinamika kutatócsoport