Локальные модели геоида (квазигеоида)

Под локальной моделью высот геоида понимается совокупность значений высот, вычисленных в результате сопоставления эллипсоидальных высот H с нормальными Hᵞ на пунктах спутниковой сети:
В эти высоты геоида полностью входит ошибки эллипсоидальной высоты начального пункта GPS- сети, которая может достигать нескольких десятков метров. При правильной передаче координат по пунктам сети эта ошибка будет на всех точках постоянной, а превышения высот геоида
будут иметь высокую точность, что позволяет использовать полученные таким образом данные для изучения фигуры Земли.

Для создания локальной модели, нам нужно изучить и выбрать более точную модель геоида. Вашему вниманию представлены две наиболее известные глобальные модели силы тяжести Земли EGM96 и EGM2008, которые принадлежат одной глобальной системе координат – WGS-84, созданной сотрудниками Национального агентства геопространственной разведки США, NGA
С 1997 г. по 2008 г. в качестве модели реального гравитационного поля использовалась модель EGM96. В настоящее время в систему WGS-84 активно внедряется более точная и, соответственно, более сложная модель, EGM2008, также разработанная учеными NGA. В сравнении с моделью EGM96 с сеткой 15’x15’ модель EGM2008 дает высоту геоида по сетке 2.5’x2.5’ и 1’x1’ для любого участка поверхности Земли.

Точность новой глобальной модели геоида EGM2008, построенной, с использованием наземных, воздушных гравиметрических данных, результатов альтиметрии и содержащей набор гармонических коэффициентов геопотенциала до 2160-й степени, в части вычисления высот геоида над общеземным эллипсоидом WGS84 на данной территории зависит от детальности и точности использованных для ее построения данных.
Так, для территорий, обеспеченных детальными и качественными гравиметрическими данными, точность вычисления высот геоида, оцененная по сравнению с высотами геоида, полученными на контрольных точках из спутниковых координатных определений и геометрического нивелирования, составляет, по данным разработчиков, от
7,1 см (континентальная часть территории США, 4 200 контрольных точек) до 23 см в целом по территории земного шара (12 300 контрольных точек).

На территории РФ для района г.Москвы было проведено сравнение модели EGM2008 и модели EGM96.
В целом, по данным статистического анализа, закон распределения разностей близок к нормальному, систематическое смещение модели EGM2008 относительно модели EGM96 составляет +7,8 см при σ =20,5 см (данные приведены в таблице)
По результатам исследований можно сделать вывод для территории района Москвы, что модель EGM2008 существенно точнее модели EGM96, и ее можно рекомендовать для замены модели EGM96 в тех работах, в которых модель EGM96 использовалась.

В работах А.П. Решетова описано как, на территории Новосибирской области занимались разработкой методики получения нормальных высот с использованием глобальной модели геоида EGM2008 и исследованием точности получения нормальных высот и уклонений отвесной линии с помощью этой же модели.
Разработанная методика и построенная с ее применением на основании глобальной модели геоида EGM2008 модель геоида EGM2008_NSO.GEM, локализованная для территории Новосибирской области, позволяет на основании измеренных методом относительных спутниковых координатных определений геодезических высот вычислять в ПО LGO нормальные высоты с точностью, близкой к точности нивелирования IV класса.