Contribuții privind determinarea ondulațiilor geoidului folosind modelele geopotențiale globale și date gravimetrice locale

Rezumat

Geoidul oferă informația de bază pentru diferite discipline ale Geomaticii, de la navigație, cartografie și topografie la lucrări de topografie inginerească, detectarea variaților curenților oceanici, studiul proprietăților interne ale Pământului în geofizică, seismologie și plăci tectonice.

În prezent, determinarea geoidului devine și mai importantă datorită:

dezvoltării GNSS;
necesității determinării parametrilor de transformare 3D dintre diverse sisteme de coordonate.

Elementul cel mai important în determinarea unui geoid gravimetric îl reprezintă formula lui Stokes, publicată în 1849, fiind una din cele mai importante formule ale geodeziei fizice. Ea permite determinarea ondulațiilor geoidului pe baza unei acoperiri globale cu anomalii ale gravității. Din considerente practice, zona de integrare a fost limitată la o calotă sferică în jurul punctului de calcul. Acest lucru a generat o serie de erori numite erori de trunchiere, erori care au condus la o serie de modificări ale formulei originale ale lui Stokes. Prima modificare a fost prezentată de Molodensky în 1962, urmat apoi de o serie de alți cercetători.

Teza este structurată pe șase capitole. Primul capitol conține o scurtă introducere privind definirea problematicii determinării ondulațiilor geoidului gravimetric și utilitatea acestuia. De asemenea, mai conține o enumerare a obiectivelor tezei și o prezentare a structurii acesteia.

Capitolul 2 conține o descriere a datelor utilizate la determinarea ondulațiilor geoidului gravimetric, prezentarea unor metode de verificare a preciziei acestora și influența lor asupra rezultatului final al determinărilor. În această categorie intră modelul digital altimetric al terenului, datele gravimetrice și modelele geopotențiale globale.

Capitolul 3 conține o descriere succintă a geoidului și cvasigeoidului, o prezentare a metodelor de determinare și un mod de conversie a altitudinilor între sistemul normal și sistemul ortometric, o prezentare a sistemelor de altitudini, o prezentare a metodei lui Stokes de determinare a ondulațiilor geoidului și a algoritmului “remove – restore”.

Capitolul 4 prezintă modalități de estimare a preciziei ondulațiilor geoidului pe baza propagării interne a erorilor și pe baza comparării ondulațiilor geoidului gravimetric cu cel geometric. Ultima variantă oferă și posibilitatea determinării unei suprafețe de corecție, care, utilizată împreună cu modelul geoidului gravimetric determinat, permite utilizarea acestuia în transformarea altitudinilor elipsoidale obținute prin GPS în altitudini ortometrice.

Capitolul 5 este rezultatul aplicării în practică a soluțiilor teoretice prezentate în celelalte capitole, fiind materializat într-un model al geoidului gravimetric pentru teritoriul României și în parametrii suprafeței de corecție necesari utilizării acestuia în determinările prin GPS. Algoritmul de calcul și relațiile matematice prezentate teoretic au fost implementate într-un pachet de programe de calcul elaborate de autor. Cu ajutorul acestuia s-au făcut toate verificările preliminare a datelor și calculele necesare determinărilor.

În capitolul 6 sunt prezentate concluziile rezultate în urma cercetărilor efectuate în cadrul acestui studiu.