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최신 지구중력장모델(EGMs)의 남한지역 적용 평가
Evaluation of the new Earth Gravity Models with GPS-leveling data in South Korea 원문보기

한국측량학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집, 2006 Apr. 01, 2006년, pp.99 - 104  

이용창 (시립인천전문대학 토목공학과)

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The new gravity field combination models are expected to improve the knowledge of the Earth's global gravity field. This study evaluates eleven global gravity field models derived from gravimetry and altimetry surface data in a comparison with ground truth in South Korea. Geoid heights obtained from...

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제안 방법

  • 2006년 3월 발표된 EIGEN-GL04C 중력장모델과 기 발표된 EIGEN-CG03C, EIGEN-CG01C, EGM96, 0SU91A, PGM2000A 및 GGM02C 지구중력장모델을 국내 내륙에 분포한 80개 기준점에 적용하고 GPS/Leveling에 의한 결과를 기준으로 지오이드고(height anomaly)의 거동을 비교 . 고찰한 결과 평균, 표준 편차 ±20cm~30cm(과대편차 제외 시), 최대 +lm 이내의 편차 분포를 확인할 수 있었고 GNSS 시대 위성에 의한 효율적인 정표고 산정 및 중력장모형의 보정을 위해서는 다양한 중력관측 자료의 확보와 이들의 조합 처리에 의한 한국형 지오이드고 모델이 절실함을 알 수 있었다.
  • 고찰한다. 또한 최근에 발표된 EIGEN-GL04C 및 CG03C 모형의 국내 적용 시 지오이드고 편차를 보정할 수 있는 지형보정요소에 상응하는 보정모형을 GPS/Leveling에 의한 지오이드고 편차로부터 도출하고 신뢰성을 검토하며 아울러 GNSS 시대에 대비한 향후, 국내 지오이드고 산정 방안을 제시한다.
  • 최근 들어 지구중력장모형의 중요성이 강조되고 고해상도의 급수 (n=m=360, degree=n, order=m)를 해석할 수 있는 모델링기술의 향상과 지표면 중력자료의 확대, CHAMP,GRACE 위성 등 첨단기술에 힘입어 기존의 모형에 비해 현격히 향상된 지구중력장 모형이 발표되고 있다.본 연구에서는 EIGEN-GL04C, EIGEN-CG03C, EIGEN-CG01C, EGM96, OSU91A, PGM2000A 및 GGM02C지구중력장 모형을 이용하여 우리나라 내륙지역에 대한 지오이드고height anomaly), 중력이상(gravity anomaly) 및 중력섭동(gravity disturbance)의 거동을 GPS/Leveling에 의한 결과를 중심으로 비교 . 고찰한다.
  • 유일한 차이점 은 위성자료 처리 시 단주기 질량변동을 보정하기 위해 사용되는 해양모델로서 GRGS에서는 'barotropic model MOG2D'를 GFZ에서는 'baroclinic model OMCT'를 사용한 점이다. 사용된 지표면자료는 새로운 GFZ 평균해면고(MSSH)모델 (T. Schbne and S. Esselborn 2005, personal communication) - ECCO 해면지형 (즉, EIGEN-CG03C: CLS01 MSSH minus ECCO)로 부터 산정 된 해 양에 대한 지 오이 드 기 복을 제외하고 EIGEN-CG03C와 동일하며 문제시 되는 자료는 EIGEN 값으로 대체 된다. 앞선 지구 중력장 모델과 같이 EIGEN-GL04C 모델은 n=m=360의 조합모델로서 1파장의 공간범위는 110km이'다.
  • 본 연구자의 그동안 선행 연구에서 축적된 국내지역의 삼각점 30점 및 수준점 50점 총 80개 측점에 대한 GPS 관측결과와 정표고를 활용 . 산정한 GPS/Levelling에 의한 지오이드 고를 기준으로 7가지 지 구중력장 모델에 의한 지오이드고와 비교, 각 모델의 경향과 특성을 고찰하며 남한지역에 적용시 적합 성을 검토하였다. 표2 및 그림3은 GPS/Levelling 및 EGM 지오이드 고간 편차를 중력장 모델 별로 삼 각점 및 수준점의 조합조건에 따라 통계처리하고 도시한 것이다.

대상 데이터

  • EIGEN-GRACE01S 중력장 모델은 2002년 8월과 11월 에 수집된 39일간의 예비 GRACE 비행자료에 근간하여 구성되었고 최신의 CHAMP 중력장 모델에 비해 최소 5배 이상 정확하고 CHAMP 이전 위성 만에 의한 중력장 모델에 비해서는 약 50배 이상 정확 하다. EIGEN-GRACE02S 중파장 중력장모델은 110일간의 GRACE 추적 자료로부터 구성된 것이다. EIGEN- CG01C 중력장모델은 860일간의 CHAMP 및 200일간의 GRACE 위성중력자료에 0.
  • 본 연구자의 그동안 선행 연구에서 축적된 국내지역의 삼각점 30점 및 수준점 50점 총 80개 측점에 대한 GPS 관측결과와 정표고를 활용 . 산정한 GPS/Levelling에 의한 지오이드 고를 기준으로 7가지 지 구중력장 모델에 의한 지오이드고와 비교, 각 모델의 경향과 특성을 고찰하며 남한지역에 적용시 적합 성을 검토하였다.
  • 5 deg gravimetry, altimetry 표면자료를 조합하여 구성한 모델이다. 위성관측자료는 Potsdam에 있는 GFZ(GRACE ; 2003년 2월~2005년 7월, 2004년 1월 자료 제외) 및 Toulouse에 있는 GRGS(GRACE 및 LAGEIS ; 2003년 2월 ~ 2005년 2월에서 해석하였다. Arc length (GRACE: 1 day, LAGEOS: lOd)와 같은 처리 표준, 중력장모델 (EIGEN -CG03C), ocean tide model (FES2004) 또는 ocean pole tide model (Desai 2002)은 두 장소 모두 동일한 조건이다.
  • 그러나 GNSS 시대, 2007년부터 세계타원체로 전환하면서 GPS와 GALILEO 위성을 이용한 3차원 위치결정이 사회 전반에 보편화될 전망으로 국가차원의 지오이드고 모델의 구축이 매우 절실한 상황에 있다. 지오이드고 결정에는 육상, 해상 및 항공에서 취득한 중력자료, 위성 Altimeter 자료 및 GPS ./Levelling 자료와 해당지역의 지형보 정자료 등을 종합적으로 해석하여 모형 화 할 수 있는데 가장 대표적인 모형이 구면조화함수로 표현된 지구 중력장모형이다.
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