| Journal: | Boletim de ciencias geodesicas |
| Database: | PERIÓDICA |
| System number: | 000406950 |
| ISSN: | 1413-4853 |
| Authors: | Rio, Eduardo del1 |
| Institutions: | 1Kyoto University, Graduate School of Science, Kyoto. Japón |
| Year: | 2014 |
| Season: | Abr-Jun |
| Volumen: | 20 |
| Number: | 2 |
| Pages: | 334-353 |
| Country: | Brasil |
| Language: | Inglés |
| Document type: | Artículo |
| Approach: | Analítico, descriptivo |
| English abstract | The geoid is the reference surface used to measure heights (orthometric). These are used to study any mass variability in the Earth system. As the Earth is represented by an oblate spheroid (Ellipsoid), the geoid is determined by geoidal undulations (N) which are the separation between these surfaces. N is determined from gravity data by Stokes's Integral. However, this approach takes a Spherical rather than an Ellipsoidal Earth. Here it is derived a Partial Differential Equation (PDE) that governs N over the Earth by means of a Dirichlet problem and show a method to solve it which precludes the need for a Spherical Earth. Moreover, Stokes's Integral solves a boundary value problem defined over the whole Earth. It was found that the Dirichlet problem derived here is defined only over the region where a geoid model is to be computed, which is advantageous for local geoid modeling. Moreover, the method eliminates several of the sources of uncertainty in Stokes's Integral. However, estimates indicate that the errors due to discretization are very large in this new method which calls for its modification. So, here it is also proposed an optimal combination of techniques by means of a Hybrid method and shown that it alleviates the uncertainty in Finite Difference Method. Moreover, a rigorous error analysis indicates that the Hybrid method proposed here may well outperform Stokes's Integral |
| Portuguese abstract | O geóide é a superfície de referência utilizada para se medire altitudes (ortométrica). Estas são utilizadas para estudar qualquer variação de massa no sistema terrestre. Como a Terra é representada por um esferóide oblatado (elipsóide), o geóide é determinado por meio de ondulações geoidais (N) que são a separação entre essas superfícies. N é determinado a partir de dados gravitacionais pela integral de Stokes. Todavia, esta abordagem considera uma Terra esférica ao invés de elipsóidica. Neste artigo é deduzida uma equação diferencial parcial (sigla em inglês PDE) que governa N ao redor da Terra por vias de um Problema de Dirichlet. Também mostra-se aqui um método para resolver esta PDE que dispensa a necessidade de uma Terra esférica. Além do mais, a Integral de Stokes resolve um problema de valor de contorno definido por toda a Terra. Descobriu-se que o Problema de Dirichlet aqui proposto está definido apenas ao longo da região de cálculo o que é vantajoso para modelamento local do geóide. Além do mais, o método elimina diversas das fontes de incertezas presentes na Integral de Stokes. Todavia, estimativas indicam que o erro devido à discretização é muito grande neste novo método o que pede por modificações. Sendo assim, aqui também propõe-se uma combinação ótima de técnicas por meio de um método Híbrido. Mostra-se que que este método híbrido atenua as incertezas do método das Diferenças Finitas. Além do mais, uma rigorosa análise de erros indica que o método Híbrido aqui proposto pode bem desempenhar melhor do que a Integral de Stokes |
| Disciplines: | Geociencias, Ciencia y tecnología |
| Keyword: | Tecnología, Cartografía, Geodesia, Geoide, Elipsoides, Problema de Dirichlet |
| Keyword: | Earth sciences, Science and technology, Technology, Cartography, Geodesy, Geoid, Ellipsoids, Dirichlet problem |
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