Investigations of geoid models in Finland - Towards GNSS-related height system

Julkaisun otsikon käännös: Geoidimallien tutkimukset Suomessa

Timo Saari

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Jääkauden jälkeinen maankohoaminen muuttaa korkeuksia sekä niiden keskinäisiä suhteita Fenno-skandian alueella. Tästä johtuen, Suomen kansallinen korkeusjärjestelmä tulee päivittää sopivin välein. Korkeusjärjestelmät ovat perinteisesti perustuneet tarkkavaaitukseen, mikä on tarkka, mutta hidas, työläs sekä kallis menetelmä. Tässä väitöskirjassa tutkittiin moderneja, Global Navigation Satellite System (GNSS) -pohjaisia, korkeudenmääritysmenetelmiä, joilla voitaisiin korvata tarkkavaaitus Suomen seuraavaa kansallista korkeusjärjestelmää määritettäessä. GNSS-menetelmillä saadaan korkeus vertausellipsoidista, mikä on matemaattinen malli Maan muodosta. Ellipsoidikorkeuksilla ei täten ole sidosta fyysiseen Maan pintaan, eivätkä sisällä tietoa mihin suuntaan vesi virtaisi. Jotta ellipsoidikorkeuksille saadaan fyysinen merkitys, ja niitä voitaisiin käyttää kansallisissa korkeusjärjestelmissä, tarvitaan (kvasi)geoidimalli. GNSS-menetelmien arvioimisessa (kvasi)geoidimallien tarkkuuksilla on erittäin merkittävä rooli. Esitetyssä kenttäkokeessa vertailtiin korkeudenmääritysmenetelmiä, joista staattinen GNSS-mittaus osoittautui lupaavimmaksi. Menetelmällä on useita käytännön etuja tarkkavaaitukseen nähden, minkä lisäksi tulokset olivat hyvin lähellä toisiaan. Kokeessa kvasigeoidimallin sisältämät epävarmuudet kuitenkin mitätöityivät, johtuen havaintopisteiden läheisyydestä. Mallien epävarmuudet täytyisi huomioida laajemmissa, erityisesti valtakunnanlaajuisissa kampanjoissa. Suomen virallisen kvasigeoidimallin, FIN2005N00, julkaisemisen jälkeen painovoimasatelliitit Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE) ja Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) ovat mitanneet Maan painovoimakenttää ennennäkemättömällä tarkkuudella. Vertailimme kaikki tutkimuksemme aikaan saatavilla olevat GOCE- sekä GRACE-painovoimamallit Suomen alueella, missä tarkimmat mallit olivat jopa GOCE-satelliittia edeltäviä korkearesoluutioisia malleja tarkempia. Sopivin malli, DIR5, valittiin Suomen kvasigeoidi-laskentaan globaaliksi taustamalliksi, yhdessä EIGEN-6C4 kanssa. Kvasigeoidimallit arvioitiin Suomessa maa- ja merialueilla, joissa tutkimuksen uudet mallit olivat nykyisiä malleja tarkempia. Viimeisessä tutkimuksessa mittasimme Suomenlahdella GNSS-/painovoimakampanjan, jolla pyrittiin parantamaan sekä arvioimaan kvasigeoidimalleja merialueilla. Kampanjan painovoima-mittauksilla oli peräti 15 cm vaikutus kvasigeoidimalliin, mikä oli havaittavissa myös menetelmällä, jolla malleja arvioitiin GNSS-mittauksilla yhdessä merenpintamallien kanssa. Tämän väitöskirjan tulokset ovat merkittäviä Suomen seuraavan kansallisen kvasigeoidimallin luomiselle. Lisäksi, GNSS/geoidi -menetelmästä saatua tietoa tullaan hyödyntämään päätöksenteossa, missä valitaan menetelmä Suomen tulevan kansallisen korkeusjärjestelmän luomiselle.
Julkaisun otsikon käännösGeoidimallien tutkimukset Suomessa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Nordman, Maaria, Vastuuprofessori
  • Bilker-Koivula, Mirjam, Ohjaaja
  • Poutanen, Markku, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1028-9
Sähköinen ISBN978-952-64-1029-6
TilaJulkaistu - 2022
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • Geoidi
  • (kvasi)geoidimalli
  • valtakunnallinen korkeusjärjestelmä
  • painovoima
  • jääkauden jälkeinen maankohoaminen
  • Suomi

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Geoidimallien tutkimukset Suomessa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä