gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.00102gyroscopy-106Research ArticleСтатьиНовые результаты оценок современных глобальных ультравысокостепенных моделей гравитационного поля земли в мировом океанеNew Results of Estimation of Modern Global Ultrahigh-Degree Models of the Earth’s Gravity Field in the World OceanМихайловП. С.MikhailovP. S.

Михайлов Павел Сергеевич, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник 

Москва

Владимир

Moscow

Vladimir 

КонешовВ. Н.KoneshovV. N.

Конешов Вячеслав Николаевич, доктор технических наук, руководитель научного направления; действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением» 

Москва

Владимир

Moscow

Vladimir 

СоловьевВ. Н.Solov’evV. N.

Соловьев Владимир Николаевич, старший научный сотрудник

Москва

Владимир

 

Moscow

Vladimir 

ЖелезнякЛ. К.ZheleznyakL. K.

Железняк Леонид Кириллович, доктор технических наук, главный научный сотрудник 

Москва

Владимир

ФГБУН «Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук»; ФГБОУ ВО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»РоссияSchmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences; Vladimir State University named after Alexander and Nikolay StoletovRussian FederationИФЗ РАН; ВлГУРоссияSchmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences; Vladimir State University named after Alexander and Nikolay StoletovRussian FederationИФЗ РАНРоссияSchmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of SciencesRussian Federation2022200520253043653Copyright © Михайлов П.С., Конешов В.Н., Соловьев В.Н., Железняк Л.К., 20252025Михайлов П.С., Конешов В.Н., Соловьев В.Н., Железняк Л.К.Mikhailov P.S., Koneshov V.N., Solov’ev V.N., Zheleznyak L.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/106

С ростом точности и детальности современных глобальных моделей гравитационного поля Земли появляется больше возможностей их использования для решения региональных гравиметрических задач. При этом большее значение приобретают оценки имеющихся моделей в зависимости от региона и геоморфологии, а также способы прогнозирования достоверности данных в моделях с учетом масштаба и характера решаемой задачи. Статья посвящена новым оценкам современных моделей гравитационного поля в различных регионах Мирового океана и над различными геоморфологическими структурами. Оценки получены путем сравнения данных наиболее актуальных моделей гравитационного поля с данными высокоточных морских площадных и маршрутных съемок, выполненных во всех основных акваториях Мирового океана. Полученные результаты характеризуют модельное поле как перспективное и позволяют оценить пространственное распределение его погрешностей в Мировом океане. Предложен способ эффективного предварительного районирования модельного поля в океане. Рассмотрены особенности развития моделей гравитационного поля Земли с учетом их фактических точностей и разрешающих способностей, а также вопрос общей достоверности современных модельных данных в высокоширотной Арктике.

With the increase in accuracy and resolution of modern global models of the Earth’s gravity field, more opportunities have appeared to use them in solving the regional gravimetric problems. At the same time, the estimates of existing models depending on the region and geomorphology, as well as methods for predicting the reliability of data in models, taking into account the scale and nature of the problem being solved, become more important. The article is devoted to new estimates of modern models of the gravity field in various regions of the World Ocean and over various geomorphological structures. The estimates were obtained by comparing the data of the most relevant models of the gravity field with the data of high-precision marine areal and route surveys carried out in all major areas of the World Ocean. Based on the results, the model field is promising and it is possible to estimate the spatial distribution of model field errors in the World Ocean. A method for efficient preliminary zoning of a model field in the ocean is proposed. The features of the development of the Earth’s gravity field models are considered, taking into account their actual accuracy and resolution, as well as the issue of general reliability of modern model data in the high-latitude Arctic.

морская гравиметрияультравысокостепенные глобальные моделиспутниковая гравиметрияоценки точностигравитационное полеМировой океанmarine gravimetryultrahigh-degree global modelssatellite gravimetryaccuracy estimatesgravity fieldWorld OceanРабота выполнена при финансовой поддержке РНФ в рамках гранта 22-17-20035.ReferencesInce, E.S., Barthelmes, F., Reißland, S., Elger, K., Förste, C., Flechtner, F., Schuh, H., ICGEM – 15 years of successful collection and distribution of global gravitational models, associated services, and future plans, Earth System Science Data, 2019, no.11, pp. 647–674, doi:10.5194/essd-11-647-2019.Ince, E.S., Barthelmes, F., Reißland, S., Elger, K., Förste, C., Flechtner, F., Schuh, H., ICGEM – 15 years of successful collection and distribution of global gravitational models, associated services, and future plans, Earth System Science Data, 2019, no.11, pp. 647–674, doi:10.5194/essd-11-647-2019.Pavlis, N.K., Holmes, S.A., Kenyon, S.C., Factor, J.K., The development and evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008), J. Geophys. Res., 2012, vol. 117, iss. B4, B04406, doi:10.1029/2011JB008916.Pavlis, N.K., Holmes, S.A., Kenyon, S.C., Factor, J.K., The development and evaluation of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008), J. Geophys. Res., 2012, vol. 117, iss. B4, B04406, doi:10.1029/2011JB008916.Михайлов П.С., Конешов В.Н., Погорелов В.В., Спесивцев А.А., Соловьев В.Н., Железняк Л.К. Высокостепенные модели гравитационного поля Земли: история развития, оценка перспективности и разрешающей способности // Наука и технологические разработки. 2020. Том 99. № 4. С. 5–33.Михайлов П.С., Конешов В.Н., Погорелов В.В., Спесивцев А.А., Соловьев В.Н., Железняк Л.К. Высокостепенные модели гравитационного поля Земли: история развития, оценка перспективности и разрешающей способности // Наука и технологические разработки. 2020. Том 99. № 4. С. 5–33.Garcia, E.S., Sandwell, D.T., Smith, W.H.F., Retracking CryoSat-2,Envisat and Sentinel-6/Jason-CS-1 radar altimetry waveforms for improved gravity field recovery, Geophysical Journal International, 2014, vol. 196, no. 3, pp. 1402–1422, doi: 10.1093/gji/ggt469.Garcia, E.S., Sandwell, D.T., Smith, W.H.F., Retracking CryoSat-2,Envisat and Sentinel-6/Jason-CS-1 radar altimetry waveforms for improved gravity field recovery, Geophysical Journal International, 2014, vol. 196, no. 3, pp. 1402–1422, doi: 10.1093/gji/ggt469.Конешов В.Н., Михайлов П.С., Железняк Л.К., Соловьев В.Н. Оценка перспективности и разрешающей способности ультравысокостепенных моделей гравитационного поля Земли // Геофизические исследования. 2021. Том 22. №1. С. 40–53. DOI: 10.21455/std2020.4-1.Конешов В.Н., Михайлов П.С., Железняк Л.К., Соловьев В.Н. Оценка перспективности и разрешающей способности ультравысокостепенных моделей гравитационного поля Земли // Геофизические исследования. 2021. Том 22. №1. С. 40–53. DOI: 10.21455/std2020.4-1.Lee, D, Acharya, T.D., Comparison of complete bouguer anomalies from satellite marine gravity models with shipborne gravity data in East Sea, Korea, Journal of Marine Science and Technology, 2017, vol.25, no.6. pp. 625–632, doi: 10.6119/JMST-017-1226-01.Lee, D, Acharya, T.D., Comparison of complete bouguer anomalies from satellite marine gravity models with shipborne gravity data in East Sea, Korea, Journal of Marine Science and Technology, 2017, vol.25, no.6. pp. 625–632, doi: 10.6119/JMST-017-1226-01.Рыжова Д.А., Коснырева М.В., Дубинин Е.П., Булычев А.А. Геолого-геофизическое строение тектоносферы Мозамбикского и Мадагаскарского хребтов // Геофизические исследования. 2021. Т. 22. № 3. С.53–69. DOI: 10.21455/gr2021.3-4.Рыжова Д.А., Коснырева М.В., Дубинин Е.П., Булычев А.А. Геолого-геофизическое строение тектоносферы Мозамбикского и Мадагаскарского хребтов // Геофизические исследования. 2021. Т. 22. № 3. С.53–69. DOI: 10.21455/gr2021.3-4.Bai, Y., Li, M., Wu, S., Dong, D., Gui, Z., Sheng, J., Wang, Z., Upper mantle density modelling for large-scale Moho gravity inversion: case study on the Atlantic Ocean, Geophysical Journal International, 2019, vol. 216, issue 3, pp. 2134–2147, doi: 10.1093/gji/ggz003.Bai, Y., Li, M., Wu, S., Dong, D., Gui, Z., Sheng, J., Wang, Z., Upper mantle density modelling for large-scale Moho gravity inversion: case study on the Atlantic Ocean, Geophysical Journal International, 2019, vol. 216, issue 3, pp. 2134–2147, doi: 10.1093/gji/ggz003.Balmino, G., Vales, N., Bonvalot, S., Briais, A., Spherical harmonic modelling to ultra-high degree of Bouguer and isostatic anomalies, Journal of Geodesy, 2012, no 86, pp. 499–520.Balmino, G., Vales, N., Bonvalot, S., Briais, A., Spherical harmonic modelling to ultra-high degree of Bouguer and isostatic anomalies, Journal of Geodesy, 2012, no 86, pp. 499–520.Zingerle, P., Pail, R., Gruber, T., Oikonomidou, X., The combined global gravity field model XGM2019e, Journal of Geodesy, 2020, vol. 94, Article number: 66, doi: 10.1007/s00190-020-01398-0.Zingerle, P., Pail, R., Gruber, T., Oikonomidou, X., The combined global gravity field model XGM2019e, Journal of Geodesy, 2020, vol. 94, Article number: 66, doi: 10.1007/s00190-020-01398-0.Sandwell, D.T., Müller, R.D., Smith, W.H.F., Garcia, E., Francis, R., New global marine gravity from CryoSat-2 and Jason-1 reveals buried tectonic structure, Science, 2014, vol. 346, no. 6205, pp. 65–67, doi: 10.1126/science.1258213.Sandwell, D.T., Müller, R.D., Smith, W.H.F., Garcia, E., Francis, R., New global marine gravity from CryoSat-2 and Jason-1 reveals buried tectonic structure, Science, 2014, vol. 346, no. 6205, pp. 65–67, doi: 10.1126/science.1258213.Wei Liang, Jiancheng Li, Xinyu Xu, Shengjun Zhang, Yongqi Zhao, A High-Resolution Earth’s Gravity Field Model SGG-UGM-2 from GOCE, GRACE, Satellite Altimetry, and EGM2008, Research Geodesy and Survey Engineering, 2020, vol. 6, issue 8, pp. 860–878.Wei Liang, Jiancheng Li, Xinyu Xu, Shengjun Zhang, Yongqi Zhao, A High-Resolution Earth’s Gravity Field Model SGG-UGM-2 from GOCE, GRACE, Satellite Altimetry, and EGM2008, Research Geodesy and Survey Engineering, 2020, vol. 6, issue 8, pp. 860–878.Andersen, O.B., Marine Gravity and Geoid from Satellite Altimetry. Geoid Determination – Theory and Methods, Lecture Notes in Earth Science, Springer, 2013, vol. 110, pp. 401–451.Andersen, O.B., Marine Gravity and Geoid from Satellite Altimetry. Geoid Determination – Theory and Methods, Lecture Notes in Earth Science, Springer, 2013, vol. 110, pp. 401–451.Дробышев Н.В., Железняк Л.К., Клевцов В.В., Конешов В.Н., Соловьев В.Н. Методы и проблемы изучения гравитационного поля океана // Геофизические исследования. 2006. №5. С. 32–52.Дробышев Н.В., Железняк Л.К., Клевцов В.В., Конешов В.Н., Соловьев В.Н. Методы и проблемы изучения гравитационного поля океана // Геофизические исследования. 2006. №5. С. 32–52.Конешов В.Н., Непоклонов В.Б., Погорелов В.В., Соловьев В.Н., Афанасьева Л.В. Изученность гравитационного поля Арктики – состояние и перспективы // Физика Земли. 2016. №3. С. 113–122. DOI: 10.7868/S0002333716030054.Конешов В.Н., Непоклонов В.Б., Погорелов В.В., Соловьев В.Н., Афанасьева Л.В. Изученность гравитационного поля Арктики – состояние и перспективы // Физика Земли. 2016. №3. С. 113–122. DOI: 10.7868/S0002333716030054.Пешехонов В.Г., Соколов А.В., Железняк Л.К., Береза А.Д., Краснов А.А. Вклад навигационных технологий в создание мобильных гравиметров // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. №4. С. 162–180. DOI: 10.17285/0869-7035.0018.Пешехонов В.Г., Соколов А.В., Железняк Л.К., Береза А.Д., Краснов А.А. Вклад навигационных технологий в создание мобильных гравиметров // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. №4. С. 162–180. DOI: 10.17285/0869-7035.0018.Соколов А.В., Краснов А.А., Конешов В.Н., Глазко В.В. Первая высокоточная морская гравиметрическая съемка в районе Северного полюса Земли // Физика Земли. 2016. №2. С. 109–113. DOI: 10.7868/S0002333716020125.Соколов А.В., Краснов А.А., Конешов В.Н., Глазко В.В. Первая высокоточная морская гравиметрическая съемка в районе Северного полюса Земли // Физика Земли. 2016. №2. С. 109–113. DOI: 10.7868/S0002333716020125.Соколов А.В., Краснов А.А. Современный комплекс программно-математического обеспечения мобильного гравиметра «Чекан-АМ» // Гироскопия и навигация. 2015. №2 (89). С. 118–131. DOI: 10.17285/0869-7035.2015.23.2.117-130.Соколов А.В., Краснов А.А. Современный комплекс программно-математического обеспечения мобильного гравиметра «Чекан-АМ» // Гироскопия и навигация. 2015. №2 (89). С. 118–131. DOI: 10.17285/0869-7035.2015.23.2.117-130.Andersen, O.B., Knudsen, P., Berry, P.A.M., The DNSC08GRA global marine gravity field from double retracked satellite altimetry, Journal of Geodesy, 2010, vol. 84, no. 3, pp. 191–199, doi:10.1007/ s00190-009-0355-9.Andersen, O.B., Knudsen, P., Berry, P.A.M., The DNSC08GRA global marine gravity field from double retracked satellite altimetry, Journal of Geodesy, 2010, vol. 84, no. 3, pp. 191–199, doi:10.1007/ s00190-009-0355-9.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.