Combination of Soviet-Era Surface Gravity and Modern Satellite Data for Geoid Model Computation: A Case Study for Kazakhstan

2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/computation13110260
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Accurate geoid determination is essential for height system unification and for converting Global Navigation Satellite System (GNSS) ellipsoidal heights to orthometric heights. This study demonstrates a national-scale workflow that integrates digitized Soviet-era gravimetric maps at 1:200,000 scale with modern satellite and ancillary datasets to compute a high-resolution gravimetric geoid for Kazakhstan. Legacy gravity maps were systematically digitized, harmonized, and quality-controlled, then integrated with a global geopotential model (XGM2019e_2159) for long-wavelength information and a digital elevation model (FABDEM) for terrain corrections. Geoid computation employed the Least-Squares Modification of Stokes’ Formula, with spectral testing used to select optimal parameters; external control and validation relied on an extensive set of GNSS observations and geometric levelling benchmarks from the national network. The resulting geoid surface captures the country’s full topographic range-from the Caspian Depression to the Tien Shan and Altai. After regression-based removal of residual tilts linked to distortions in the Baltic 1977 height system, achieves a root-mean-square error of 0.066 m. The integrated use of 1:200,000 gravity maps and modern satellite-derived models yields accuracy improvements over widely used global solutions, establishing a consistent vertical reference for Kazakhstan and supporting datum modernization, GNSS-based heighting, infrastructure development, and environmental monitoring. These results show that digitized Soviet-era gravity maps, when fused with modern satellite datasets, can provide robust, high-accuracy geoid solutions.