Determination A Gravimetric Geoid Modeling For Sudan Using Least-Squares Collocation, Recent GGMs, And Three Types Of Dem Techniques.

Osman, Anas Sharafeldin Mohamed (2022) Determination A Gravimetric Geoid Modeling For Sudan Using Least-Squares Collocation, Recent GGMs, And Three Types Of Dem Techniques. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6016201015-Master_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (16MB)

Abstract

The primary purpose of this study is to compute a new gravimetric geoid model for Sudan by using the least-square collocation technique (LSC method) and applying the remove-compute-restore (RCR) technique. The computation of the model contains different datasets, which are the gravity contribution of the model TIM_R6e degree/order 300, BGI free-air gravity dataset in Sudan, GPS/levelling data, and high-resolution topographic information from ASTER digital elevation model. Also, in this study, eight types of the latest releases global geopotential models have been used for evaluation process, in the evaluation process we focused only on spherical harmonics (SH) from degree/order 100 up to d/o 360 with the gradual step of 10. We have done the GGMs evaluations by using three techniques of assessment; the first technique was by using the global validation of the GGMs by applying the degree variances differences in terms of geoid heights, gravity anomalies and signal-to-noise ratio (SNR); the second technique has been done by evaluating the availability of the spectral grid data of the selected GGMs compared against EGM2008; and the last applied technique was by using Spectral Enhancement method (SEM strategy) and EGM2008 model to validate the spectral consistency of the GGM models (to address the spectral disagreement between the GGMs) comparing against BGI gravity data. The primary objective of these assessments is to compare the free-air gravity anomalies and quasi-geoid height anomalies derived from a number of recent GOCE-based GGMs with the corresponding ones from the Sudan region in a grid specification of (2.5 ° < φ <23.7 ° , 20.5 ° < λ < 40°) of the Earth Gravitational Model 2008 (EGM2008), as well as with ground-based data. The best behavior was displayed by the GOCE- based GGM models TIM R6e and TIM R6 from degree/order 270 to 300. The model TIMR6e differs from the other models, which have demonstrated standard deviations in gravity anomalies at levels of 14.569 mGal, 14.179 mGal, 14.286 mGal, and 14.165 mGal. The levels of 14.567 mGal, 14.177 mGal, 14.282 mGal, and 14.175 mGal are where the model TIMR6 differs. As a result, we strongly advise modelling the geoid model for Sudan using the GOCE-based GGM type of TIM R6e and TIM R6, which may produce a more accurate local geoid model. The accuracy of our gravimetric geoid model SDN-LSC-G22 of the area of Sudan has been investigated by using geoid undulations computed from GPS and levelling data and by investigating the differences between the geoids of the GGM models, which are EGM2008 and SGG-UGM-2. Our gravimetric geoid model (SDN-LSC- G22) has indicated an accuracy of 17.4 cm, in terms of a standard deviation compared with 66 GPS and Leveling data distributed in Khartoum (most of these points are control points and benchmarks). Also, we have evaluated our gravimetric geoid model by using 19 points distributed in the area of Sudan, and they have indicated a standard deviation of 51.3 cm. The overall accuracy of SDN-LSC-G22 compared with the geoid undulation of all GPS and levelling has indicated an standard deviation of 34.1 cm. Our geoid model SDN-LSC-G22 have shown better accuracy and significant differences compared with the GGM models EGM2008 and SGG-UGM-2 in terms of the differences with the available GPS and levelling data which have shown standard deviation of ~17 cm differences using available GPS and levelling data. Therefore, the model SDN-LSC-G22 provided better improvements and reliable geoid heights over Sudan compared to EGM2008 and SGG-UGM-2 gravity field models.
===================================================================================================================================
Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk menghitung model geoid gravimetri baru untuk Sudan dengan menggunakan teknik kolokasi kuadrat terkecil (metode LSC) dan menerapkan teknik remove-compute-restore (RCR). Perhitungan model berisi kumpulan data yang berbeda, yaitu kontribusi gravitasi model TIM_R6e derajat/orde 300, kumpulan data gravitasi udara bebas BGI di Sudan, data GPS/levelling, dan informasi topografi resolusi tinggi dari model elevasi digital ASTER. Selain itu, pada penelitian ini telah digunakan delapan jenis model geopotensi global keluaran terbaru untuk proses evaluasi, dalam proses evaluasi kami hanya fokus pada spherical harmonics (SH) dari derajat/orde 100 sampai dengan d/o 360 dengan langkah bertahap. dari 10. Kami telah melakukan evaluasi RUPS dengan menggunakan tiga teknik penilaian; teknik pertama adalah dengan menggunakan validasi global GGMs dengan menerapkan perbedaan derajat varians dalam hal ketinggian geoid, anomali gravitasi dan rasio signal-to-noise(SNR); teknik kedua dilakukan dengan mengevaluasi ketersediaan data spectral grid GGM terpilih dibandingkan dengan EGM2008; dan teknik terakhir yang diterapkan adalah dengan menggunakan metode Spectral Enhancement (strategi SEM) dan model EGM2008 untuk memvalidasi konsistensi spektral model GGM (untuk mengatasi ketidaksepakatan spektral antara GGM) dibandingkan dengan data gravitasi BGI. Tujuan utama dari penilaian ini adalah untuk membandingkan anomali gravitasi udara bebas dan anomali ketinggian kuasi-geoid yang berasal dari sejumlah GGM berbasis GOCE baru-baru ini dengan yang sesuai dari wilayah Sudan dalam spesifikasi grid (2.5° < φ < 23.7 °, 20.5° < λ < 40°) Model Gravitasi Bumi 2008 (EGM2008), serta dengan data berbasis darat.Perilaku terbaik ditunjukkan oleh model GGM berbasis GOCE TIM R6e dan TIM R6 dari derajat/orde 270 hingga 300. Model TIMR6e berbeda dari model lainnya, yang telah menunjukkan standar deviasi dalam anomali gravitasi pada level 14.569 mGal, 14.179 mGal , 14,286 mGal, dan 14,165 mGal. Level 14.567 mGal, 14.177 mGal, 14.282 mGal, dan 14.175 mGal adalah perbedaan model TIMR6. Oleh karena itu, kami sangat menyarankan untuk memodelkan model geoid untuk Sudan menggunakan tipe GGM berbasis GOCE dari TIM R6e dan TIM R6, yang dapat menghasilkan model geoid lokal yang lebih akurat. Keakuratan model geoid gravimetri kami SDN-LSC-G22 dari wilayah Sudan telah diselidiki dengan menggunakan undulasi geoid yang dihitung dari GPS dan data leveling dan dengan menyelidiki perbedaan antara geoid model GGM, yaitu EGM2008 dan SGG-UGM -2. Model geoid gravimetri kami (SDN-LSC-G22) telah menunjukkan akurasi 17,4 cm, dalam hal standar deviasi dibandingkan dengan 66 data GPS dan Leveling yang didistribusikan di Khartoum (sebagian besar titik ini adalah titik kontrol dan tolok ukur). Juga, kami telah mengevaluasi model geoid gravimetri kami dengan menggunakan 19 titik yang didistribusikan di daerah Sudan, dan mereka telah menunjukkan standar deviasi 51,3 cm. Akurasi keseluruhan SDN-LSC-G22 dibandingkan dengan undulasi geoid dari semua GPS dan leveling telah menunjukkan standar deviasi 34,1 cm. Model geoid kami SDN- LSC-G22 telah menunjukkan akurasi yang lebih baik dan perbedaan yang signifikan dibandingkan dengan model GGM EGM2008 dan SGG-UGM-2 dalam hal perbedaan dengan GPS yang tersedia dan data leveling yang telah menunjukkan standar deviasi ~17 cm perbedaan menggunakan tersedia GPS dan data leveling. Oleh karena itu, model SDN-LSC-G22 memberikan peningkatan yang lebih baik dan ketinggian geoid yang andal di atas Sudan dibandingkan dengan model medan gravitasi EGM2008 dan SGG-UGM-2.

Item Type:	Thesis (Masters)
Additional Information:	RTG 526.1 Osn d-1 2022
Uncontrolled Keywords:	Least-Squares Collocation Method, GOCE-Based GGMs, GPS/levelling data, Gravity Anomalies, Spectral Enhancement Method (SEM), Digital Elevation Models. Least-Squares Collocation Method, GOCE-Based GGMs, GPS/levelling data, Gravity Anomalies, Spectral Enhancement Method (SEM)..
Divisions:	Faculty of Civil, Planning, and Geo Engineering (CIVPLAN) > Geomatics Engineering > 29101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	13 May 2026 06:45
Last Modified:	13 May 2026 06:45
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/133191

Actions (login required)

View Item