Realization of the International Height Reference System - state of art

Abstract

Висоти актуальні для геодезії, точної навігації, інженерії тощо. Нині існує понад 100 систем відліку висот, що реалізуються із геометричного нівелювання і відносяться до різних футштоків. Точність класичних систем висот значно нижча, ніж точність глобальної земної референцної' системи ГТВТ. Сьогодні вже визначена Міжнародна референцна система висот та виконано перші роботи зі створення глобальної системи висот. Метою цієї статті є опис і аналіз заходів, спрямованих на визначення та реалізацію глобальної системи висот. Методологія. Пошук у бібліотечній базі даних відповідної літератури, що пов’язана з роботами, що стосуються глобальної системи висот. Основна діяльність в цьому напрямі ведеться у межах GGOS - Глобальної системи геодезичних спостережень за допомогою двох робочих груп: JWG 0.1.1, JWG 0.1.2 та відповідних структур ГAG у формі або аналогічних дослідницьких груп, або проектів. Результати. Наведено інформацію про роботи, що стосуються глобальної системи висот, які виконувала ГAG протягом останніх 30 років. Першим реальним кроком на шляху до Міжнародної референцної системи висот (ІНВ5) була Резолюція ГAG № 1 Генеральної асамблеї IUGG2015 у Празі в липні 2015 р. Тоді технічним завданням GGOS було визначено точність статичного геоїда (геометрія будь-якої еквіпотенціальної поверхні), яка повинна становити 1 мм, а просторова роздільна здатність 10 км. Змінний у часі геоїд повинен мати точність 1 мм і просторову роздільну здатність 50 км протягом 10 днів. Точність координат ITRF має становити 1 мм в їхніх горизонтальних складових за точності швидкості зміни 0,1 мм/рік і до 3 мм вертикальної складової та 10-2 м2 10-3 м2 сценарії визначення гравітаційного потенціалу в точках цієї мережі. Наведено відомості про заплановані роботи щодо детальнішої реалізації глобальної вертикальної мережі в найближчому майбутньому. Наукова новизна і практичне значення. Наведений огляд щодо реалізації глобальної системи висот надзвичайно корисний для дослідників, наукових установ і дослідницьких організацій, які бажають долучитися до вирішення цієї проблеми.

Heights are relevant in geodesy, precise navigation, engineering, etc. Currently, there are over 100 vertical systems realized with geometric levelling and referenced to different tide gauges. Therefore, the accuracy of the vertical height systems is significantly lower than the accuracy of the global ITRF system. Currently International Height Reference System was defined and were undertaken first works on the establishment of a global height system. The purpose of this manuscript is describing efforts on definition and implementation of the global height system. Methodology. Searching in the library data base the relevant literature. Mainly works on the global vertical system realized by the Global Geodetic Observing System are realized by dedicated two working groups: JWG 0.1.1, JWG 0.1.2 and contributions of the IAG components or similar study groups or projects. Therefore the methodology based on searching the relevant literature in the library data base. Results. This work, in the introduction, provides information on the works concerning global height system conducted by the IAG in the last 30 years. The first real step toward the International Height Reference System (IHRS) was IAG Resolution No. 1, during the IUGG2015 General Assembly in Prague, July 2015. Then GGOS terms of reference that state the accuracy of the static geoid (geometry of any equipotential surface) should be 1 mm and spatial resolution 10 km. Time-dependent geoid should have accuracy of 1 mm and spatial resolution of 50 km, temporal resolution of 10 days. Accuracy of the ITRF coordinates should be 1 mm horizontal and 3 mm vertical. Velocities of position should be determined with accuracy 0.1 mm/a in a plane and 0.3 mm/a in vertical. Expected accuracy for WP should be in positions: ~ 3* 10- ms- -(about 3 mm) and accuracy of velocities ~ 3* 10- ms- (about 0.3 mm/a). Next the manuscript presents a draft of the global vertical network and possible scenarios for the determination gravity potential at the points of this network. In summary, information are given about the planned works on the detail realization of the global vertical network in the near future. Scientific novelty and practical significance. The overview given herein on realization global vertical system is extremely helpful for researchers and scientific institutions and government organizations wishing to incorporate this problem.