An alternative method to improve gravity field models by incorporating GOCE gradient data

Método alternativo para mejorar los modelos de campo gravitacional al incorporar información del satélite Explorador de la Circulación Oceánica y de Gravedad

El objetivo de este trabajo es presentar un método alternativo que sea usable para mejorar los modelos de campo gravitacional existentes a través de la aplicación de la información de gradiente ofrecida por el satélite Explorador de la Circulación Oceánica y de Gravedad (GOCE, del inglés Gravity field and Ocean Circulation Explorer). Primero, se presenta el algoritmo propuesto para la construcción de la ecuación de observación. Luego se introducen los métodos para el procesamiento y reducción del ruido tanto en el tiempo como en el espacio. Por ejemplo, el Modelo Europeo Mejorado de Gravedad a través de Técnicas Nuevas (EIGEN5C, del inglés European Improved Gravity model of the Earth by New techniques) se modificó con las observaciones de gradiente del satélite GOCE, en órbita desde marzo de 2009, lo que condujo a un nuevo modelo gravitacional llamado EGMGOCE (Modelo Gravitacional Terrestre del GOCE). Los resultados muestran que la diferencia geoidal acumulada entre el modelo EGMGOCE y el Modelo Gravitacional Terrestre de 2008 (EGM08) se reduce en cuatro centímetros a comparación de la diferencia geoidal entre el EIGEN5C y el EGM08, por encima de los 200 grados. Las mayores diferencias geoidales entre el EGMGOCE y el EIGEN5C se presentan principalmente en África, Suramérica, la Antártica y el Himalaya, lo que muestra la contribución del GOCE. Comparado con el más reciente modelo gravitacional GOCE resuelto a través del método directo por la Agencia Espacial Europea (ESA), la diferencia geoidal se reduce en 7 centímetros por encima de 200 grados.

INTRODUCCIÓN

El satélite GOCE (Agencia Espacial Europea, 1999) fue lanzado el 17 de marzo de 2009 y finalizó el 11 de noviembre de 2013. Combinando los datos de gradiente y de órbita del GOCE, la instalación de procesamiento de nivel 2 del GOCE de la ESA (Agencia Espacial Europea) ha derivado tres grupos de modelos de campo gravitatorio con precisiones cada vez más altas. De hecho, además de los datos del GOCE, también se pueden utilizar otros tipos de observaciones para derivar modelos de campo gravitatorio, incluidas las observaciones de satélites altímetros (Marchenko, 2003a; Flechtner et al., 2006), la carga útil de mini satélites CHAllenging (CHAMP) (Reigber et al., 1996) y el Experimento de Recuperación de la Gravedad y el Clima (GRACE) (Tapley et al., 2004), así como algunas observaciones en tierra (Marchenko, 2003a; Pavlis et al., 2012). El uso de estos datos ha permitido a una serie de institutos resolver más de 100 modelos de campos gravitatorios, publicados por el Centro Internacional de Modelos Globales de la Tierra, operado por el Centro Alemán de Investigación en Geociencias. En comparación con otros tipos de información sobre la gravedad, los datos del GOCE son de mayor precisión en algunas bandas de frecuencia especiales, y la consistencia espacial de la precisión es superior a la de las observaciones terrestres (Marchenko et al., 2016).​