A new marine geoid model for Argentina combining altimetry, shipborne gravity data and CHAMP/GRACE-type EGMs

Marine geoid modelling in the Atlantic coastal region of Argentina is problematic. Firstly, because of the insufficient amount of available shipborne gravity data, which renders a purely gravimetric solution not feasible. Second1y, because of the very strong ocean currents, that affect the quality of satellite altimetry data, so that a purely altimetric model is too noisy, even after low-pass filtering the Sea Surface Heights (SSHs) to remove (part of) the influence of the oceanographic signals. Thus, the recommended solution is to employ a combination method and the use of all the available gravity and altimetry data together. This is a suitable solution since (i) combination methods such as least squares collocation and Input Output System Theory (IOST) inherently low-pass filter and weigh the data, and (ii) will make use of the altimetric heights to fill the gaps of the shipborne gravity data. FolIowing this idea, purely altimetric, gravimetric and combined (using the IOST method) marine geoid models have been estimated for Argentina, employing all available shipborne gravity data, satellite altimetry SSHs and the latest Earth Gravity Models (EGMs) developed from CHAMP and GRACE missions. The new EGMs are especially usefuI to assess the quality of the new geoid models, especially against EGM96, which was used in an older ERSI-onIy solution for the same area. From the comparison of the estimated geoid models with respect to stacked TOPEX/Poseidon SSHs, the authors found that the altimetric model provides the best agreement while the combined one improves the accuracy [...] of the gravimetric solution.

---

Z modelowaniem geoidy morskiej na obszarze Atlantyku w pobliżu wybrzeży Argentyny wiąże się wiele problemów. Po pierwsze, brak wystarczającej ilości morskich danych grawimetrycznych uniemożliwia modelowanie na tym obszarze czysto grawimetrycznej geoidy. Z drugiej strony, występowanie w tym rejonie bardzo silnych prądów oceanicznych zakłóca dane altimetryczne; czysto altimetryczny model geoidy jest obarczony zbyt dużym szumem, nawet po zastosowaniu wysokości poziomu morza (SSHs), przefiltrowanych przy użyciu nisko-pasmowego filtru, do usunięcia (częściowego) wpływu sygnałów oceanograficznych. Proponowane kombinowane rozwiązanie polega zatem na łącznym wykorzystaniu wszystkich dostępnych danych grawimetrycznych i altimetrycznych. Zastosowana w nim kombinacja metod takich jak metoda kollokacji i teoria wejścia-wyjścia systemów (IOST) umożliwia filtrowanie danych przy użyciu nisko-pasmowego filtru oraz ich odpowiednie wagowanie. W rozwiązaniu tym wykorzystywane są także dane altimetryczne do wypełnienia luk w morskich danych grawimetrycznych. Wszystkie dostępne morskie dane grawimetryczne, dane altimetryczne (SSHs) i najnowsze modele geopotencjału wyznaczone z wykorzystaniem danych z misji CHAMP i GRACE zostały użyte do wyznaczenia czysto altimetrycznego, grawimetrycznego i kombinowanego (z użyciem metody IOST) modeli geoidy morskiej dla Argentyny. Nowe modele geopotencjału, odgrywają istotną rolę w podniesieniu jakości modeli geoidy, w szczególności w odniesieniu do modelu EGM96, który był wykorzystany przy opracowaniu poprzedniego modelu geoidy morskiej na tym samym obszarze przy wykorzystaniu jedynie danych altimetrycznych z satelity ERS l. Z porównania opracowanych przez autorów modeli geoidy z SSHs otrzymanymi z misji TOPEX/Poseidon wynika, że modele altimetryczne charakteryzują się najlepszą zgodnością, zaś model kombinowany charakteryzuje się większą dokładnością aniżeli model czysto grawimetryczny.