تعیین یک شبه زمین وار دقیق با استفاده از یکتاسازی سطوح مبنای ارتفاعی با روش تکرار: بررسی موردی برای ایران

سطح مرجع قائم، سطحی است که برای اندازه گیری ارتفاع نقاط روی سطح زمین به کار می رود.یک سطح مرجع قائم را می توان با محاسبه عدد ژئوپتانسیل نقطه مشاهده (ایستگاه کشندسنج) با استفاده از ارتفاع بیضوی آن و مقدار گرانی مطلق تعیین کرد.در ایران مبنای سنجش ارتفاع، سطح آب های آزاد فاو در دهانه اروندرود تعیین شده است. در این پژوهش ابتدا با استفاده از تعیین ژئوپتانسیل متوسط سطح دریا، سه سطح مبنای ارتفاعی در سواحل جنوبی ایران (ایستگاه های کشندسنج بوشهر، هرمزگان و چابهار) تعریف شده است که می توان از آنها درحکم سطوح مبنای ارتفاعی محلی استفاده کرد. به طور معمول به علت ثابت نبودن سطح دریا، سطوح هم پتانسیل که سطوح مبنای محلی را تشکیل می دهند بر هم منطبق نیستند و به مقدار نامشخصی از هم انحراف دارند. این انحراف ها با کاربرد یک گیرنده سامانه ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) با دانستن ارتفاع بیضوی، ارتفاع نرمال اورتومتری و بی هنجاری ارتفاعی مبدا سطح مبنا محاسبه می شود. بدین ترتیب سطوح مبنای ارتفاعی محلی به هم مرتبط می شوند. یکی از هدف های ژئودزی نوین، یکتاسازی جهانی سطوح مرجع ارتفاعی است تا داده های ارتفاعی به طور صحیحی یکتاسازی شود. بنابراین این سه سطح با استفاده از یک مدل شبه زمین وار گرانی منطقه ای و ارتفاع بیضوی نقاط، یکتاسازی شده اند. برای این کار از محاسبه شبه زمین وار به روش تکرار استفاده شده است. با استفاده از دورافت (Offset) سطح مبنای موردنظر از شبه زمین وار، بی هنجاری های گرانی هر سطح مبنا به مدل شبه زمین وار برگردان شده است. به این منظور از دو مدل ژئوپتانسیل جهانی EGM96و EGM2008و داده های گرانی شبکه BGI(اداره گرانی سنجی جهانی) برای ایران که شامل 8582 ایستگاه اندازه گیری است و مدل ارتفاعی دیجیتال (DEM) با دقت سه ثانیه قوسی استفاده شده است. برگردان هایی نیز به کار رفته است تا مشاهدات گرانی به بی هنجاری هوای آزاد و بوگه کامل تبدیل شوند.
در خیلی از کشورها به علت فقدان مشاهدات گرانی در سراسر طول خطوط ترازیابی، محاسبه ارتفاع نرمال یا اورتومتری به طور صریح امکان پذیر نیست. برای غلبه بر این محدودیت، سامانه ارتفاعی نرمال- اورتومتری توسعه یافته است. در این تحقیق نیز به منظور برگردان های گرانی از سطح زمین به شبه زمین وار، از سامانه ازتفاعی نرمال- اورتومتری استفاده شده است و بدین منظور ارتفاع نرمال- اورتومتری همه نقاط شبکه BGIکه مربوط به ایران است و همچنین ایستگاه های کشندسنج بوشهر، هرمزگان و چابهار با استفاده از برنامه ای در محیط نرم افزار مت لب محاسبه شد. پس از سه مرتبه تکرار، دورافت سطوح مبنا همگرا شد و. با ایجاد این سطوح مبنا و یکتاسازی آنها، ارتفاع نقاط در محدوده این سه سطح را می توان از این سطوح محاسبه کرد. رابطه ای نیز برای تعیین وابستگی این انحراف ها به ارتفاع سطوح مبنا داده شده است.
باید خاطر نشان کرد که میانگین دورافت ها و اطلاعات مربوط به هر سطح مبنا، جداگانه حساب شده است. مبنای این محاسبه تعیین بی هنجاری های برگردان شده برای همه نقاط سطح مبنا و محاسبه دورافت های اولیه هر سطح مبنا بوده است.
درنهایت نتیجه گیری شد که مدل شبه زمین وار حاصل از تکرار، نقشی اساسی در یکتاسازی سطوح مبنای ارتفاعی دارد. با مقایسه شبه زمین وار به دست آمده از روش تکرار در این پژوهش، با شبه زمین وارهای به دست آمده در تحقیقات قبلی و انحراف معیار 6/0 متر روشن می شود که روش تکرار می تواند روشی مناسب برای تعیین شبه زمین وار در مناطق ساحلی باشد. علاوه بر این ترکیب شبه زمین وار به دست آمده با دورافت های حاصل می تواند سطح بیضوی مرجع را به هریک از سطوح ارتفاعی محلی تبدیل کند.