Abstract
The accuracy of the upward continuation is assessed through the gravity modeling using an ultra-high degree spherical harmonic expansion. The difficulties in the numerical calculation of Legendre function with ultra-high degree, underflow and/or overflow, is successfully resolved in 128 bit calculation scheme. Using the generated Legendre function, the gravity anomaly with spatial resolution of $1'{\times}1'$ on the geoid is calculated. The generated gravity anomaly is degraded and extracted with various noise levels and data intervals, then upward continuation is applied to each data sets. The comparison between the upward continued gravity disturbances and the directly calculated from the spherical harmonics showed that the accuracy on the direct method was significantly better than that of Poisson method. In addition, it is verified that the denser and less noised gravity data on the geoid generates better gravity disturbance vectors at an altitude. Especially, it is found that the gravity noise level less than 5mGal, and the data interval less than 2arcmin is necessary for next generation precision INS navigation which requires the accuracy of 5mGal or better at an altitude.
최대 차수 10800의 초 고차 구 조화함수를 전개하여 중력을 모델링 하고, 이를 이용하여 상향 연속의 정확도를 검증하였다. 초 고차 구조화 함수에 의한 중력 모델링에 있어 수치계산적 난점인 르장드르 함수의 언더플로와 오버플로를 128 비트 연산에 의하여 성공적으로 수행하였으며, 이를 이용하여 지오이드상의 중력이상값을 공간 상도 $1'{\times}1'$ 으로 계산하였다. 생성된 중력이상값에 다양한 크기의 잡음을 첨가하고 자료의 간격을 달리하여 상향연속을 수행하였으며, 이로부터 도출된 중력 섭동 벡터와 중력 모델로부터 직접 계산된 섭동 벡터와의 비교를 통하여 실제적인 상향연속의 정확도를 할당하였다. 상향연속 방법의 비교에 있어, 직접방법이 포아송 방법에 비해 월등히 좋은 정확도를 보였고, 지상 중력자료의 잡음이 적을수록 또한 자료의 간격이 작을수록 상향연속에 의한 중력 섭동벡터의 정확도가 높게 나타남을 확인하였다. 특히 차세대 관성항법장치의 정밀 항법을 위한 중력의 필요조건인 5mGal의 정확도를 위해선, 지상 중력의 잡음 정도가 5mGal 이하, 자료의 간격이 2arcmin 이하이어야 함을 도출하였다.
