A study on the quality of the NKG2015 geoid model over the Nordic countries

Abstract: Geoidmodellen NKG2015 (Nordiska kommissionen för geodesi) är den senaste geoidmodellen över Norden. Det har inte publicerats någon forskning om kvaliteten på den här nya modellen, därför kan den här studien bidra till forskningen inom ämnet. Det är viktigt att vara medveten om begränsningarna och kvaliteten på den geoidmodell som används vid mätning av höjder. Om kvaliteten på geoidmodellen inte är känd så kommer kvaliteten på höjdmätningarna inte heller att vara känd. Detta kan skapa problem när mätningarna används i projekt där precision är viktigt. För att undersöka kvaliteten på geoidmodellen NKG2015 har geoidhöjderna beräknade från modellen jämförts med geoidhöjder som fås från mätning med metoden GNSS (Global Navigation Satellite Systems) /avvägning vid samma punkter. Slutningsfelet mellan geoidhöjderna från geoidmodellen och geoidhöjderna från mätningarna har analyserats med statistiska metoder. Slutningsfelens normalitet testas och analysen utförs på ofiltrerad data samt data som filtrerats med två olika konfidensintervall, 95% och 99,7%. Detta för att filtrera bort eventuella avvikande värden. Eventuella trender i datan jämnas ut med en metod baserad på minsta kvadratmetoden. Studiens resultat visar att filtrering av slutningsfelen generellt gör datan mer normalfördelad, men så är inte fallet för alla länder. I de flesta fall förbättras normaliteten även genom att jämna ut trender i datan. I processen med att jämna ut trender används en korrigerande yta med ett specificerat antal parametrar. Topografin i varje land spelar en stor roll när beslut ska fattas om hur många parametrar som behövs i den korrigerande ytan. Länder med höga berg och stora höjdskillnader så som Norge har en större osäkerhet i datan och kräver fler parametrar i den korrigerande ytan. Danmark är ett land med relativ platt topografi och behöver inte lika många parametrar i den korrigerande ytan som Norge för att effektivt jämna ut trender. Det finns givna värden på felen för datan som är uppmätt med GNSS/avvägning, dessa fel stämmer generellt inte överens med slutningsfelen. För Finland är det givna felet för GNSS/avvägning större än det borde vara medan felen för GNSS/avvägning i de andra länderna är något mindre än vad slutningsfelen antyder. De givna, uppskattade felen för geoidmodellen NKG2015 är 10 mm för Sverige och Danmark, 22 mm för Norge och 12 mm för Finland. Dessa fel är rimliga men stämmer inte helt överens med de givna felen för GNSS/avvägning i relation till slutningsfelen. Under antagandet att de givna felen för GNSS/avvägning är korrekta kan följande konfidensintervall uppskattas för geoidfelen; 06,5mm för Sverige, 1,8-5,2mm för Danmark, 14,8-17,7mm för Norge och 0-0mm för Finland.