Development of Korean Geoid Model and Verification of its Precision

The previous geoid model developed in early 2000s shows 14cm level of precision due to the problems on distribution, and quality of the land gravity and GPS/Leveling data. From 2007, the new land and airborne gravity data as well as GPS/Leveling data having high quality and regular distribution has been obtained. In 2011, a new gravimetric geoid model has been constructed with precision of 5.29cm which was improved about 27% comparing to the previous model. However, much more land gravity data has been collected at the control point, bench marks and triangulation points since 2010. Also, GPS/Leveling data having 10km spacing over whole country has been obtained through the project which is for the construction of new control points. In this study, new gravimetric geoid has been calculated based on the all available gravity data up to present. The geoid height shows the range from 18.05m to 32.70m over whole country and its precision is 5.76cm. The degree of fit and precision of hybrid geoid model are 3.60cm and 4.06cm, respectively. At the end, 3.35cm of the relative precision in 15km baseline has been calculated to confirm its practical usage. Especially, it has been founded that regional bias occurred at the Kangwon and coastal area due to problems on the leveling data. Also, some inland points show inconsistent large difference which needs to be verified by analyzing the unified control points results.

우리나라 지오이드 모델 구축 및 정밀도 검증

2000년대 초반까지 우리나라 지오이드 모델의 정밀도는 지상 중력 자료 및 GPS/Leveling 자료의 낮은 분포 및 정밀도로 인해 약 14cm 수준에 머물렀다. 그러나 2007년 이후 높은 정밀도와 고른 분포를 나타내는 새로운 지상 및 항공 중력 자료, GPS/Leveling 자료가 획득됨에 따라 지오이드 모델의 정밀도를 향상할 수 있는 기반이 마련되었으며, 2011년 초반에 발표된 중력 지오이드 모델의 정밀도는 약 5.29cm로 기존 모델에 비해 약 27% 향상되었다. 2010년 이후에도 많은 중력 자료가 통합기준점, 수준점 및 삼각점에서 획득되었고, 특히 2010년 통합기준점 구축 사업이 완료됨에 따라 우리나라 전역에서 약 10km의 간격을 나타내는 GPS/Leveling 자료가 구축되어 보다 정밀한 지오이드 모델의 구축 및 검증이 가능하게 되었다. 본 연구에서는 2012년 현재 우리나라에서 가용한 지상, 항공, 위성고도계 중력 자료를 기반으로 하여 중력지오이드 모델을 구축하였다. 그 결과 우리나라 전역에서 중력 지오이드 모델은 18.05m부터 32.70m의 범위의 값을 나타내며, 정밀도는 약 5.76cm로 산출되었다. 또한, 중력 지오이드 모델과 GPS/Leveling 자료를 융합하여 구축한 합성 지오이드 모델의 적합도 및 정밀도는 각각 3.60cm와 4.06cm로 계산되었다. 마지막으로 건설현장 등에서 합성 지오이드 모델을 활용할 수 있는지 검증하기 위하여 15km 기선거리에 대한 상대 정밀도를 계산한 결과 약 3.35cm로 나타났다. 상대 정밀도가 낮게 나타나는 이유는 강원도 및 동해안, 서 남해안 등에서 우리나라 수직기준체계간의 불일치로 인해 지역적인 편이가 존재하며, 일부 내륙에서도 주변 성과와의 일관성 저하문제가 나타나는 점들이 있기 때문으로 향후 통합기준점 성과에 대한 신뢰도 검증이 필요한 것으로 사료된다.