제주도 일원의 중력 이상과 지오이드
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부산대학교 대학원 박사학위 논문
지오이드는 지구 질량에 의해 나타나는 많은 등중력 포텐셜면 중 평균 해수면과 가장 유사한 것으로 각종 측지 작업의 기준면이 된다. 본 연구는 제주도 일원의 중력자료를 이용하여 제주도 일원의 정밀지오이드에 관한 연구이다. 본 연구를 위하여 제주도와 주변의 중력자료를 수집 또는 측정하였다. 중력 측정은 제주도 내에서 이루어 졌으며 약 1.5 km × 1.5 km의 격자에 최소한 한 개의 중력이 측정되도록 하였다. 중력 측정시에 정확한 위치를 결정하기 위하여 GPS측량이 동시에 이루어 졌다. 지오이드 계산을 위해서는 주변의 넓은 중력자료가 필요하므로 제주도 인근 해역의 중력자료는 해양수산부 산하 국립해양조사원에서 측정한 선상 중력자료를 입수, 재처리 하여 교차점에서 RMS 0.126 mgal 양질의 중력자료를 확보할 수 있었다. 선상 중력이 측정되지 않은 지역은 Sandwell and Smith의 해면 고도계 위성 자료를 이용하였다. 이상의 자료를 합성하여 제주도 일원의 고도이상도를 작성하였다. 작성된 고도 이상은 -2.409 mgal에서 202.012 mgal의 분포로 한라산의 높이에 따라 높은 이상값을 가진다. 정밀지오이드 계산을 위해서는 높이를 알고 있는 지점의 정보가 필요하며 이를 위하여 제주도의 수준점에 대하여 GPS측량을 하였다. 그러나 제주도의 수준점은 주로 저지대에 편중되어 있어 이를 보완하기 위하여 제주도 1100 고지를 통과하는 99번 도로를 따라 수준 측량을 하였고 한라산 정상에 이르는 광파 측량을 하였다. 이에 의해 77개 지점의 GPS/Levelling 지오이드를 측정하였다. 지오이드 계산에 이용된 방법은 remove and restore 방법으로, remove and restore 방법은 연구 지역의 중력자료에서 지구중력모델을 이용하여 장파장 효과를 제거하고, 남은 잔류 이상을 stokes' integral 방정식을 이용하여 잔류지오이드를 계산한다. 계산된 잔류지오이드와 지구중력장모델의 광역지오이드와 합성하여 정밀지오이드를 결정하였다. 계산된 정밀 지오이드는 WGS 84를 기준으로 서쪽 21.882 m에서 동쪽의 27.124 m까지 변화한다.