Modelo gravitacional de la Tierra

El primer EGM, EGM84, se definió como parte de WGS84 junto con su elipsoide de referencia . WGS84 combina el antiguo GRS 80 con los datos más recientes disponibles, a saber, observaciones Doppler, de medición láser satelital y de interferometría de muy larga base (VLBI), y un nuevo método de mínimos cuadrados llamado colocación. ^{[ 3 ]} Permitió definir un modelo con n=m=180, proporcionando un ráster para cada medio grado (30', 30 minutos) de latitud y longitud del mundo. ^{[ 4 ]} NIMA también calculó y puso a disposición anomalías de gravedad derivadas del altímetro medio de 30′×30′ de la Misión Geodésica GEOSAT . También está disponible 15′×15′. ^{[ 5 ]}

EGM96, de 1996, es el resultado de una colaboración entre la Agencia Nacional de Imágenes y Cartografía (NIMA), el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA (GSFC) y la Universidad Estatal de Ohio . Se utilizaron nuevos datos de gravedad superficial de diversas regiones del planeta, incluyendo datos recientemente publicados de los archivos de NIMA. Las principales adquisiciones de datos de gravedad terrestre realizadas por NIMA desde 1990 incluyen estudios de gravedad aerotransportados sobre Groenlandia y partes del Ártico y la Antártida, llevados a cabo por el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos (NRL), así como proyectos cooperativos de recopilación de datos de gravedad, varios de los cuales se realizaron con la Universidad de Leeds. Estos esfuerzos de recopilación han mejorado los datos disponibles sobre muchas áreas terrestres del mundo, incluyendo África, Canadá, partes de Sudamérica y África, el Sudeste Asiático, Europa del Este y la antigua Unión Soviética. Además, se han realizado importantes esfuerzos para mejorar la base de datos de anomalías medias de 30' de NIMA mediante contribuciones de diversos países de Asia. EGM96 también incluyó anomalías derivadas de altimetría obtenidas del satélite europeo de teledetección (ERS-1) por Kort & Matrikelstyrelsen (KMS), (Servicio Nacional de Catastro y Cartografía, Dinamarca) sobre partes del Ártico y la Antártida, así como las anomalías derivadas de altimetría de Schoene [1996] sobre el mar de Weddell . El ráster de EGM96 se proporciona con una resolución de 15'x15'. ^{[ 1 ]}

EGM96 es una solución compuesta, que consta de: ^{[ 6 ]}

1. una solución combinada de grado y orden 70,
2. una solución diagonal por bloques desde el grado 71 hasta el 359,
3. y la solución de cuadratura en el grado 360.

PGM2000A es un modelo derivado de EGM96 que incorpora ecuaciones normales para la topografía oceánica dinámica implícita en el modelo de circulación general oceánica POCM4B .

El modelo oficial de gravedad terrestre EGM2008 fue publicado por el equipo de desarrollo EGM de la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial (NGA) en 2008. ^{[ 7 ]} Entre otras nuevas fuentes de datos, la misión satelital GRACE proporcionó un modelo de muy alta resolución de la gravedad global. Este modelo gravitacional es completo hasta el grado y orden 2159 de armónicos esféricos (diagonal de bloques) y contiene coeficientes adicionales que se extienden hasta el grado 2190 y el orden 2159. Proporciona un ráster de 2,5′×2,5′ y una precisión cercana a 10  cm. 1'×1' también está disponible ^{[ 8 ]} en formato de archivo de mapa de grises portátil (PGM) sin pérdida pero sin punto flotante , ^{[ 5 ] [ 9 ]} pero los archivos originales son mejores. ^{[ 10 ]} De hecho, algunas bibliotecas como GeographicLib usan PGM sin comprimir, pero no son datos de punto flotante. Eso introduce un error de hasta 0,3 mm debido a la cuantización de 16 bits; usar datos flotantes sin pérdidas como archivos GeoTIFF es una buena idea. ^{[ 5 ]} Las dos cuadrículas se pueden recrear usando un programa en Fortran y datos fuente de NGA. ^{[ 11 ]} Las "versiones de prueba" de EGM2008 incluyen PGM2004, 2006 y 2007. ^{[ 2 ]}

Al igual que ocurre con todos los modelos de armónicos esféricos, el EGM2008 se puede truncar para obtener un menor número de coeficientes con una resolución inferior.

EGM2020 será una nueva versión (aún no publicada a julio de 2025) con la misma estructura que EGM2008, pero con mayor precisión gracias a la incorporación de datos más recientes. ^{[ 12 ]} Originalmente, su lanzamiento estaba previsto para abril de 2020. ^{[ 13 ]} Según se informa, se completó en mayo de 2020. ^{[ 14 ]}

La versión precursora XGM2016 (X significa experimental) se publicó en 2016 hasta el grado y orden (d/o) 719. ^{[ 15 ]}

XGM2019e se publicó en 2020 hasta d/o esferoidal 5399 (que corresponde a una resolución espacial de 2′, que es ~4 km) y d/o esférico 5540 con una construcción de armónicos esferoidales diferente seguida de una conversión de nuevo a armónicos esféricos. ^{[ 16 ]} Fue realizado por autores afiliados a la Universidad Técnica de Múnich. Los datos están disponibles para su descarga a través del ICGEM (Centro Internacional de Modelos Terrestres Globales). ^{[ 17 ]}

XGM2020 se anunció en mayo de 2020 con d/o 5400. Utiliza una fusión de fuentes de datos: datos NGA 2018 de 15' sobre tierra, datos EARTH 2014 de mayor definición sobre tierra y topografía dinámica media (MDT) de OGMOC + superficie media del mar DTU 18 sobre los océanos. Es capaz de ser una MDT que recupera características válidas de las corrientes marinas. Desafortunadamente, los datos no están disponibles para su descarga. ^{[ 18 ]}

John Milsom escribió en 2023 que las mejoras alternativas más importantes de EGM2008 son WGM2012 (preparado por la Oficina Gravimétrica Internacional ) y GGMplus (una colaboración entre la Universidad Curtin y la Universidad Técnica de Múnich ). También advierte sobre el uso de modelos de gravedad global de "alta resolución" en la exploración de minerales, ya que se basan parcialmente en fuentes de datos que utilizan una "densidad estándar" basada en la topografía, ignorando las variaciones de densidad reales presentes (que representan un cuasigeoide en esas partes). ^{[ 19 ]}

El ICGEM (Centro Internacional de Modelos Globales de la Tierra), coordinado por el Servicio Internacional de Campos Gravitatorios de la Asociación Internacional de Geodesia , es el principal archivo de modelos de campo gravitatorio de la Tierra completa. Además de modelos estáticos como el EGM, también incluye modelos variables en el tiempo más sofisticados, comúnmente utilizados para la determinación de órbitas de satélites. ^{[ 20 ]}