Geophysical methods of integration of the local vertical datums into World Height System

Jeden z hlavných problémov súčasnej fyzikálnej geodézie je vytvorenie jednotného výškového celosvetového systému, ktorého primárnou definičnou konštantou bude hodnota geopotenciálu W0 na základnej hladinovej ploche - geoide. Tento problém naráža hneď na niekoľko úskalí ako sú napríklad rôzne typy používaných fyzikálnych výšok vo svete, spôsoby odstraňovania slapových javov a icj pôsobeniu na tvar Zeme. Prvou časťou doktorskej práce je popis teoretických základov, ktoré sa týkajú popisu gravitačného poľa Zeme, základy teórie výšok a riešenie okrajových úloh v geodézii, spolu s načrtnutím riešenia Hotineho a Stokesovho integrálu. Vzhľadom na fakt, že dáta priamo meraného gravitačného zrýchlenia pre územie Českej a Slovenskej republiky nie sú voľne k dispozícii, boli tieto dáta nahradené poruchami gravitačného zrýchlenia vypočítanými z geopotencionálneho modelu Zeme. K spresneniu takto získaných dát bolo použité reziduálne modelovanie terénu. Jedná sa o spektrálnu kombináciu gravitačných modelov s veličinami gravitačného poľa Zeme, ktoré sú získané modelovaním z digitálneho modelu terénu a výškového modelu, ktorý reprezentuje strednú hodnotu topografie. Kombinácia dát spočíva v tom, že z digitálneho modelu terénu sú vypočítane tie frekvencie gravitačného signálu, ktoré nie sú obsiahnuté v geopotenciálnom modeli, ktoré majú nižšie priestorové rozlíšenie. Pre pripojenie výškových systémov Českej a Slovenskej Republiky boli v tejto dizertačnej práci použité dve metódy. Prvou metódou bolo využitie riešenia okrajových úloh v geodézii. Bolo taktiež spočítané riešenie využívajúce spektrálnu kombinácie dát, ktoré boli spomenuté v predchádzajúcom odseku. Druhá použitá metóda je pôvodne vyvinutá za účelom testovania geopotenciálnych modelov. Obidve metódy boli otestované na množine meračských bodov (body GNSS/nivelácie).One of the main problems of current physical geodesy is the unification of local height systems and the creation of the unified global vertical reference frame, whose primary definition constant will be the geopotential value of W0 on the level surface, such as geoid. This problem encounters several pitfalls, such as different types of physical heights used in the world, ways of eliminating the effects of tides on the shape of the Earth's body. The first parts of the thesis describe the theoretical foundations concerning the description of the Earth's gravitational field, the basics of height theory and the solution of the boundary value problems used in geodesy, together with the solution of the Hotine's and Stokes' integral by convolution. Due to the fact that the data of directly measured gravity acceleration for the territory of the Czechia and the Slovakia are not freely available with sufficient coverage, these data were replaced by gravity disturbances calculated from the Global Gravity Model of the Earth. To improve the data obtained from geopotential models, so-called residual terrain modelling was used. It is a spectral combination of gravity field models with relevant Earth's gravitational field quantities, which are obtained by modeling from a digital terrain model and a height model that represents the mean value of topography. The combination of these data consists of calculating those frequencies of the gravitational signal from the digital terrain model that are not a part of the signal obtained from geopotential models that in general have a lower spatial resolution. Two methods were used to connect the local height systems of the Czechia and the Slovakia. The first method was to use the solution of Molodensky's problem. The second method used is originally a method developed to test geopotential models. Both methods were tested on a set of measuring points (GNSS/levelling points).