در این مقاله مدل‌سازی میدان ثقل منطقه ای با استفاده از روش آنالیز هارمونیک کلاه کروی مورد بررسی قرارگرفته است. بدین منظور، در گام نخست جواب مسئله مقدار مرزی دیرخله برای معادله­ی لاپلاس، با مقادیر مرزی تعریف‌شده در محدوده کلاهک کروی تعیین می‌شود. در این حالت جواب مسئله بر مبنای ترکیب خطی توابع لژاندرِ وابسته از مرتبه­ی صحیح و درجه غیر صحیح بیان می‌گردد. سپس با استفاده از مشاهدات ثقلی، دستگاه معادلات تشکیل شده و ضرایب مدل به کمک روش کمترین مربعات برآورد می­گردد. به‌منظور تعیین کارایی مدل فوق در مدل‌سازی محلی میدان ثقل، منطقه‌ای به شکل یک کلاهک کروی تحت زاویه مرکزی یک درجه واقع در شمال غرب کشور انتخاب گردیده است. در گام نخست، به کمک اطلاعات مدل‌های جهانی ژئوپتانسیل، داده‌های ثقلی هوابرد، بر فراز منطقه فوق به‌صورت یک مدل شبیه‌سازی تولیدشده و جهت تطابق بهتر با مشاهدات واقعی، یک نویز تصادفی به آن اضافه می‌گردد. سپس داده‌های حاصل، به سری هارمونیک­های کلاه کروی بسط داده‌شده و ضرایب مدل محاسبه خواهد شد. با توجه به بد وضع بودن مسئله فوق، از روش پایدارسازی تیخونوف جهت حل معادلات مشاهدات و پایدارسازی ماتریس نرمال مسئله استفاده می‌گردد. در نهایت نتایج حاصل‌شده از مدل‌سازی باقیمانده شتاب ثقل در راستای مؤلفه‌ی شعاعی نشان می‌دهد که مدل هارمونیک کلاه کروی توانایی مدلسازی میدان جاذبه به اندازه RMSE[1] شش هزارم میلی گال را دارد.