低阶修正的Hotine截断核函数的频谱分析与应用

传统截断核函数存在谱泄露问题,且实测数据在移去恢复频段的利用率低。本文以Hotine核函数为例引入了一种高低阶均修正的截断核函数,在其基础上进一步提出了仅低阶修正的截断核函数,具体包含余弦修正和线型修正两种类型。修正核函数能够有效地控制截断核函数存在的谱泄露问题,并且增大了实测数据在修正频段对高程异常的贡献率。试验结果表明,当低阶修正带宽一定时,低阶修正核函数计算的似大地水准面精度优于传统截断核函数计算的似大地水准面精度,并且与高低阶均修正的核函数的解算精度相当。但在计算效率上,低阶修正核函数明显优于高低阶均修正的核函数。本文的试验证实了在基于Helmert第二压缩法的边值问题(Stokes-Helmert或Hotine-Helmert边值问题)中低阶修正核函数是一种比较有效的核函数。     

近区地形直接与间接影响的棱柱模型算法

基于Helmert第二压缩法进行边值解算时需要计算地形压缩对重力的直接影响和对（似）大地水准面的间接影响。计算近区直接、间接影响的传统积分算法仍是二重积分形式。该算法以网格中心点处的积分核作为网格积分核的平均值的计算模式在一定程度上引入了近似误差。另外,直接、间接影响的传统积分算法在中央区存在奇异性,需单独计算中央网格地形影响,因而增加了计算的复杂性。为此,本文推导了近区地形直接、间接影响的棱柱模型公式,一方面提高了地形影响的计算精度;另一方面中央区不存在奇异性,从而简化了计算过程。为避免棱柱模型存在的平面近似误差,可使用顾及地球曲率的棱柱模型算法计算地形影响。最后通过试验得出结论,在（似）大地水准面精度要求较高的应用中,应尽量使用顾及地球曲率的棱柱模型算法计算地形影响。     

利用改进的Stokes-Helmert边值理论解算高精度似大地水准面

利用改进的Stokes-Helmert边值问题实现了临沂市厘米级似大地水准面精化。首先,基于Stokes理论和Molodensky理论,联合精密确定地表及其外部扰动引力位的严密解算理论,给出Stokes-Helmert边值问题的数学描述,以及直接地形影响和间接地形影响的严密理论表达式;然后,利用多源观测资料,根据"移去-恢复"技术构建临沂高精度的重力似大地水准面模型;最后,利用GPS/水准高程异常对重力似大地水准面模型进行控制拟合,求得最终的大地水准面模型,其外符合精度达到1.6 cm。     

第二大地边值问题引论EI北大核心CSCD

在空间大地测量时代,GNSS可以测定地面点的大地高,使重力扰动变成了直接观测量,以重力扰动为边界条件的第二边值问题在大地测量中得以实用化。它的解与GNSS组合正在成为一种颇有应用前景的海拔高测量方法。本文原理性地讨论了有两种不同边界面的球近似第二大地边值问题。第一种以地形面为边界面,给出了高程异常与地面垂线偏差的解析延拓解;第二种以参考椭球面为边界面,将其外部地形质量按照Helmert第二压缩法移至参考椭球面,然后将Hotine函数与从地球表面延拓至边界面的Helmert重力扰动进行卷积,并顾及地形间接影响,最后得到大地水准面高、椭球面垂线偏差、高程异常与地面垂线偏差的Helmert解。在讨论部分,进行了第二与第三大地边值问题的比较,提出了现有重力点高程从正高或正常高到大地高的改化方法,并展望了它的应用前景。     

江西省现代大地基准似大地水准面精化完善

充分利用GNSS/水准点资料,运用自适应最小二乘配置方法对重力似大地水准面进行纠正,得到了分辨率为1.5′×1.5′的江西省似大地水准面模型,总体内符合精度为±1.8cm;并对江西省现代大地基准似大地水准面精化完善的模型和2004年似大地水准面精化试点的模型做了比较和分析。     

珠海市陆海统一似大地水准面精确求定

在海域广阔、河网密布的海滨城市珠海,基于区域陆海重力、地形数据,利用第二类Helmert凝集法精确求取了覆盖珠海市陆海全域的重力似大地水准面,解决了跨海岸线重力归算等关键问题;通过球冠谐调和分析法,将求取的重力似大地水准面与新测的高精度GNSS水准成果融合,获取了珠海市2'×2'陆海统一似大地水准面。以港珠澳大桥首级控制点为主的精度统计表明,该陆海统一似大地水准面模型外符合精度达到±0.008 m。     

渤海湾航空重力及其在海域大地水准面精化中的应用

近海航空重力数据在陆海大地水准面统一中起着重要作用。近3年来,利用我国首套航空重力测量系统(CHAGS)完成了渤海湾地区近20万平方千米的5′×5′格网平均重力异常数据的获取。本文首先介绍了渤海湾地区航空重力测量的概况,给出航空重力测量数据的处理要点;然后,详细讨论了航空重力测量的精度评估方法,其中针对该区域的测线布设特点,提出了"重叠格网比较法"以评估格网平均重力异常的内符合精度。结果表明,对于5′的波长分辨率,交叉点重力异常不符值在抗差后的中误差约为1.5 mGal,重叠格网法获得的5′×5′格网平均重力异常的中误差约为1.6 mGal;5′×5′格网重力异常与卫星测高和船测重力的比较精度优于3.0mGal;由航空重力测量获得的1°×1°格网平均重力异常与GOCE卫星重力位模型的计算值相比较,其系统性差异小于0.5 mGal、中误差约为2.7 mGal。利用航空重力数据后,渤海湾区域大地水准面与16个GPS水准点的比较精度由EGM2008模型的约23 cm提高到约12 cm。     

最新中国陆地数字高程基准模型:重力似大地水准面CNGG2011

本文回顾了近20年国内外国家局部大地水准面模型研究的概况和发展背景,采用Stokes-Helmert方法,计算了一个新的2′×2′中国重力和1985国家高程基准似大地水准面数值模型（CNGG2011）,采用了1百万余陆地重力数据和SRTM 7″.5×7″.5地形高数据,以及649个B级GPS水准点数据。CNGG2011平均精度为±0.13m,东部地区±0.07m,西部地区±0.14m。各省区局部似大地水准面平均精度为±0.06m,东部为±0.05m,西部为±0.11m。西藏精度为±0.22m。本文还讨论了重力大地水准面与GPS水准的关系,提出了今后进一步精化我国高程基准大地水准面模型的构想。     

确定全球厘米级精度大地水准面的可能性和方法探讨

阐述确定厘米级精度大地水准面所面临的挑战,评述各种大地水准面的定义,提出一种确定1°×1°厘米级精度全球大地水准面的新思路和新方法:在已知相应厘米级精度全球重力位模型、地形密度分布模型以及平均海面高模型的前提下,利用虚拟压缩恢复法可实现全球1°×1°厘米级精度大地水准面的目标。初步论证实现此目标的可能性和条件,并简要介绍一个模拟实验结果。     

Helmert扰动位及其积分核函数的椭球实用公式

借助以地心参考椭球面为边界面的第二大地边值问题的理论,基于Helmert空间的Neumann边值条件,给定Helmert扰动位的椭球解表达式,并详细推导第二类勒让德函数及其导数的递推关系、Helmert扰动位函数的椭球积分解以及类椭球Hotine积分核函数的实用计算公式,便于后续椭球域第二大地边值问题的实际研究。     

贵阳市似大地水准面精化项目建设

为解决CORS系统中GNSS高程受技术条件限制精度不高的问题,贵阳市进行了区域似大地水准面精化工作。本文论述了GNSS和水准网的布设及精度,使用了3 877个点重力数据和54个GNSS水准资料,以EIGEN03C地球重力场模型作为参考重力场,由第二类Helmert凝集法完成大地水准面计算,利用球冠谐调和分析方法将GNSS水准与重力似大地水准面联合求解得出的2'!2'格网似大地水准面,在高原高差地区其精度达到"0.010 m。     

利用Molodensky理论求解第二大地边值问题

过去由于无法获得大地高数据，传统的第三大地边值问题采用重力异常作为边值条件。GNSS技术的发展为第二边值问题的研究带来了契机。研究比较成熟的第三边值理论无疑为第二边值问题提供了很好的参考和借鉴，对此开展将第三边值问题中计算似大地水准面的Molodensky理论方法应用于第二边值问题的研究。首先推导了Hotine算子与梯度算子的关系，然后给出了基于Molodensky理论求解第二边值问题的算法。实验结果表明，该算法与传统第三边值问题中Molodensky理论的边值解精度相当，说明基于Molodensky理论求解第二大地边值问题是完全可行的。     

综合利用海岸带GNSS水准和重力数据精密确定中国高程基准偏差

综合利用中国海岸带GNSS水准和多源重力测量数据,通过精化陆海统一的重力似大地水准面计算高程异常零阶项,精密确定了中国1985国家高程基准相对于重力大地水准面的偏差。结果显示:中国1985国家高程基准相对于国际地球自转服务（International Earth Rotation Service,IERS）的IERS2010标准W₀对应的重力大地水准面的偏差为30.4±1.0 cm;中国1985国家高程基准于20世纪80年代经琼州海峡传递到海南岛后,在1 cm精度水平上未发现明显差异;计算的重力似大地水准面经全球导航卫星系统（globa navigation satellite system,GNSS）水准外部检核,标准差约为4 cm,12个省市和陆海交界处在厘米级精度水平上无缝衔接。在近10 a内,天津市除西北角外,大部分地区存在地面下沉,东南部地面下沉约7 cm,上海市地面下沉约7 cm,浙江省、江苏省和福建省等沿海省份局部地区也出现地面下沉。     

基于遗传Elman神经网络进行矿区GPS高程拟合

目前,城市、平原地区的似大地水准面建立精度已经达到厘米级,但在矿区进行高程拟合时,由于地面高低起伏没有规则,其似大地水准面的拟合精度并不理想。针对此问题,本文提出利用遗传算法优化Elman神经网络的方法精化似大地水准面,采用移去-恢复法对残差进行建模,使用EGM 2008地球重力场模型和地形起伏信息来精化求解似大地水准面和参考椭球面之间的高程异常,同时着重分析了地球重力场模型以及地形变化信息对高程异常求解的重要性,并使用某矿区实测数据(GPS、水准)对所提方法进行验证,实验结果表明:文中所提方法的精度要优于二次曲面拟合模型和单一Elman模型,其外符合精度达到了1.14 cm,可以代替四等水准测量。     

北部湾经济区陆海统一似大地水准面精化关键技术研究北大核心CSCD

针对北部湾经济区生态文明建设、海洋资源利用和海洋应急救援事件处置等缺乏统一的陆海高程基准等难题,本文首先利用广西北部湾经济区2764项重力数据和8项GNSS水准数据,应用第二类Helmert凝聚法,反演得到广西北部湾海域及沿大陆海岸线向内陆延伸约15 000 km^(2)区域内置信度较高的重力似大地水准面;然后参考重力场选取EIGEN6C4模型,重力似大地水准面对比8项GNSS水准资料,其精度达2.2 cm;最后采用球冠调和分析方法,将2′×2′格网似大地水准面精度提高至1.6 cm,并将陆地高程基准传递到广西北部湾海域及其海岛上,实现该区域陆海高程基准的统一。