应用GPS/重力数据确定(似)大地水准面

作为GPS/重力边值问题理论及方法的应用,本文在对GPS/重力方法确定（似）大地水准面的原理进行简要介绍与分析的基础上,利用收集到的N区的702个GPS重力数据以及52个高精度的GPS水准数据,计算出该区域的似大地水准面. 通过拟合法和系统差直接改正法进行的精度分析表明,应用GPS/水准方法确定的该地区似大地水准面的精度达到厘米级.     

基于EGM2008重力场模型的GPS高程转换方法及精度分析

研究利用重力场模型直接进行GPS高程转换的方法,即模型高程异常法和模型重力位法.根据误差传播定律,导出了由重力场模型位系数方差计算模型高程异常以及模型正常高的误差公式,并对影响两种GPS高程转换方法精度的因素进行分析.利用具有代表性的EGM96、EIGEN-51C和EGM2008重力场模型及某线路GPS/水准数据对两种方法进行实验研究与精度分析,结果表明:理论公式及实验结果都显示两种高程转换方法是等价的,转换精度相当;两种方法使用过程中,均可能需要系统偏差校正;EGM2008重力场模型具有非常好的分辨率及精度,在局部区域,基于EGM2008模型的GPS高程转换精度有望达到cm级.     

我国1′×1′高程异常模型的建立及应用

高精度地确定我国陆海任意点的似大地水准面高（或称高程异常），其基础是先建立相应区域的高精度、高分辨率的高程异常数字模型，然后在此基础上通过内插软件确定.本文阐述了建立我国陆海1′×1′高程异常数字模型的数据、方法和步骤等.分别采用全国854个（一、二级网和A、B级网点）和75个（地震监测站点）高精度GPS/水准点作为外部检核点，对该数字模型进行了精度估计，结果表明：由该数字模型确定全国任意点高程异常的精度，东部地区分别为±0.18 m和±0.13 m，西部地区分别为±0.30 m和±0.22 m，全国总体精度分别为±0.23 m和±0.17 m.比规划的±0.5 m精度指标提高了1倍多.少部分区域达到了厘米级精度.由1′×1′高程异常数字模型及相应软件确定任意点结果的速度一般在2s内.     

我国1′×1′高程异常模型的建立及应用

高精度地确定我国陆海任意点的似大地水准面高(或称高程异常),其基础是先建立相应区域的高精度、高分辨率的高程异常数字模型,然后在此基础上通过内插软件确定.本文阐述了建立我国陆海1′×1′高程异常数字模型的数据、方法和步骤等.分别采用全国854个(一、二级网和A、B级网点)和75个(地震监测站点)高精度GPS/水准点作为外部检核点,对该数字模型进行了精度估计,结果表明:由该数字模型确定全国任意点高程异常的精度,东部地区分别为±0.18 m和±0.13 m,西部地区分别为±0.30 m和±0.22 m,全国总体精度分别为±0.23 m和±0.17 m.比规划的±0.5 m精度指标提高了1倍多.少部分区域达到了厘米级精度.由1′×1′高程异常数字模型及相应软件确定任意点结果的速度一般在2s内.     

基于方差分量估计的局部似大地水准面精化拟合模型

局部似大地水准面精化中需要进行GPS水准与重力两种水准面的拟合,其中两种观测量精度的权比确定是关键问题,本文提出基于方差分量估计的方法解决这一问题.根据此思路,文中还利用某给定区域的实际资料,对常用的几种似大地水准面拟合方法——多项式拟合、多面函数拟合以及曲面样条插值的函数模型按不等权拟合似大地水准面进行试验.通过某3...     

基于B样条函数的散乱数据曲面拟合和数据压缩

针对大规模散乱数据,本文提出一种基于B样条函数的曲面拟合和数据压缩方法.在此方法中,构建最小平面矩形区域覆盖所有的散乱数据点,根据二维情况下的B样条函数的线性插值公式,利用最小二乘法拟合规则网格控制点的数值,存储有限规则网格控制点的数值,并通过插值可以得到任意点的数值,从而达到曲面拟合和数据压缩的目的.通过算例验证了此方法的可行性以及使用三次B样条函数曲面拟合的优越性.由于此方法具有局部误差小、计算高效的特征,可以适用于数据梯度较小的二维系统数据的曲面拟合和数据压缩,如地形高程数据和射线追踪走时表.     

精化大地水准面的一种间接方法——异常及其梯度在其中的应用

随着GPS/水准及全球重力测量的加密和扩展,获取高精度的似大地水准面或高程异常(ξ)已比较容易,如何进一步研究它和大地水准面或大地水准面高(N)之间的关系(即所谓间接的方法)使大地水准面得到精化,这就是本文的目的,文中对已推导的公式在模型作了验证,对如何利用地形等数据确定扰动重力垂直梯度也作了研究,结果表明:在海拔4000 m的高山地区,当似大地水准面的精度达到cm级时,大地水准面的精度也与之比较接近.     

基于有限元方法的陆海大地水准面衔接

大陆上用重力数据和GPS水准数据确定(似)大地水准面,海洋上用卫星测高数据确定(似)大地水准面.由于沿海地区和近岸海域往往缺少完好的重力数据,近岸海域卫星测高数据质量相对较差,两类大地水准面在陆海相接区域精度偏低且存在拼合差.纯几何方法拟合陆海局部区域大地水准面,不能顾及大地水准面的物理特性,拟合结果不稳定.顾及到大地水准面的物理特性,依据其在局部所应满足的数学物理方程,拟合陆海局部区域大地水准面问题,转化为Laplace第一边值问题.讨论了有限元法衔接陆海局部区域大地水准面的数学思想,给出了相应的数学模型.     

基于嫦娥一号卫星激光测高数据的月球数字高程模型

利用嫦娥一号激光高度计获取的800多万个有效记录点科学数据,描述了一种基于Kriging插值方法来生成空间分辨率为0.25°×0.25°全月球均匀网格的数字高程模型.即对激光高度计科学数据进行加权插值,通过引进以距离为自变量的变差函数来计算权值.因变差函数既可以反映激光测高数据的空间结构特性,又可以反应激光测高数据的随机分布特性,故采用Kriging方法插值可以得到较理想的月球高程模型.同时,基于生成的全月球数字高程模型得到了月球的汉麦尔投影、麦卡托投影、正面、反面、南极、北极等月球地形图.该模型也与国际上的月球模型Clementine、ULCN2005与CLTM-s01进行了对比.由于嫦娥一号激光测高数据达800多万个记录点,得到的月球数字高程模型的精度更高.     

利用最小二乘配置识别西秦岭构造区跨断层水准形变异常应用的研究

将最小二乘配置方法的高斯型经验协方差函数模型应用于区域跨断层形变特征曲线的异常辅助识别。通过西秦岭跨断层形变区域水准对岷县-漳县6.6级、景泰5.9级地震等前兆异常判定算例,说明最小二乘配置内插拟合可以进行区域跨段层水准形变曲线的趋势模拟和辅助查找区间异常特征,对于跨断层形变曲线异常识别有一定意义。