GPS高程转换的一种改进算法

针对用拟合局部似大地水准面实现GPS高程转换的方法在山区大比例尺重力勘查领域难以推广应用的情况,提出GPS高程转换的一种改进算法,即利用基于重力似大地水准面推导的高程异常差公式将GPS测定的大地高差转换为正常高差,进而实现GPS高程的有效转换.通过算例分析表明,这种方法完全适用于大比例尺重力勘探工作.     

利用GPS水准控制山区高程——以陕西丁家林金矿区为例

应用GPS水准控制山区高程的基本原理是当GPS点布设成一定区域时，可以用数学曲面拟合法求待定点的正常高，根据测区中已知点的平面坐标或大地坐标和高程异常值，用数字拟合法求出该区似大地水准面，得出等求点的正常高。在陕西丁家林金矿区实验结果表明，该方法与传统的三角高程控制法相比，无论在平原或在山区都能获得较好精度。因此，用GPS水准可替代几何水准。     

GPS高程控制网在1:5万重力调查高程异常改正问题中的应用

在没有精细大地水准面模型的地区开展1:5万重力调查工作时,采用布设GPS高程控制网的形式,求得高程异常改正模型,解决高程异常改正问题。布设GPS控制网时已知高程控制点要多于6个,适当地选用某种数学模型(多项式曲线拟合、多项式曲面拟合,多面函数拟合等)拟合出测区的大地水准面,然后用插值的方法再推算出其它GPS点和正常高程值,提高重力测点的高程精度。     

EGM2008重力场模型在兴城物探测量中的应用

以吉林大学兴城物探教学实习测网为例,基于EGM2008重力场模型,采用二次曲面、移动曲线、最小二乘配置、三次样条和反距离加权改正插值法,计算了不同GPS水准点密度情况下的水准面模型,并利用二等水准测量方法验证了计算精度,分析了该模型的适定性。结果表明,三次样条插值法的精度和稳定性最高,其次是移动曲线法和最小二乘配置法;二次曲面拟合的精度最低,反距离加权改正法稳定性最差。所有算法都表明,在研究区,当GPS水准点间隔20 km时,基于EGM2008模型确定的大地水准面精度在0.1 m以内;而采用单独GPS水准点的区域大地水准面模型能达到14cm,完全满足各种比例尺情况下的石油物探测量要求。     

基于地球重力场模型的区域高程转换方法

利用多项式分区拟合与EGM96地球重力场模型相结合的数学方法,使少量的水准点与GPS点重合,对GPS测得的大地高直接转换为具有厘米量级正常高的重力模型区域高程转换方法作了讨论,将该方法得到的正常高与单独利用多项式分区拟合和EGM96地球重力场模型得到的结果进行了比较,其差值的标准差为±2.9 cm。     

地面重力数据结合GPS/水准数据精化兴城物探实验区大地水准面

区域大地水准面的确定是GPS测量常需解决的问题。目前确定大地水准面的方法主要包括重力法、GPS水准几何法及组合法,其中组合法因其精度和可靠性都较高,常用于计算高精度区域大地水准面。高精度的大地水准面模型是组合法确定区域大地水准面的关键。在我国,EGM2008全球重力场模型精度和分辨率均高于此前的所有模型,研究基于该模型的组合法大地水准面精化具有重要的实践意义。笔者以吉林大学兴城教学实习基地物探实验区为例,基于实测重力数据、EGM2008重力场模型和GPS水准数据,采用组合法精化了区域大地水准面,比较了组合法大地水准面模型和无重力实测数据的几何法大地水准面模型的精度差异,分析了该方法在物探测量中的适用性。结果表明,实验区组合法大地水准面模型精度最高达到1.2 cm,并且误差分布区间较小,总体上精度和可靠性高于对比的几何方法,并且组合法和几何法获取的两种大地水准面模型均能满足大比例尺物探测量要求。EGM2008模型精度较高,故平坦地区使用组合法时,高密度的实测重力数据可能带来高频扰动,有可能降低EGM2008重力场模型本身的精度,所以重力数据采集过程中要顾及重力点的密度和空间分布。本文方法更适用于地形复杂的地区。     

关于重力勘查的高度改正应采用何种高程系统的讨论

重力勘查的观测值必须进行正常场与高度改正,为此要测量重力测点的平面位置与高程,尤其对高程测量精度要求甚严。以前测地工作使用经纬仪、水准仪和测距仪等,高程系统按“规范”(1)采用大地水准面的“正高系统”.近来全球卫星定位系统(GPS)开始应用于重力勘查中,GPS测量的高程为WGS-84的“大地高系统”,这样需要把“大地高”换算到“正高”.这样做即要花费许多工作量,又会增加换算中产生的误差。本文通过对地球正常重力场理论公式的分析,认为可以采用GPS测量的大地高进行重力高度改正。     

大比例尺重力勘探GPS高程转换

在大比例尺重力勘探工作中,当布格重力异常设计总精度提高到0.025×10-5 m/s2时,要求测点高程均方误差为0.05 m。为使GPS高程能够达到该精度要求,提出利用EGM2008模型和GPS水准数据拟合局部似大地水准面的方法以实现测点GPS高程的转换,并利用某地区GPS水准资料,对转换方法的可行性进行验证分析。结果表明,这种方法完全适用于大比例尺重力勘探工作。     

区域似大地水准面的二次精化及其软件实现

为了满足区域重力调查高精度测地工作的要求,实现不同坐标系之间的转换,通过区域似大地水准面的二次精化方法及开发的软件,将GPS大地高转换到正常高。采用实测26个水准点外检核精度,全区软件转换精度为±5.57 cm,完全满足重力测量中高程精度要求。     

矿区控制网建立技术研究

本论文以沙曲矿的实际需要为出发点,以矿区控制网的布设为主要内容,阐述了全球定位技术在矿山控制测量领域的应用现状及发展前景。结合了沙曲煤矿实际的地形、地貌等客观因素及工程精度的要求,平面控制网采用四级短边、边连接形式的GPS网,GPS不但有精度高、速度快而且同时不受观测条件的限制等优点,因此在矿山测量中得到了广泛的应用。由于GPS网测量的高程为大地高,理论应对测量结果进行高程拟合即大地水准面精化才能得到水准高,而该论文GPS网点的高程直接由水准测量测定,不进行高程拟合,也不使用大地水准面模型求定,高程控制网采用四等水准网,对控制网在外业施测时的注意事项都一一进行了说明,GPS以它的实用性及优越性给矿山测量的发展提供了崭新的手段。     

GPS高程拟合方法的对比试验研究

GPS测量的高程是大地高,而我们日常使用的高程是正常高,这中间存在一个高程异常值,由于地球质量分布不均,这个高程异常值不是个常数。本文简要介绍了常用高程系统及相互的转换关系,重点介绍了多项式曲面拟合和多面函数拟合两种GPS高程拟合方法。结合北京市地面沉降监测项目,利用研究区范围内监测点已有的A级GPS测量数据和一等水准测量数据,采用了五种拟合方法,通过不同的选点方式,再经过MATLAB软件编程计算,对研究区进行了高程拟合,并对各项试验结果分别进行了拟合精度的评定。通过对每个拟合模型进行分析,对拟合结果进行比较和对五种拟合方法进行比较,最后得出结论,选择适当的高程拟合模型进行高程拟合能达到四等水准测量精度,采用二次、三次曲面拟合和多面函数拟合方法均能较好的对研究区进行高程拟合。     

GPS 高程拟合转换正常高在重力勘探中的应用

GPS测量所提供的高程为相对于WGS-84椭球的大地高,而重力勘探中使用的是正常高.本文简要介绍了用多项式曲面拟合方法拟合高程异常的原理,并用水准仪测量的水准高程对拟合的正常高进行了精度评估,总结了采用GPS拟合高程在高精度重力勘探中的应用效果.     

GPS高程拟合的方式及可靠性分析

在范围不大的区域中，高程异常具有一定的几何相关性，GPS高程拟合就是利用这一原理，求解正常高。在解析法求解过程中，首先用最小二乘法确定拟合数学模型的系数，在此基础上计算出待测点的高程异常值。通过实例验证：GPS高程拟合的精度主要取决于GPS大地高的精度、重合点正常高的精度、重合点的分布及拟模型的选择。一般在重合点数量充足且分布均匀的情况下，GPS高程拟合的精度可达到四等水准网的精度要求。     

GPS高程拟合方法精度分析

近年来人们往往利用GPS数据来确定大地高,但大地高不同于正常高,为此,利用多项式拟合与地球重力场模型相结合的数学方法,使GPS所测大地高通过这些数学模型直接转换为具有厘米精度的正常高,将该方法得到的正常高与单独利用多项式拟合和地球重力场模型得到的结果进行了比较,其差值的标准差为±38 cm。     

基于多项式拟合模型的GPS高程转换方法研究

在详细论述GPS高程转换基本原理的基础上,利用二次多项式模型,对区域高程异常进行了拟合分析,并进行了精度评定。结果显示,利用二次多项式模型进行GPS高程转换能够取得较好的结果,参与建模的点位拟合精度较高,而远离建模点分布区域的点位拟合精度相对较低,建模点的选取能够对GPS高程拟合结果产生重要影响。     

物化探测地工作采用GPS定位时进行高程异常改正的研究探讨

本文叙述了我国现行高程系统与ＧＰＳ高程系统垢区别,介绍了ＧＰＳ求解的大地高转换为正常高的几种方法,具体提出了１：２０万区域重力调查中用ＧＰＳ定位时所求测点高程应进行高程异常改正及高程异常对区域重力调查精度的影响。对区域重力调查及其它物化探测地工作有一这的指导意义。     

GPS水准多项式曲线拟合在水利工程中的应用

随着GPS应用技术的不断成熟,GPS定位测量获得大地高精度在逐渐提高。如何有效利用GPS水准测量把GPS高程转换成工程所需的正常高,成为了水利测量工作者非常关心的问题。本文以淮北矿业集团临涣工业基地引水工程为实例,采取多项式曲线方法进行了GPS水准拟合的深入研究,最后得出结论:在地形起伏不大的平原地区,通过多项式曲线拟合,所获得的正常高结果可以满足四等水准的精度要求,在带状测区的水利工程中可以取代几何水准测量。