GNSS水准测量法的长跨距跨河高程传递方法研究

针对常规跨河测量方法受场地及气象条件影响较大、效率低、工期长等实际工程问题,本文提出将全球卫星导航定位系统(简称“GNSS”)水准测量技术应用于长跨度的跨河水准测量,并根据实验场地的特点采用直线拟合模型实现对长跨距的跨河高程传递进行分析研究。结果表明：GNSS跨河水准测量应用于长跨距的高程传递具有可行性,该成果满足国家二等水准观测精度要求,对于类似跨河测量工程具有参考价值与借鉴意义。     

应用测距三角高程法进行跨河水准测量

为将三角高程法跨河水准测量的技术规范要求对应到工程案例中,有效指导技术人员实际操作,本文通过工程实例,按测距三角高程法跨河水准测量的作业流程、计算公式、各未知数据求值展开,逐层解构分析,细致阐述跨河水准测量中测距三角高程法的要点,实例验证了利用测距三角高程测量实现二等跨河水准测量的可行性。同时对“跨河垂直角观测时视线长”的简易计算公式进行了推导,探讨了计算结果的准确性和有效性,对跨河二等水准测量具有较好的推广价值。     

三角高程实施跨河水准方法探讨及精度分析

为了探讨利用三角高程进行跨河水准的可行性,从三角高程单向观测的公式出发,推导跨河水准对向观测的公式,并分析三角高程跨河水准的主要误差来源。针对三角高程测量中棱镜量高精度低的弱点,提出一种高精度的棱镜量高方法。最后结合实例,指出用精密三角高程实施跨河水准测量的可行性、适用范围,并提出几点操作建议。     

测距三角高程跨河水准测量的应用

结合大桥工程中跨河水准测量,分别运用常规的测距三角高程法和改进的测距三角高程法进行跨河水准测量,对结果进行比较和研究。     

自动照准全站仪精密三角高程测量在跨河水准测量中的应用

随着全自动智能型全站仪的发展及光学水准仪的逐步淘汰，精密三角高程测量在跨河高程传递方面应用广泛。本文详细介绍了基于全自动照准全站仪的精密三角高程测量的四边形跨河水准测量方法的原理及步骤，并对该方法中对向观测获取跨河点间高差进行了理论推导和精度分析，证明了控制在一定跨河距离内并采取相应措施消除其他误差的情况下，该方法可用于二等水准跨河测量；最后通过实例证实了该方法能满足二等跨河水准测量精度要求。     

单标三角高程法跨河水准测量设计与实验分析

针对现行规范中2 km以上距离的三角高程法跨河水准测量应采用双觇板的规定,进行了单标三角高程法跨河水准测量的观测设计,并通过实验与双标三角高程法及已知高差进行比较分析。结果表明:单标三角高程法可用于2 km以上距离的跨河水准测量,其半测回中的垂直角观测组数宜增至双标法的2倍。     

GPS在桥梁跨河水准测量中的应用研究

传统的跨河水准测量方法以几何光学观测为基础,受距离和气候条件的影响显著,工作效率较低。GPS技术所具有的三维定位功能,以其快速、全天候测量的优点,为跨河高程测量提供了一条新的途径。本文针对桥梁工程特点,探讨了GPS跨河水准测量的基本原理和方法,采用线性拟合模型推求跨河点之间的高程异常差,再结合GPS大地高即可求得跨河高差。在安庆长江铁路大桥精密控制网测量中,进行了二等GPS跨河水准测量试验,采用测距三角高程法进行验证,较差为4.7mm。     

宽水域地区长边三角高程测量试验精度分析

本文介绍在水网和长距离(2Km左右)跨江跨河地区，进行四等三角高程测量的试验研究。通过对观测方法和设备的改进以及进一步实验研究，有望实现更长距离和更高精度的跨江跨河三角高程测量以及取代现有的跨河水准测量。     

利用高精度全站仪实现跨河水准测量的可靠性分析

从实际实施跨河水准测量的两种方法所得结果精度的比较,并利用三角高程测量单向观测的高差计算公式及对跨河水准测量的高差中数中误差进行的估算,验证了利用高精度全站仪实现高精度跨河水准测量的可靠性。     

浅析一、二等测距三角高程法跨河水准测量的误差来源

测距三角高程法跨河水准测量是跨河水准测量几种方法中比较重要的一种方法。其特点是适合长距离的跨河水准,不受两岸高差限制,观测精度高。缺点是前期准备工作烦琐,观测程序复杂,计算过程复杂。作为一种高等级常规跨河水准测量方法,其测量误差也不容忽视。笔者结合自身的测量经验,探讨了测量中的误差来源及消除措施等。     

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。     

GNSS水准自适应联合平差

将水准高差观测值与GNSS垂直运动速度作为观测值，利用联合平差方法实现GNSS水准自适应数据融合。均匀选取大地高变化与正常高变化一致的GNSS水准点作为约束点，实现GNSS垂直运动与水准垂直运动的有效匹配；利用方差分量估计方法自适应整体调整水准高差观测值权阵与GNSS垂直运动速度观测值权阵之间的比例关系；采用相关等价权函数抑制异常观测值的影响，提高联合平差的精度。以山东境内二等水准网及GNSS控制点数据为例，该方法能够实现GNSS与水准高程变化的有效融合，提高高程变化分析的可靠性。     

大范围GNSS水准与重力场模型间的系统偏差校正

大范围GNSS水准数据是评估重力场模型精度的重要独立数据源，通常大范围GNSS水准数据与地球重力场模型所对应的大地水准面不一致，导致两者间会存在系统偏差，该系统偏差会影响直接利用GNSS水准数据评估重力场模型精度的效果。本文以利用美国24 152个GNSS水准数据评估EIGEN-6C4重力场模型精度为例，提出采用分区常系统偏差校正法和四、五、七参数校正法校正两者间的系统偏差。试验结果表明，分区常系统偏差校正法和四、五、七参数校正法均可以有效校正两者间的系统偏差，系统偏差校正后，2160阶次的EIGEN-6C4模型在美国区域内的高程异常精度优于10 cm。     

Remote leveling of tide gauges using GNSS reflectometry: case study at Spring Bay,Australia

We further developed a new approach using GNSS reflectometry to determine the leveling connection between a tide gauge and a GNSS antenna. This approach includes the optimization of the unknown receiver bandwidth and the estimation of frequency changes in the signal-to-noise ratio (SNR) oscillation through an extended Kalman filter/smoother algorithm. We also corrected the geometric bending of the GNSS signals due to tropospheric refraction using local meteorological observations. Using 3 weeks of SNR data in Spring Bay, Australia, from a GNSS antenna placed sideways (i.e., ground plane orientated vertically and directed in azimuth toward the sea surface) to improve the SNR interference near the horizon, we obtained mean leveling differences of approximately 5 mm, with an RMS of approximately 3 cm level with respect to the nominal leveling from classical surveying techniques. SNR data from three different receiver manufacturers, coupled to the same antenna, provided similar leveling results. With a second antenna in the usual upright configuration, we obtained mean leveling differences of 1–2 cm and a RMS of about 10 cm. In the upright configuration, the leveling differences may include errors in the GNSS antenna phase center calibration, which are avoided in our technique but not in the classical surveying techniques. These results demonstrate the usefulness of the reflectometry technique to obtain precisely and remotely the leveling between a GNSS antenna and a tide gauge. In addition, this technique can be applied continuously, providing an independent and economical means to monitor the stability of the tide gauge zero.     

利用GNSS水准成果融合构建中国大陆垂直运动模型

水准和全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)成果是研究中国大陆垂直运动的重要数据,充分发挥水准点高精度和GNSS点分布均匀的优势,有利于提升垂直运动模型的可靠性。在融合过程中,针对水准和GNSS成果缺少重合点导致速度融合失效的问题,提出一种基于模型结果融合的方法,分别利用水准和GNSS成果建立垂直运动模型,并基于模型格网点精度及控制点与模型格网点的最近距离联合确定两类模型点权值,逐点加权平均,实现两类模型的融合;针对利用反距离加权方法建模过程中观测点速度精度和空间距离均影响定权结果的问题,提出了权因子相乘的方法,合理确定各因素影响程度。综合利用国家一等水准网、国家GNSS大地控制网等成果,基于双因子相乘的方式定权建立单源垂直运动模型,并按照基于结果融合的方法建立了中国大陆垂直运动模型。结果表明,华北、苏沪一带沉降严重,极个别区域沉降速度达100 mm/a;东北、西藏一带呈现隆升趋势,局部隆升速度达5 mm/a;其余地区垂直运动相对稳定。     

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。     

InSAR、水准及GPS数据融合处理方法

地面沉降灾害制约了社会经济可持续发展,目前地面沉降监测广泛采取水准测量、GPS测量和InSAR技术等方法。为有效解决不同技术方法在精度、时间分辨率和空间分辨率上的缺陷,综合其优点,本文提出了对InSAR、水准及GPS数据进行精密处理和高效融合的理论方法,获取高精度、高时空分辨率的地面沉降监测成果。以广州南沙试验区数据实例验证了理论方法的可行性和可靠性。     

基于VB环境下水准网平差程序设计研究

在工程测量中,当测区需要观测很多点的高程时,就需要布设水准网。水准网间接平差模型具有许多优点,是编写水准网平差软件的主要模型。本文根据水准网间接平差的原理,论述了程序实现三四等水准网平差的思路和实现方法,并用相关实例验证了可行性。     

基于数学模型的水准测量误差计算

水准测量是工程测量中的重要内容。水准测量的精度受到多种因素的影响,包括系统误差和偶然误差。长期以来,都是通过水准网和闭合差的方法来计算或降低水准测量误差,其中使用最小二乘法减小误差的计算精度最高,但是计算方法烦琐,且需要以较大工作量和更加密集的水准网测量来实现。本文在介绍水准测量误差计算和降低的最小二乘法基本思想,并介绍了采用数学模型的来计算水准误差的方法和相关数学模型,对于水准测量误差计算特别是精密水准测量中误差计算,提高测量精度,有着可借鉴的价值。     

Mutual validation of GNSS height measurements and high-precision geometric-astronomical leveling

The method of geometric-astronomical leveling is presented as a suited technique for the validation of GNSS (Global Navigation Satellite System) heights. In geometric-astronomical leveling, the ellipsoidal height differences are obtained by combining conventional spirit leveling and astronomical leveling. Astronomical leveling with recently developed digital zenith camera systems is capable of providing the geometry of equipotential surfaces of the gravity field accurate to a few 0.1 mm per km. This is comparable to the accuracy of spirit leveling. Consequently, geometric-astronomical leveling yields accurate ellipsoidal height differences that may serve as an independent check on GNSS height measurements at local scales. A test was performed in a local geodetic network near Hanover. GPS observations were simultaneously carried out at five stations over a time span of 48 h and processed considering state-of-the-art techniques and sophisticated new approaches to reduce station-dependent errors. The comparison of GPS height differences with those from geometric-astronomical leveling shows a promising agreement of some millimeters. The experiment indicates the currently achievable accuracy level of GPS height measurements and demonstrates the practical applicability of the proposed approach for the validation of GNSS height measurements as well as the evaluation of GNSS height processing strategies.