高原山区局部大地水准面精化方法研究

局部大地水准面精化的实质是精确计算出大地水准面的起伏变化情况。一般情况下,需要密度足够的重力数据,依重力异常密集计算大地水准面差距或高程异常。但是在大陆西部高原山区重力点密度是不够的,无法达到大地水准面精化的目的。本文从理论上证实了用地形和岩石密度数据进行局部大地水准面精化的可行性。     

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。     

重力场模型谱组合精化区域似大地水准面

针对区域似大地水准面模型构建中地面重力数据分布不均匀且较难获取的难题，该文提出一种基于谱组合重力场模型的似大地水准面精化方法，实现了卫星重力场模型与高阶重力场模型的优化组合，结合293个实测全球卫星导航系统(GNSS)水准数据，构建了山东省范围的高精度似大地水准面模型。利用GNSS水准数据检核表明：在山东省范围，利用谱组合重力场模型构建的区域似大地水准面模型具有较高的精度，能够满足大多数工程要求，与采用地面重力数据构建的似大地水准面模型对比发现，在不使用地面重力数据的情况下也可构建厘米级精度似大地水准面模型，具有成本低、效率高的明显优势，便于及时开展区域似大地水准面的维护更新。     

配置法在局部大地水准面精化中的实例研究

从最小二乘配置方法的基本原理出发,以我国某地区范围内1km分辨率的大地水准面高模型数据为例,根据实用公式计算了试验区大地水准面高的协方差值后,采用多项式函数模型和高斯函数模型分别拟合了该地区大地水准面高的局部协方差函数,并对试验区内18个检核点做了推估计算。根据推估值(Nfit)与实测值(NGPSL)的比较分析表明,虽然多项式协方差函数模型略优于高斯协方差函数模型,但它们都能以厘米级的精度拟合局部大地水准面,这表明了配置法用于精化厘米级大地水准面的有效性。     

厘米级高程异常地形影响的算法及特征分析

从厘米级精度要求出发,通过进一步分解Molodensky级数解,推导出高程异常地形影响项的算法公式,初步分析这些地形影响项的精细特征,推荐一套适合厘米级似大地水准面精化的Molodensky解实用简便的算法公式,结合实例测试验证了厘米级地形影响的技术特征。文章指出,在我国丘陵与山区,要使似大地水准面达到厘米级精度,必须顾及Molodensky二阶项的影响;在我国西部、西南某些大倾角地形地区,由于线性Molodensky级数解不收敛,采用线性Molodensky算法计算高程异常的地形影响难以保证似大地水准面精度达到厘米级,发展合适的似大地水准面精化理论是大倾角地形山区厘米级大地水准面对局部重力场逼近技术提出的理论要求。     

加权平均法在区域大地水准面精化中的研究初探

区域大地水准面的精化是现阶段大地测量的一个新方向,具有很高的研究价值。利用加权平均法构建的数学模型对某市的大地水准面精化进行初步的探讨,研究其可行性,拟合得到厘米级的精度,并对探讨的成果进行分析。     

精化区域似大地水准面应顾及的有关问题

简述精化区域似大地水准面的计算方法;分析误差的主要来源;讨论已知平均重力异常栅格分辨率,求高程异常与布测GPS水准点距的关系;论述在精化区域似大地水准面项目设计中应采用统一的测绘基准、现势性好的高程起算数据,要全面规划和建设好地方测绘基础控制网等有关方面的问题。     

论大地水准面的精密确定

本文论述了确定大地水准面的意义,详细分析了确定大地水准面所需数据及其分辨率要求。大地水准面的中、低频成分的改进主要依靠卫星大地测量技术,但局部高频成分需要综合利用ＧＰＳ、重力、水准和地形数据,因而大地水准面的精度是大地测量理论和技术的综合体现。文中以大量数据分析和试验计算论证了我国大地水准面的近期精化目标及实现这一目标的技术途径。     

关于我国似大地水准面的精化及有关问题

着重分析了我国新一代似大地水准面模型CQG2 0 0 0的实际分辨率 ,给出了该模型的精度估计 ,得出总体分辨率为 2 0km ,精度为± 0 .4m ;60 %地区分辨率达到或优于 1 0km ,精度为± 0 .3m。介绍了目前精化大地水准面的国际先进水平 ,指出了进一步精化我国大地水准面的必要性和途径及有关问题。     

利用空中平均重力异常确定区域大地水准面

提出了直接利用空中平均重力异常计算区域大地水准面的方法。模拟计算的结果表明, 该方法与传统的利用地面平均空间重力异常确定的大地水准面精度相当, 但其显著优点是勿需空中重力异常的向下解析延拓, 从而可以避免延拓误差对大地水准面精化的影响。     

二次曲面拟合法在区域似大地水准面精化中的应用

以某市为例,介绍了二次曲面拟合法在区域似大地水准面精化中的应用,拟合得到厘米级的似大地水准面模型,并给出有益结论.     

高精度海域似大地水准面模型的建立

建立高分辨率、高精度的区域似大地水准面已成为信息化测绘体系建设、数字城市建设所必需的基本条件,尤其在地形图测绘、海洋调查等方面,对厘米级似大地水准面的需求十分迫切。本文基于新理论计算方法、重力场模型和融合技术建立高精度海域似大地水准面模型,厘米级的海域似大地水准面模型的建立对沿海地区快速获取高程信息很有意义,弥补了海域的空白。      

一种有效的区域似大地水准面精度检测方法

利用大地水准面逼近严密理论Molodenskii级数解,结合GPS、水准、重力和地形资料精化区域似大地水准面,其精度已从分米级向厘米级、高分辨率方向发展。如何客观、高效地评价区域似大地水准面精度是本文研究的主要目的。作者以广西似大地水准面精度检测为例子,给出了一种综合考虑GPS/水准检测点GPS大地高和水准测量误差的区域似大地水准面精度检测方法。利用覆盖广西境内的446个C级GPS控制网和航控GPS控制网GPS/水准检测点,点间距约25km,采用加权平均法计算广西似大地水准面外符合检测精度为±0.041m。     

GPS高程应用的关键在于精化大地水准面

由于GPS技术结合高精度、高分辨率的大地水准面模型可以获得地面点的正常高,进而取代传统的高程测量方法(如三角高程测量和低等级水准测量),因此,精化我国区域大地水准面有重要的实用价值,它是GPS高程得到广泛应用的前提条件。本文探讨了精化大地水准面的方法以及我国近几年来在这一领域取得的成果。     

Using gravity and topography-implied anomalies to assess data requirements for precise geoid computation

Many regions around the world require improved gravimetric data bases to support very accurate geoid modeling for the modernization of height systems using GPS. We present a simple yet effective method to assess gravity data requirements, particularly the necessary resolution, for a desired precision in geoid computation. The approach is based on simulating high-resolution gravimetry using a topography-correlated model that is adjusted to be consistent with an existing network of gravity data. Analysis of these adjusted, simulated data through Stokes’s integral indicates where existing gravity data must be supplemented by new surveys in order to achieve an acceptable level of omission error in the geoid undulation. The simulated model can equally be used to analyze commission error, as well as model error and data inconsistencies to a limited extent. The proposed method is applied to South Korea and shows clearly where existing gravity data are too scarce for precise geoid computation.     

高程系统定义分析与高精度GNSS代替水准算法

从高程系统定义出发,探讨高程基准面的重力等位性质,测试分析不同类型高程系统地面点高程之间的差异,考察GNSS代替水准与实际水准测量成果的一致性,进而提出新的GNSS代替水准算法。主要结论包括:(1)当精度要求达到厘米级水平时,正常高的基准面也应是大地水准面。中国国家1985高程基准采用正常高系统,其高程基准面是过青岛零点的大地水准面。(2)近地空间中等解析正高面与大地水准面平行,GNSS代替水准能直接测定地面点的解析正高,但正常高系统更有利于描述地势和地形起伏。(3)本文给出的GNSS代替水准测定近地点正常高算法,大地高误差对正常高结果的影响比大地水准面误差大,前者影响约为后者的1.5倍。     

重力数据分辨率对GPS/重力边值问题的影响研究

以GPS/重力边值问题为基本数学模型,利用不同分辨率扰动重力数据分别模拟了对GPS/重力边值问题的影响。数值模拟结果表明,数据分辨率与结果精度有密切联系,在丘陵地区,当数据分辨率在2 km时,可以满足cm级似大地水准面的要求,同时提出了一些现实可行的建议。     

地形对确定高精度局部大地水准面的影响

以计算香港大地水准面为例 ,着重研究了以下几点 :①DTM的分辨率对地形改正的影响 ;②质量柱体地形模型与质量线地形模型对计算地形改正的差异 ;③采用Helmert凝聚改正法 ,计算地形对大地水准面的间接影响 ;④比较经典Stokes Helmert方法与Sj¨oberg方法计算地形对大地水准面的影响