2000国家大地控制网的构建和它的技术进步

“2000国家大地控制网”是国家大地测量的重大科学工程项目。它主要包括建立2000国家GPS大地控制网,2000国家重力基本网,以及前者与国家天文大地网的联合平差等,以实现国家3维地心坐标系统的坐标框架。这个项目的主要特点有:①涉及多个学科,如经典和空间大地测量学、天文测量学、重力测量学、近代数据处理理论和技术等;②处理的数据量大、种类多,如2000国家GPS大地控制网有2600多个测点,46000多条独立基线,天文大地网与2000国家GPS大地控制网联合平差所需解算的未知数多达15万个;处理的数据几乎包含了三角测量、导线测量、天文测量、重力测量和GPS测量等各类测量的成果;③所处理数据的施测时间跨度长,如2000国家GPS大地控制网中三个子网的施测时间各不相同,前后从1988年到2000年历时12年,而天文大地网的施测时间是在上一世纪的50至70年代;④处理数据所覆盖的国土面积大,2000国家GPS大地控制网及天文大地网覆盖了我国整个大陆及部分沿海岛屿,而2000国家重力基本网则扩展到香港、澳门以及南沙等地区;⑤处理数据需顾及的因素多,如需分析近70年来我国大陆板块运动、板内运动、局部地壳运动和新旧大地测量基准、新旧天文系统、和不同历元对上述这些大地测量观测数据的影响及其统一归算。本项目的主要技术创新点有以下四个方面:①首次将我国不同部门、不同时期施测的多个平面(2维)和高程(1维)分离的大地控制网通过空间大地测量和数据处理技术,科学的整合为全国统一的整体的国家3维大地控制网,将原来大地测量中所采用分离的几何与物理参数,进行了科学的统一的整合;②首次将我国非地心大地坐标框架整体的科学的转换为地心大地坐标框架;③首次将我国大地坐标框架的地心坐标精度由±5 m提高15倍,达到了±0.3 m;将我国重力基本点的精度由±25×10-8ms-2提高近4倍,达到了±7×10-8ms-2;④首次将海量数据由原来采用的最小二乘平差经典数据处理技术提高为最小二乘平差,抗差估计和方差分量估计相结合的现代数据处理技术,提高了成果的精度和可靠性。     

采用弱基准和抗差估计的重力网平差

以沿海某测区绝对重力和相对重力网数据处理为例,详细描述了弱基准重力网平差的方法,绝对重力和相对重力先验权的确定,用抗差等价权来调整相对重力的权、重力仪参数的取舍。结果表明,弱基准能有效地提高整网的精度;抗差估计能有效地探测并降低异常数据的权。重力点平均中误差为13.6×10-8 ms-2,偶然误差检验符合正态分布。     

2000国家重力基本网编辑数据概算问题的探讨

本文简述了在2000国家重力基本网重力联测数据管理系统软件的使用中，编辑数据概算时会遇到的一些问题及解决的技巧。     

基于CORS基准站建立二等重力网

青海省连续运行参考站(QHCORS)作为二等重力点,选点符合国家现行规范的要求.以2000国家重力基本网、国家重力基本网补测与加密重力测量项目、1606工程重力基准网为起算点,利用两台CG-5型相对重力仪在QHCORS基准站上进行了二等重力测量,建立了青海省二等重力网.平差后点位重力成果精度平均中误差为18.00×10-8 ms-2,满足规范要求.     

重力网平差

使用拉柯斯特G型重力仪施测国家基本重力网，在我国还是第一次。为了确定重力仪的格值函数和完成高精度重力网的平差，我们对代表重力仪性能的数字模型和我国绝对重力测量精度进行了讨论，并且利用重力网的部份观测资料进行了多种方案的平差计算和相互比较，最后提出了一个切合我国实际情况的重力网平差方案。     

国家重力—等网平差初步方案

国家重力一等网与基本网的联合平差对分析和改善基本网的精度、精确求定重力仪格值、充分发挥一等网观测值的精度潜力等都十分有益。如在基本网缺少已知点的薄弱地区引用新的绝对重力结果加入联合平差可大大提高国家重力控制网的精度和可靠性,笔者提议将一等网与基本网联合平差其基本思想是:根据分组相关平差原理,将基本网作为第一组平差,并以其平差结果作为具有先验权的虚拟观测值与一等网观测值一并进行第二组平差。可以证明,分组平差与两网联合平差等价。     

天文大地网与GPS2000网联合平差数据处理方法

介绍了天文大地网与GPS2000网联合平差数据处理中的主要数学模型、大规模稀疏矩阵的有效解算方法，用Helmert方差分量估计算法进行地面网的方差分量估计，并用该方法对我国天文大地网的观测数据及空间网数据进行联合平差，得出全网平均点位的点位中误差为o．11m，点位精度95．5％优于0．3m。     

我国国家重力网的系统转换

本文分析了我国１９５７年国家重力网的精度和问题，探讨了国家重力网的系统转换模式，利用现有的新旧重力网的重合点实际数据进行了回归分析、方差分析和系统误差检验，结果表明在“５７网”与“８５网”之间，除了—１３．５８ｍｇａｌ的平均基准差之外，并不存在其它明显的系统误差，特别是看不出有尺度系统差的影响，也不存在差值随纬度变化的任何规律。因此认为将“５７网”系统转换成“８５网”系统时，可以不必加“尺度系统差改正”，更不用考虑“非线性系统差改正”，建议一律只加一项“基准系统差改正”，其数值应该采用—１３．５８ｍｇａｌ。     

GPS水准、天文重力水准与重力大地水准面多种数据联合处理的研究

针对我国大地水准面的研究状况，提出了在国家ＧＰＳＢ级网完成之后，利用ＧＰＳ水准、天文重力水准与重力大地水准面３类数据确定我国高精度大地水准面的理论和方法。分析了３类数据的误差传播规律，给出了联合平差模型，并用一模拟网进行了试算     

抗差估计的选权迭代法分析与比较

在抗差稳健估计中,选权迭代法应用最广,较易理解,M估计法计算简单。基于M估计的基本理论,深入分析Huber、Hampel、IGG3种常用的选权迭代法,并利用水准网数据,分析这3种常用选权迭代法的适用范围和相应的抗差效果,表明IGG法比其他两种的抗粗差效果要好,且易实现。     

高精度GPS基线向量网平差

系统地论述了利用基线向量作为虚拟观测量进行平差的基本原理，着重对双因子抗差估计、系统参数求解、方差分量估计等在GPS基线网平差中的应用进行了分析，最后简单介绍了基线向量网平差软件GPSADJ。     

中国大地测量数据处理60年重要进展 第二部分:大地测量参数估计理论与方法的主要进展

大地测量参数估计原理是大地测量数据处理的重要基础。中国学者经过60年不懈努力,在自由网平差、拟稳平差、半参数估计、不适定问题解算方法、抗差估计、自适应滤波等领域做出了重要贡献,建立了许多新的理论、模型和方法,推进了大地测量数据处理理论的进展。这一部分重点介绍建国60年来中国学者在大地测量数据处理原理、方法方面取得的成就。     

A model for adjustment of differential gravity measurements with simultaneous gravimeter calibration

 A mathematical model is proposed for adjustment of differential or relative gravity measurements, involving simultaneously instrumental readings, coefficients of the calibration function, and gravity values of selected base stations. Tests were performed with LaCoste and Romberg model G gravimeter measurements for a set of base stations located along a north–south line with 1750 mGal gravity range. This line was linked to nine control stations, where absolute gravity values had been determined by the free-fall method, with an accuracy better than 10 μGal. The model shows good consistence and stability. Results show the possibility of improving the calibration functions of gravimeters, as well as a better estimation of the gravity values, due to the flexibility admitted to the values of the calibration coefficients. Received: 15 November 1999 / Accepted: 31 October 2000     

高精度GPS形变监测网数据处理的理论与方法

分析了高精度GPS形变监测网数据处理中系统误差的影响,给出了顾及系统误差影响的自由网平差模型;针对粗差在GPS观测数据中存在的广泛性,在对平差模型进行整体性检验的基础上,采用检验方法消除粗差对平差结果的影响;结合抗差估计,对中国地壳运动观测网络工程1999~2003年观测数据进行了处理,验证了模型的精度和可靠性。     

测线稳定距离对航空重力测量的影响

航空重力测量中测线的长度的往往要长于测量区域,测线长出测量区域的长度就是留给航空重力仪必要的稳定距离。以2011年某地区的实际测量数据为例介绍了稳定距离对航空重力测量的精度的影响,数据处理结果表明,在平稳的气象条件下稳定距离不够则其交叉点重力异常不符值抗差后可以达到±12.0648mGal,交叉点重力异常不符值均值可以达到±16.9091mGal。     

湖南省CGCS2000国家大地坐标系统转换方法

基于湖南省大地控制点布设现状、各等级控制点成果以及信息扩散估计理论,分析现有CGCS2000坐标成果和北京54、西安80两类坐标系建模共点的数据质量,为后续模型优选和模型质量保障奠定基础.在此基础上,研究各类大地坐标系统转换算法,实例计算各类算法的坐标转换结果,进行精度比较与分析,提出适宜于湖南省CGCS2000坐标系...     

The new gravity base net 1976 of the Federal Republic of Germany (DSGN 76)

A new gravity base net (“Schweregrundnetz 1976 der Bundesrepublik Deutschland”, DSGN 76) has been established in the Federal Republic of Germany, to meet the increased requirements of geophysics, geology, metrology and geodesy. The net comprises 21 stations with three excenters each. The gravity values were determined using 4 absolute stations, 11 IGSN71-stations and about 3000 relative gravity meter observations with 4 gravity meters. Instrumental investigations and special treatment of local tidal and atmospheric effects improved the data for the least squares adjustment, which was performed by the method of observation equations following the use of condition equations. The final adjustment showed a point r.m.s. error of about 10μGal[10^?8 ms^?2]. Detailed results will be published in the ”Veröffentlichungen der Deutschen Geodätischen Kommission”.     

The organization and management of Canada's national gravity data base

The National Gravity Data Base has been developed over the past 15 years in response to national and international geoscience requirements. The data base contains information pertaining to gravity standardization networks in Canada and abroad, gravity anomaly mapping in Canada, instrumental parameters, digital terrain and crustal motion. Flexible data management capability and minimal software maintenance costs result from extensive use of the System 2000 DBMS package. Interfaced with the data base are several applications software systems which perform various reduction, editing, adjustment, updating, retrieval and display operations. Presented at International Symposium on Management of Geodetic Data, Copenhagen, August 24–26, 1981.     

全国及部分省市地区高精度、高分辨率大地水准面的研究及其实施

结合我国重力和地形资料及国内外较优的重力场模型，研制了适合我国重力场特征的360阶重力场模型WDM94，建立了中国新一代包括全部陆海国土的dm级（似）大地水准面CQG2000，建立了中国以GPS／水准为基础的高程异常控制网，利用海洋卫星测高数据进行我国海洋大地水准面的计算、我国陆地重力（似）大地水准面的研制厦我国陆海（似）大地水准面的拼接；研制了江苏省、海南省、深圳市、大连市、南京市及南水北调西线工程具有cm级精度的省市地区（似）大地水准面模型；结合GPS技术和高精度（似）大地水准面模型，研制了GPS测图软硬件一体化系统。