卡尔曼滤波算法在长白山天池火山水准测量中的应用

基于长白山天池火山多期一等水准监测数据资料,对其利用卡尔曼滤波算法进行动态平差,获得天池火山地表垂直形变的变化速度与年变化速率(加速度),结果表明天池火山锥体北侧垂直形变准确地反映了2002年的火山扰动事件,而且水准点位置与其相应的垂直形变量完全符合Mogi的火山膨胀模型。西侧水准测量平差结果反映了火山区背景形变与东北地壳的垂直运动相一致。充分说明这种平差方法完全适合火山区无起算点的多期复测水准网的动态平差计算。     

一等水准成果构建的中国大陆垂直运动模型研究

国家多期一等水准网成果是研究中国大陆地壳垂直运动的宝贵数据.综合利用国家三期一等水准网成果,分析中国近50年地壳垂直运动变化趋势.首先,确定水准重合点高程变化量,计算重合点变化速率;然后,基于拟合点和检核点残差分布评估常用插值方法的优劣性,确定最优建模方法;最后,构建基于水准成果的中国大陆垂直运动模型,分析各区域垂直运...     

基于1985国家高程基准成果的使用与分析

对国家第二期一等水准网(1976-1990年)与国家第二期一等水准网复测(1991-1997年)高程变化进行了分析,以陕西省为例,阐述了基于1985国家高程基准的几期成果,由于几期成果所采用的起算点为不同期,形成一个水准点有多个高程的情况,所以使用者在利用1985国家高程基准成果时,应注意配套使用,以免用错造成不必要的损失。     

温州城市新高程基准建立的实践与思考

本文针对原温州市区高程控制的现状,提出建立城市新高程基准网的必要性;结合温州市二等水准网建立的实践经验,阐述了城市高程基准网的方案设计、组织实施和成果的分析与利用是建立城市高程基准网的关键;从温州典型软土地基的实际出发,介绍了如何确保水准点埋石质量,以达到城市高精度的高程基准网建设;通过对温州市二等水准网复测及成果分析,建立水准点的沉降档案并提出周期性复测的要求.     

陕西地区垂直形变分析

利用中国陕西地区三期国家一等水准网的平差成果、两期二等水准网成果、两期陕西省高程控制网成果、两期全球导航卫星系统（global navigation satellite system, GNSS）大地控制网成果、陆态网络等工程连续运行基准站及流动站成果、地理国情监测成果,分析陕西地区最新垂直运动趋势。结果表明:GNSS垂直运动与水准垂直运动趋势整体一致;20世纪70年代至2018年,关中平原垂直运动呈下降趋势,关中平原周边山区及高原垂直运动呈上升趋势;陕北地区地壳垂直运动总体上呈现上升趋势,平均上升速度约为4 mm/a;关中平原总体呈下降趋势,下降最大速度为6 mm/a;陕南地区也呈上升趋势,平均上升速度约为3 mm/a;陕北、西安局部区域的不均匀地面沉降灾害严重。     

我国第二期一等水准网复测的技术特点及其科学意义

中华人民共和国建国后，在1950～1976年间，我国完成了国家第一期一等水准测量，路线总长约5万公里，分别于1957年对我国东南部地区、1959年对我国东北和内蒙地区的第一期一等水准进行了平差。这些平差均以1956年黄海平均海水面为高程基准，以青岛水准原点为该期水准的起算点（该点高程当时定为72.289m）。采用正常高系统。     

我国高程控制网的现代化

随着空间和信息技术的快速发展 ,我国的地理空间基础框架的主干之一 ,国家高程控制网也面临更新和现代化。国家高程控制网的现代化应包括两个部分 ,一是国家高精度水准网 ,即毫米级的一等水准网的定期更新 ;二是具有厘米级精度的 (似 )大地水准面的测定。建议尽快组织施测国家三期一等水准网 ,切实执行《中华人民共和国大地测量法式》中“一等水准网必须 2 5年复测一次”的规定 ,依法行政 ,以保证国家高程控制网毫米级高精度的可靠性和现势性 ;另一方面应结合 GPS水准和重力测量 ,精化我国大陆的 (似 )大地水准面至厘米量级 ,以利用“GPS+(似 )大地水准面”的技术取代国家二等水准网 ,采用这一技术可以节约大量人财物和时间 ,获得考虑的高程时 ,其精度均匀一致 ,没有水准测量沿线逐站传递的积累误差 ,在海岛、山区等困难或甚至无法传递水准测量高程的地区 ,采用这一技术不仅可以快捷地测得高程 ,而且其成果和国家高程基准和高程系统是统一的和协调的 ,中国大陆国土的任何一点 ,利用这一技术可以获得不低于原来二等水准网所提供的相应精度的高程     

基于水准与重力资料的首都圈地区形变分析

针对近年来首都圈地区形变分析手段的单一性,该文利用该地区2001、2007、2014年3期精密水准复测资料和2009、2014年两期流动重力数据,处理获得该地区2001—2007和2007—2014两个时间段的垂直形变特征和2009—2014年重力场累积动态变化特征,同时利用水准资料对同期重力变化结果进行垂直形变效应改正,获取校正后的重力场变化特征。实验结果表明:首都圈平原地区受华北地下水开采影响较为严重,垂直形变呈现明显的下沉现象,而在山区可以较为客观地反映构造运动信息。重力变化的垂直形变效应改正量基本在10×10-8(m·s-2)以内,对异常形态没有影响,研究区的重力场变化主要是对地壳深部介质密度变化和物质迁移过程的主要反映。     

国家一等水准网复测若干问题的探讨

通过对多年来国家一等水准测量和地方水准路线设计、踏勘、选埋、观测和资料整理的总结,提出了国家一等水准网复测中对尺桩垂直位移、山区或起伏较大地区观测方法、测段闭合差不符值和东西走向水准路线误差同号的积累现象,以及同一水准路线季节性观测的误差进一步研究方法的探讨。     

对中国高程控制网现代化工作的思考

随着空间和信息技术的快速发展,我国测绘基准中的国家高程控制网现代化也迫在眉睫。它应包括两个部分,一是国家高精度水准网,即mm级一等水准网的更新;二是具有cm级精度的(似)大地水准面的确定。建议切实执行《中华人民共和国测绘法》中"基础测绘成果应当定期更新,国民经济、国防建设和社会发展急需的基础测绘成果应当及时更新"的规定,尽快组织施测国家三期一等水准网,以保证国家高程控制网mm级高精度的可靠性和现势性。另一方面,应结合GPS水准和重力测量精化我国大陆的(似)大地水准面至cm量级,以利用GPS (似)大地水准面的技术求解相当于二、三等水准测量精度的正常高,这不仅可以改变传统高程测量的作业模式,节约人财物和时间,而且获得的点位高程的精度比较一致。在海岛、山区等困难或无法传递水准测量高程的地区,采用这一技术可以快捷地测得高程,其成果与国家高程基准、高程系统是统一的和协调的。     

我国大地测量学的进展和展望

回顾了我国大地测量工作的进展。面向 2 1世纪前期的我国经济和国防建设及科技和社会发展 ,展望了我国新世纪的大地测量 ,提出应逐步进入精确、动态、实时的现代化体系 ,即完善国家三维空间大地网 ;建立 GPS综合服务体系 ;提供导航和定位服务 ;测定地壳运动、电离层参数、大气中可降水份等信息 ;精化中国地区重力场参数 ;建立新的国家重力基准网 ;完成分米级精度的中国似大地水准面的推算 ;积极开展海洋和空间大地测量 ,为资源、环境的管理以及防灾监测做出应有的贡献。     

利用绝对重力测量对大地原点地下水沉降的研究

地下水沉降,已经成为影响绝对重力观测值变化的主要因素之一。本文利用FG5绝对重力仪,并结合GPS测量、水准测量技术,研究了地下水变化对绝对重力测量的影响,给出了地下水变化与绝对重力值变化之间的相互关系,同时分析了影响绝对重力测量的一些其他因素,对研究我国重力基准的稳定性有一定的参考意义。     

武汉九峰地震台重力变化与地壳垂直形变分析

长期的重力变化和地壳形变观测是研究地下物质运动的重要手段。基于武汉九峰地震台2013—2020年的绝对重力和全球卫星导航系统（global navigation satellite system,GNSS）观测数据,计算了长期的重力与地壳垂直形变的变化趋势,并以1年、2年和3年的时间间隔分段,进行线性趋势拟合,分别获得不同时间段的绝对重力年变化率、地壳垂直形变速率以及对应的比值。研究结果表明,武汉九峰地震台长期的重力年变化率为0.479 9 μGal/a,地壳垂直形变速率为-1.2 mm/a, 两者的比值为-0.399 9 μGal/mm,与理论值存在一定的偏差,可能与该区域的地下水活动有关。将不同时间段的重力变化与地壳垂直形变的数据展布在一张图中,发现数据点离散分布在不同区域,由此可初步判断地下物质运动过程,为区域动力学机制解释提供参考。     

鄂尔多斯块体东北缘近期地壳垂直形变监测

为深入分析并研究鄂尔多斯块体东北缘近期的地壳垂直形变趋势,基于区域中10条国家一等水准测量路线的共用水准点,通过分段平差计算其相应的高程平差值及垂直形变量,进而利用三角网法提取该地区的垂直形变速率等值线。通过效果图对比可知,近期鄂尔多斯块体东北缘呈现下沉的趋势,两个V型漏斗区分布于整个研究区域中部的南北两侧,南侧漏斗区的下沉速率较北侧偏大,这在一定程度上与该地区北高南低的地形走向大体一致。但对于V型漏斗区形成的具体原因还有待进一步研究并确认。     

我国单点动态垂直基准的建立

确定基准是研究地壳垂直运动的重要内容之一,在讨论均衡基准特点的同时,指出了在其研究我国大陆现今地壳垂直运动中可能带来的不适用性,从而提出了单点动态垂直基准。该基准在多次重合点变动情况下,能够保持前后基准一致,易于维护,与基本验潮站相联系,速率结果具有绝对性质,可以较好地适应未来,特别是具有适应采用空间技术手段的特点。全面叙述了利用国家高精度重复水准测量资料研究我国大陆现今地壳垂直运动过程中,建立单点动态垂直基准的情况。     

区域与全球高程基准差异的确定

全球高程基准统一是继全球大地测量坐标系及其参考基准统一之后,大地测量学科面临和亟待解决的一个重要问题,也是全球空间信息共享与交换的基础。本文针对区域高程基准与全球高程基准间基准差异确定的理论、方法及实际问题开展研究。利用物理大地测量高程系统的经典理论方法,给出了高程基准差异的定义,并推导了计算基准差异的严密公式,该公式可将高程基准差异确定的现有3种方法统一起来。在此基础上,分析顾及了不同椭球参数对于计算基准差异的影响及量级,同时,高程异常差法还需考虑全球高程基准重力位与模型计算大地水准面位值不一致引起的零阶项改正。利用青岛原点附近152个GPS水准点数据,分别选择GRS80、WGS-84、CGCS2000参考椭球以及EGM2008、EIGEN-6C4、SGG-UGM-1模型,采用位差法和高程异常差法,确定了我国1985高程基准与全球高程基准的差异。其中,EIGEN-6C4模型计算的我国高程基准与WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准之间的差异约为-23.1cm。也就是说,我国高程基准低于采用WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准,当选取基于平均海面确定的Gauss-Listing大地水准面作为全球高程基准时,我国1985高程基准高于全球基准约21.0cm。从计算结果还可看出,当前重力场模型在青岛周边不同GPS/水准点的精度差别依然较大,这会导致选择不同数据对确定我国85国家高程基准与全球基准之间的差异影响较大,因此,若要实现厘米级精度区域高程基准与全球高程基准的统一,全球重力场模型的精度和可靠性还需要进一步提高。     

三角高程测量在基坑监测中的研究及应用

采用一种新的三角高程测量方法进行变形监测,该方法可以使全站仪在任意点设站,减少了工作量,在测量中,不用量取仪器高、棱镜高,减少了三角高程测量中的误差来源,提高了精度。通过分析三角高程测量的精度,验证了精密三角高程测量代替几何水准测量的可行性与可靠性,结合基坑监测实例,将三角高程测量的数据与几何水准测量的数据进行比较,比较的结果显示,该三角测量方法结合精密全站仪可以替代几何水准测量,在实际工作中具有一定的适用性和参考价值。     

利用CORS站网监测三峡地区环境负荷引起的地壳形变与重力场时空变化

受地球动力学因素特别是地球表层大气、地表水及地下水动力环境影响,地面站点位置、地球重力场及大地水准面随时间变化。以三峡地区CORS站网为主,少量重力台站为辅,采用负荷形变与地球重力场严密组合方法,综合确定了2011-01-2015-06三峡地区环境负荷驱动的地壳形变与重力场月变化,结果显示:（1）CORS站网具备地壳垂直形变、大地水准面及地面重力变化的监测能力;（2）三峡地区地壳垂直形变年变化幅度36.1 mm,大地水准面年变化幅度28.2 mm,地面重力年变化幅度117.4 μGal;（3）CORS站网地面重力变化监测精度水平不低于流动重力场重复测量;（4）CORS站网地壳垂直形变与地面重力变化监测具有一定的外推预报能力。     

国家第三期一等水准测量布设水准点方法的探讨

本文通过对国家一、二等水准测量水准标志保存现状的分析总结,提出了国家第三期一等水准测量设计时要统筹考虑国际空间坐标基准框架建设和重力基准框架建设的点位布设方案,使各基准框架之间均有联系的布网思路;布设水准点和选用标石类型时应有主次之分,并对布设普通水准点时优先选用墙脚水准标志的必要性和可行性进行了分析研究。