重力加密测量中的若干问题

前言大地测量的成果整理,计算工作是在参考椭球面上进行的,因此,在进行天文-大地网平差及其他计算工作之前,必须将在地面上直接量测得到的水平角和基线长度归算到所采用的参考椭球面上。为此,就需要求出各三角点及基线到达参考椭球面的高程,即大地高。它是由下面两部分组成的：（1）由地面到达似大地水准面的正常高;（2）由似大地水准面到达参考椭球面的高程异常。正常高可由精密水准测量加入重力改正求得,而高程异常则采用天文重力水准测量的方法求之。     

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。     

基于GNSS水准和重力场误差特性的大地水准面精度评估方法

缺乏有效的大地水准面成果精度评估方法,是高程基准现代化及其成果应用面临的关键问题。本文基于GNSS水准高程异常与重力场频域误差特性,研究GNSS水准与重力地面高程异常融合的技术要求,进而提出一种大地水准面成果的误差表达与精度评估方法。经示例测试分析,得出主要结论如下:①实用地面高程异常(即融合后的似大地水准面)精度,应采用随距离非线性变化的高程异常差误差曲线表达;②似大地水准面的精度评估,推荐采用两项误差指标和两条误差曲线共4个要素完整表达,即重力地面高程异常差误差、实用地面高程异常内部误差、实用地面高程异常差误差曲线与GNSS水准高程异常差误差曲线;③当两个GNSS水准点间距离接近或小于所有GNSS水准点平均间距时,GNSS水准高程异常对实用地面高程异常的贡献起主要作用;④较大空间尺度的实用地面高程异常精度主要依靠重力地面高程异常控制。     

珠峰高程测定中的有关问题及思考

对珠峰高程的精度、雪层的厚度、高程基准——大地水准面的精度、地壳的垂直运动以及如何将似大地水准面转换到大地水准面进行了讨论。结果显示，采用正常高加转换公式中的重力或地形资料求取珠峰正高比较合适。     

关于高程系统的思考

讨论了3种高程系统(正高、正常高及区域正常高)及其区别,它们分别依赖于不同的基准面,即大地水准面、似大地水准面和区域似大地水准面;研究了如何把中国的区域高程系统转换为全球统一高程系统的2种途径。可以利用水准或重力方法、GPS水准和GPS重力方法建立高程系统。     

杭州市城东三等导线网精度分析

在杭州市城东控制网平差过程中，由于缺少测区高程异常值（即大地水准面与参考椭球面差距），测距边长只归算到大地水准面上，而不是参考椭球面上，因此降低了控制网的精度。本文拟采用61．5m作为大地水准面到参考椭球面的距离的参考值，对测距边长进行高程异常值改正，来分析城东三等导线网的精度。     

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。     

用于GPS水准测量的大地水准面差距的确定

由GPS测得的高程是相对于地球质心椭球的高程,这种高程对于测量和工程一般是没有用处的。只有将其转换成正高或相对于其它实际参考水准面的高程,才能使其有用。该项转换的转换参数为N,即大地水准面高或大地水准面差距。本文介绍了用重力方法估算N值的各种方法,探讨了这些方法在与GPS高程测量有关的各种不同应用中的适用性。     

格尔木市高精度数字高程基准模型研究

大地水准面（数字高程基准）为国家高程基准的建立与维持提供了全新的思路。然而,受限于地形、重力数据等原因,高原地区高精度数字高程基准模型的建立一直是大地测量领域的难题。本文以格尔木地区为例,探讨了高原地区高精度数字高程基准模型的建立方法。首先,基于重力和地形数据,由第二类Helmert凝集法计算了格尔木重力似大地水准面。在计算中,考虑到高原地形对大地水准面模型的影响,采用了7.5″×7.5″分辨率和高精度的地形数据来恢复大地水准面短波部分的方法,以提高似大地水准面的精度。然后,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,建立了格尔木高精度数字高程基准模型。与实测的67个高精度GNSS水准资料比较,重力似大地水准面的外符合精度为3.0 cm,数字高程基准模型的内符合精度为2.0 cm。     

似大地水准面的定义及在空中测量中涉及的问题

本文讨论了高程异常和似大地水准面的定义以及高程异常随空间位置的变化,提出了将似大地水准面称为正常高系统的高程基准面的不恰当性,给出了由地面测量至空中点几何高差确定空中点正常高的改正方法。其目的主要是针对当前已经扩展到了空中的测量,引导正确地认识正常高系统的基本问题。     

精密水准测量中重力异常改正问题

我国各级水准点采用正常高系统。正常高指地面A点距似大地水准面的距离，即：式中γ_m~A为A点至似大地水准面的平均正常重力值。正常高可以精确确定，两水准点之间正常高差的计算公式：     

国际高程参考系统在珠峰地区的实现

2020珠峰高程测量,首次确定并发布了基于国际高程参考系统(IHRS)的珠峰正高。在珠峰地区实现国际高程参考系统,采用的方案是建立珠峰区域高精度重力大地水准面。利用地球重力场谱组合理论和基于数据驱动的谱权确定方法,测试优选参考重力场模型及其截断阶数和球冠积分半径等关键参数,联合航空和地面重力等数据建立了珠峰区域重力似大地水准面模型,61点高精度GNSS水准高程异常检核表明,模型精度达3.8 cm,加入航空重力数据后模型精度提升幅度达51.3%。提出顾及高差改正的峰顶高程异常内插方法,采用顾及地形质量影响的高程异常——大地水准面差距转换改正严密公式,使用峰顶实测地面重力数据,基于国际高程参考系统定义的重力位值W₀和GRS80参考椭球,最终确定了国际高程参考系统中的高精度珠峰峰顶大地水准面差距。     

海洋重力似大地水准面与区域测高似大地水准面的拟合问题

研究了将陆地重力似大地水准面与GPS水；住似大地水准面拟合的处理方法推广到海洋的问题．首先从理论上证明了当存在海面地形．则海洋大地水准面与似大地水准面不重合．导出了在海洋上大地水；住面差距与高程异常之间差值的公式．由此给出了求定平均海面相对于区域高程基准的正常高以及测高似大地水准面的计算公式。由于测高平均海面与GPS大地高有相近的精度．提出了将海洋重力似大地水准面与区域测高似大地水准面拟合的处理方法．并利用当前最新的海面地形模型和测高平均海面模型做了数值估计。     

精密三角高程测量严密计算的理论研究与初步实验

本文根据水准面、似大地水准面、参考椭球面、高程异常、垂线偏差与正常高之间的关系，推导出了新的普通三角高程测量及光电测距三角高程测量的精密计算公式，并对新公式进行了初步的实验验证。     

基于克里金法的深圳似大地水准面插值研究

地面点的正常高可以通过GPS技术结合高精度、高分辨率的似大地水准面模型获得,以代替劳动强度大效率低的传统水准(或高程)测量。影响精度的因素有两个:GPS点大地高的测量精度和该点内插高程异常的精度。本文主要针对深圳市1km格网似大地水准面数据,利用克里金法内插拟合高程异常值,用实例说明克里金法在深圳市似大地水准面的应用中可以满足大比例尺数字化测图的需要。     

大区域似大地水准面模型的建立方法研究

在充分研究现有几何方法确定局域似大地水准面的基础上,根据独立网内点间高程异常差的不变性和独立网间大地高起算基准面与WGS84椭球面的平行性,提出通过两步处理,获得大区域连续似大地水准面的思想和方法,即首先统一相邻两个独立GPS网大地高起算基准面,然后再利用几何方法确定大区域似大地水准面.该方法在长江口北岸得到了很好的验证,并取得了比较理想的精度.     

GPS水准及其在测绘工程中的应用

随着似大地水准面的不断精化,GPS水准有可能代替繁重的几何水准工作,介绍了似大地水准面的确定方法,并基于我国新一代似大地水准面CQG2000,在高山区GPS高程拟合的正常高中误差达到±0.21m。结合GPS实际工程分析,GPS高程拟合精度在平原地区可达到像控点高程精度要求。     

阜新市区似大地水准面拟合研究

基于GPS水准的阜新市区似大地水准面拟合问题,对获得的高程异常数据采用Huber抗差估计方法剔除粗差,并运用逐点剔除法选取GPS水准拟合的已知点,提高似大地水准面的拟合精度;通过对GPS水准中5种模型的试验比较,得到建立该地区似大地水准面的最佳方案—多面函数法。经闭合差检核,精度可达到四等水准的要求。     

湖北省似大地水准面浅析

基于GPS/水准点、CQG2000、EGM 2008等基础地理信息数据,对湖北省似大地水准面进行重新精化,并以88个独立实测高程异常点进行了检核,总体中误差为±0.037 m。之后与现行湖北省似大地水准面对比了366个拟合高程异常点,依据不符值的大小、分布、地形特征以及与邻近检查点和高程异常等值线的协调度、平滑度,结合现行湖北省似大地水准面的履历,介绍了现行湖北省似大地水准面在山区可能存在的粗差。     

宁波市似大地水准面数字高程基准建设及精度检验

基于2000国家大地坐标系和1985国家高程基准,阐述了在NBCORS和宁波市基本高程控制网的三维框架下组织实施宁波市似大地水准面数字高程基准建设的方法,并进行了似大地水准面的正确性和实用性精度检验以及精度区域划分。