平均重力异常的计算及精度分析

本文介绍了测绘科学研究所研制的重力数据库中存储的平均空间重力异常的计算方法。并分析了不同格网(5′×5′,15′×15′,30′×30′等)平均重力异常的精度。选取北纬25°～32°,东经100°～107°作为试验区进行了研究。计算证明,利用参数拟合法,在我国一般地区,可以求得优于±10毫伽的5′×5′以上格网的平均空间异常。特殊困难地区,经特殊处理后可以求得优于±10毫伽的15′×15′以上格网的平均空间异常。     

中国新一代高精度、高分辨率大地水准面的研究和实施

采用移去恢复技术，利用我国高分辨率DTM和重力资料推算我国大陆重力大地水准面;然后再和我国GPS水准所构成的高程异常控制网拟合,推算了具有dm级精度、15′×15′分辨率的我国大陆大地水准面。利用全国地壳运动监测网络的80余个高精度GPS水准点进行外部检核，检核结果证实和原设计精度完全一致，即该大陆大地水准面的绝对精度,在东经102°以东高于±0.3m，在东经102°以西、北纬36°以北为±0.4m，36°以南为±(0.4～0.6)m。利用卫星测高数据计算垂线偏差，反解我国海域大地水准面。为了检核，由测高垂线偏差反演为重力异常，与海上万余点船测重力值进行了外部检核；同时用上述反演的重力异常推算大地水准面，与直接解得的相应结果进行比较作为内部检核。由重力和GPS水准数据推算的上述大陆大地水准面，和主要由卫星测高数据确定的海洋大地水准面，二者之间一般都存在以系统误差为主的拼接差。顾及这一现象并结合我国在陆海大地水准面拼接区重力资料稀疏的实际，研究提出了扩展拼接技术，即在沿海选取部分陆海毗邻的局部地区，在这局部地区内，陆地用实测平均重力格网数据，海洋用测高平均重力格网数据，统一推算这陆海局部重力大地水准面。然后利用这一局部大地水准面的陆地部分和已经用GPS水准校正的陆地大地水准面进行拟合。最后用拟合参数校正中国全部海域的测高重力大地水准面，从而保持陆地部分大地水准面不变，最大限度地削弱拼接点和测高海洋大地水准面的系统误差。     

我国大陆高精度、高分辨率大地水准面的研究和实施

首先结合高分辨率的 DTM和现有重力资料推算我国局域重力大地水准面 ;然后再和我国 GPS水准所构成的高程异常控制网拟合 ,推算了具有分米级精度 ,1 5′× 1 5′分辨率的我国大陆大地水准面。     

我国5′×5′平均空间重力异常的计算及检核

阐述了适用于5种不同情况的5′×5′网格平均空间重力异常及其中误差的计算方法;给出了计算结果和误差统计;用实测值检核了各地区的推值误差,并依此估计出本次计算的我国陆地和海洋5′×5′平均空间重力异常的总体精度约为±9×10-5ms-2。     

高分辨率区域重力场模型DQM2000

基于局部积分谱权综合法 ,选择国外重力场模型OSU91A和EGM96作为基础模型 ,利用中国地域2 0′× 2 0′、1 5′× 1 5′、1 0′× 1 0′和 5′× 5′平均重力异常 ,解算了一组高分辨率地球重力场系列模型DQM2 0 0 0 ,即DQM2 0 0 0A、DQM2 0 0 0B、DQM2 0 0 0C和DQM2 0 0 0D ,其完整阶次分别为 5 40、72 0、1 0 80和 2 1 60 ,采用内部符合和外部检核的方法以评价新模型的精度。     

中国似大地水准面

采用移去-恢复技术,利用我国高分辨率DTM和重力资料推算我国大陆重力大地水准面;然后再和我国GPS水准所构成的高程异常控制网拟合,推算具有分米级精度,15′×15′分辨率的我国大陆大地水准面.利用全国地壳运动监测网络的80余个高精度GPS水准点进行外部检核,检核结果证实和原设计精度完全一致即该大陆大地水准面的绝对精度,在东经120°以东,高于±0.3 m,在东经120°以西,北纬36°以北,±0.4 m, 36°以南,±(0.4～0.6) m.利用卫星测高数据计算垂线偏差,反解我国海域大地水准面.为了检核,由测高垂线偏差反演为重力异常,与海上万余点船测重力值进行了外部检核;同时将上述反演的重力异常推算大地水准面,与直接解得的相应结果进行比较作为内部检核.由重力和GPS水准数据推算的上述大陆大地水准面,和主要由卫星测高数据确定的海洋大地水准面,二者之间一般都存在以系统误差为主的拼接差.顾及这一现象和结合我国在陆海大地水准面拼接区重力资料稀疏的实际,研究提出了扩展拼接技术,即在沿海选取部分陆海毗邻的局部地区,在这局部地区内,陆地用实测平均重力格网数据,海洋用测高平均重力格网数据,统一推算陆海局部重力大地水准面.然后利用这一局部大地水准面的陆地部分和已经GPS水准校正的陆地大地水准面进行拟合.最后将拟合参数校正中国全部海域的测高重力大地水准面,而保持陆地部分大地水准面不变,以最大限度的削弱拼接点和测高海洋大地水准面的系统误差.     

野外地形匹配和重力测量自动布点系统

野外重力测量是精化全球和局部重力场模型的重要手段之一。以我国1∶5万数字高程数据库为基础,结合地形景观生成技术,构建了野外地形匹配可视化及重力测量的自动布点系统。在重力测量布点方案的设计中,给于用户施测区域所属地形及布点点位以直观的认知形式。尤其对于地形较为复杂的山区、特大山区,可对外业测量点位进行优化,减少外业的工作量,提高重力测量的外业工作效率。     

野外地形匹配和重力测量自动布点系统

野外重力测量是精化全球和局部重力场模型的重要手段之一.以我国1:5万数字高程数据库为基础,结合地形景观生成技术,构建了野外地形匹配可视化及重力测量的自动布点系统.在重力测量布点方案的设计中,给于用户施测区域所属地形及布点点位以直观的认知形式.尤其对于地形较为复杂的山区、特大山区,可对外业测量点位进行优化,减少外业的工作量,提高重力测量的外业工作效率.     

南海海盆测高重力异常特征及构造解释

利用由多代卫星测高资料反演得到的 2 .5′× 2 .5′空间重力异常数据 ,解释了南海地块边界及内部结构的重力异常特征 ,表明高分辨率的重力异常资料有助于研究海洋岩石圈的细结构和资源评估勘探     

不同坐标系统平均空间重力异常之间差别的研究

研究了不同系统平均空间重力异常之间的差别 ,认为是坐标、椭球参数及正常重力公式引起的差别 ,但主要是坐标系统不同引起的。我国大地坐标系统下的 5′× 5′平均空间重力异常与地心纬度系统的相比 ,相差几十毫伽相当普遍。椭球参数和正常重力公式的影响在我国一般不超过± 3 m Gal(1Gal=1cm/s2 )。不同坐标系统引起的平均空间重力异常之间的差别无法进行简单而精确的转换     

悬高测量方法的再探讨

随着社会经济的迅速发展,高耸建(构)筑物越来越多,为了精确测量这些建(构)筑物的高度,为工程施工建设和安全提供可靠依据,很多测量工作者采用了全站仪悬高测量的方法并对其进行了一些改进。文章在介绍传统悬高测量方法的基础上,提出一种无需量取仪器高,避免寻找待测目标的垂直投影点且适合多数特殊情况下高度测量的新方法,并对其计算公式进行了推导和误差分析。通过实例验证了该方法的可行性,一般情况下测量精度能达到毫米级,满足大多数高度测量的精度要求。     

利用Abel-Poisson径向基函数模型化局部重力场

多种类型高分辨率重力场数据的不断增加,使得在局部范围内精化重力场模型成为了可能。本文采用Abel-Poisson核将重力场量表示成有限个径向基函数线性求和的形式,对局部区域的多种重力场数据进行联合建模。为了提高运算速度,运用了基于自适应精化格网算法的最小均方根误差准则(RMS)来求解径向基函数平均带宽。以南海核心地区为例,联合两种不同类型、不同分辨率的重力场资料(大地水准面起伏6'×6'、重力异常2'×2'),构建了局部区域高分辨率的重力场模型。所建模型表示的重力场参量达到了2'×2'的分辨率,对原始的重力异常数据(2'×2')拟合的符合程度达到±0.8×10-5m/s2。结果表明,利用径向基函数方法进行局部重力场建模,避免了球谐函数建模收敛慢的问题,有效提高了模型表示重力场的分辨率。     

DMC数码航摄区域网布点方案探讨

相片控制测量是航空摄影测量的基础工作,传统航空摄影控制测量有成熟的作业方法和相应的技术标准和规范,而DMC航空摄影控制测量还没有制定相应的技术标准或规范,特别是在中小比例成图的应用中,更是一个空白。根据DMC航空摄影资料的特点和1：10 000地形图成图的精度要求,通过实例研究,总结区域网布点方案的规律性。     

国外共享海洋重力数据精度分析

针对国外共享海洋重力数据来源不一,数据精度不确定等问题,该文提出了在实际应用中利用相关系数法及中误差分析等方法对其进行质量评估。选取了有实测海洋重力数据覆盖的海域,以实测重力数据为基准,联合皮尔逊方法及中误差分级分析等方法,对同海域内国外共享的重力数据开展了质量评估,并对数据精度评价结果进行了分析。结果证明,该海域内国外共享的海洋重力数据精度为±8×10~(-5) m/s~2,数据质量总体较高,可在剔除异常跳点后应用到实际的研究工作中。     

相对点位中误差及其在工程测量中的作用

阐述相对点位中误差的概念及其在工程测量中的作用,介绍相对点位中误差及相对误差椭园计算方法,以示例说明点位中误差和相对点位中误差的意义和作用。     

顾及高级点误差低级网点位误差椭圆及相对误差椭圆的计算

本文详细推导了,在顾及高级点误差的影响时,高级点与低级点参数协方差矩阵的计算公式。由该矩阵可以计算出低级网点的误差椭圆及高级点与低级网点间的相对误差椭圆。文中给出了一个实例来说明它的应用。     

控制点因素对GPS坐标系统转换精度的影响

用实测数据分析GPS坐标系统转换模型对其定位精度的影响,对已知点的位置和分布区域的大小因素影响求解模型参数的内符合精度和外符合精度进行了统计。在此基础上得出了一些有益的结论。     

水准测量数据处理的二则方法

通过对大量的实测数据计算统计分析表明：在三、四、五等水准测量时，利用上丝和下丝读数同时参与测站高差的计算以及在内业平差计算时同时顾及各测段之间测站数和距离两者的关系，能有效提高其成果质量。     

单站点云坐标转换参数的线性拟合解算方法

针对三维坐标转换公式是非线性的,会造成在旋转角度任意大小时影响平差计算转换参数的问题,该文根据罗德里格矩阵的性质,建立坐标转换的线性拟合模型,计算6个拟合参数,并计算坐标转换参数。利用三维激光扫描仪获得物体形状信息后,需要将点云坐标系统转换成工程测量中使用的国家或地方坐标(指定坐标)系。多站实验后的数据分析表明,平面点位误差为21.27mm,高程中误差为18.96mm,证明此方法可靠有效。     

基于超高阶重力场模型阶方差的截断误差分析

针对利用重力场模型方法计算地球外空间扰动引力的精度时,模型截断误差是主要的影响因素这一问题,该文利用重力场模型阶方差分析地球外部空间扰动引力截断误差,并与用重力异常阶方差Rapp模型进行比较。实验结果表明:在低阶低空部分,Rapp模型与实际重力异常阶方差相差最大,达到17.125 3mGal;重力场模型计算扰动引力与计算点高度有着密切联系,截断误差的大小随着高度的增加迅速衰减;当计算高度为0.2km时,使用36阶的模型计算扰动引力,截断误差达到25.957 8mGal;当计算高度超过400km时,即使用36阶模型,截断误差也可以控制在1.5mGal内。