顾及地球重力场模型的GNSS高程转换方法

针对使用单纯数学模型在进行GNSS高程拟合过程中,只能体现测区高程异常的大致趋势,无法表现出细节变化,进而影响GNSS高程转换精度的问题。提出了地球重力场模型与数学函数相结合的"移去-拟合-恢复"GNSS高程转换方法,以安徽省淮南市某矿工作面走向线为例,分别采用单纯数学模型和顾及EIGEN-6C4、EIGEN-6C2、EGM2008地球重力场模型的"移去-拟合-恢复"法进行了高程转换研究,并将各种高程转换的结果进行了对比分析。结果表明,多面函数相对二次曲面的转换精度较好,顾及地球重力场模型的"移去-拟合-恢复"法较单纯数学模型的高程转换精度有了大幅度的提高;顾及EIGEN-6C4地球重力场模型的GNSS高程转换精度,优于顾及EIGEN-6C2地球重力场模型的转换精度,优于顾及EGM2008地球重力场模型的转换精度。     

大高差变化区域GNSS高程转换模型与方法的优选

在地形起伏变化大的山区,基于GNSS技术实测的大地高和高精度几何水准实测的正常高数据,将线状拟合、平面拟合、曲面拟合等多种GNSS高程转换数学模型分别应用到GNSS/水准拟合法和EGM2008模型的"移去-恢复"法中,讨论了各模型方法在山区的高程转换应用情况及转换精度。利用Alltrans EGM2008 Calculator计算得到的地球重力场模型高程异常值,由于综合考虑了高程异常的几何和物理特性,使EGM2008模型的解算精度高于GNSS/水准拟合法精度。并通过实例证明,EGM2008"移去-恢复"法的曲面拟合模型适用于大高差山区cm级GNSS测高。     

顾及似大地水准面趋势变化的高程异常拟合方法

全球导航卫星系统(GNSS)使用的高程系统为大地高系统,而在我国实际工程中使用的高程系统为正常高系统。为了使GNSS得到的大地高数据直接应用于实际工程中,需要求解出测点的高精度高程异常值,进而将大地高转换至正常高。本文从高程异常曲面拟合过程中的特征点选取角度出发,基于SGG-UGM-2全球重力场模型及移去恢复型曲面拟合方法,提出了一种顾及似大地水准面趋势变化的高程异常拟合方法。经过武汉某沿河实验区实例验证,本文提出的高程异常拟合方法拟合精度损失小,拟合中误差达到±0.014 m,完全满足绝大多数工程测量需求。     

基于EGM2008地球重力场模型的GPS高程转换研究

综合利用EGM2008地球重力场模型,采用＂移去-拟合-恢复＂方法和二次曲面函数数值逼近算法进行GPS高程转换。通过某隧道实例验证了＂移去-拟合-恢复＂的有效性和实用性,检验了EGM2008地球重力场模型的精度。通过计算比较,在测区范围内,合理选择均匀分布的GPS/水准点,可以使高程拟合精度达到最大。     

河源市cm级似大地水准面模型的确定

综合利用地球重力场模型、数字高程模型、重力数据和高程异常数据,采用"移去-恢复"法和三次多项式拟合算法,确定了河源市cm级似大地水准面模型;研究了地形复杂的城市级似大地水准面模型计算的关键技术难点,并提出了优化方法。     

GPS水准似大地水准面拟合和正常高计算

大地高等于正常高与高程异常之和，GPS测定的是大地高，要求正常高必须先知高程异常。本文讨论在局部GPS网中巳知一些点的高程异常（它由GPS水准算得），考虑地球重力场模型，利用多面函数拟合法求定其它点的高程异常和正常高。     

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。     

基于地球重力场模型的GNSS高程转换与精度分析

为了解决纯数学模型在进行高程转换时,只能反映测区高程异常的大致趋势,影响高程转换精度的问题,采用地球重力场模型与数学函数相结合的"移去-恢复"法来反映高程异常的细节变化,以达到提高转换精度的目的。以安徽省某输电线路工程部分走向线实验区为例,分别采用数学模型的二次曲面、Kriging插值、多面函数以及与EGM2008、EIGEN-6C4、GOCO05S地球重力场模型结合的"移去-恢复"法等13种方案实现了测区的高程转换。结果表明,多面函数的精度优于Kriging插值法和二次曲面法,地球重力场模型与数学函数相结合的"移去-恢复"法精度较纯数学模型有了大幅提升,GOCO05S、EIGEN-6C4与多面曲面相结合的方案精度最佳,内外符合精度优于10.0 mm,RMS、STD均优于9.2 mm。     

利用大地边值问题方法统一全球高程基准

为解决世界各国高程基准差异的问题,提出联合卫星重力场模型、地面重力数据、GNSS大地高、局部高程基准的正高或正常高,按大地边值问题法确定局部高程基准重力位差的方法。首先推导了利用传统地面"有偏"重力异常确定高程基准重力位差的方法;接着利用改化Stokes核函数削弱"有偏"重力异常的影响,并联合卫星重力场模型和地面"有偏"重力数据,得到独立于任何局部高程基准的重力水准面,以此来确定局部高程基准重力位差;最后利用GNSS+水准数据和重力大地水准面确定了美国高程基准与全球高程基准W₀的重力位差为-4.82±0.05 m²s^-2。     

顾及地球重力场模型的GPS水准高程拟合

本文详细阐述了利用多项式和多面函数进行GPS水准高程拟合的方法,考虑了重力测量法和几何测量法确定GPS高程的优缺点,研究了利用已知地球重力场模型采用"移去恢复"进行高程拟合的方法,并根据实测数据进行了编程计算。通过计算结果的分析比较得出,在地形起伏较大的山区,采用顾及地球重力场模型的"移去恢复"法有助于提高GPS水准高程拟合的精度。     

多类地球重力场模型的高程异常精度比较

分析了最新的多类地球重力场模型解算GNSS点高程异常的精度,利用中国某测区内的GNSS/水准数据与地球重力场模型解算值相比较,选择出较优精度的重力场模型,在测区范围内解算精度达到21.09 cm,消除系统偏差后的精度最高为3.94 cm.结果表明在本区域地球重力场模型确定的重力似大地水准面与GNSS/水准的似大地水准面存在系统偏差,消除系统偏差后的结果精度有所提升,可在铁路工程测量中发挥一定的作用.     

益阳市似大地水准面精化成果分析

利用重力场模型、数字高程模型、水准测量成果和GPS技术,采用重力法与移去恢复技术,分析和研究了益阳城区似大地水准面精化获取的技术和方法,并对获取的似大地水准面进行了精度评定。     

EGM2008的高程拟合模型在广西区域的应用研究

利用广西2013年测量的部分二等水准测量成果,对EGM2008地球重力场模型1′×1′的模型进行检核,得到其在广西境内的高程异常差值为36.8cm。并选取了广西两个较有代表性区域的数据,使用多种G P S高程多项式拟合的方法以及基于EGM2008地球重力场模型的移去-恢复法进行实验研究,通过数据统计分析,最优拟合模型精度可达到5cm以内,对EGM2008地球重力场模型在广西的实际应用得到了一些非常有意义的结论。     

高分辨率格网空间重力异常的精密确定

介绍高分辨率格网空间重力异常精密确定的方法,并利用深圳及周边地区5 213个高精度实测重力值、高分辨率数字地形模型和WDM94地球重力场模型,采用移去-恢复技术和加权平均法计算深圳市1 km和2 km分辨率的格网空间重力异常.计算结果表明:该地区1 km和2 km分辨率的格网空间重力异常的精度分别为±1.560 mGal和±4.442 mGal.1 km分辨率的格网空间重力异常成果已应用于该地区似大地水准面的精化,产生了较大的经济效益和社会效益.     

GPS水准采用移去恢复技术拟合大地水准面方法的研究

精化大地水准面是现代重力场和大地测量学工作的重要任务之一。探讨了利用已知水准点上的高程异常拟合区域大地水准面模型时,首先移去EGM96模型计算得到的部分,然后基于移动曲面和多面函数方法分别对剩余高程异常进行拟合,在内插点上再利用EGM96模型把移去的部分恢复,得到该点的高程异常。通过对某局部地区水准点的计算表明,引入EGM96模型的拟合高程异常的精度有所改进,对于大范围地区,这种方法有望能更好地提高大地水准面的拟合精度。     

几何法确定区域似大地水准面及工程应用

为了充分利用GPS观测数据中的高程信息,获得GPS观测点的正常高,本文利用EGM96全球重力场模型和某区域GPS/水准数据,采用移去-恢复技术以几何方法计算了该区域2.5'×2.5'分辨率似大地水准面模型,经过内、外精度的检验,似大地水准面模型的精度优于0.07 m。结合区域内某工程布设的E级GPS控制网数据进行正常高的计算,并和水准实测高程进行比较,结果表明几何法确定的小区域似大地水准面模型结合GPS观测信息可以代替低等级的水准测量,满足一般工程对高程测量的需求。     

基于EIGEN-CG03C地球重力场模型的GPS高程转换算法研究

针对地形起伏较大地区纯粹采用数值逼近方法进行GPS高程转换精度不高的事实,提出了一种在"移去-拟合-恢复"思路的基础上,综合利用EIGEN-CG03C地球重力场模型和数值逼近算法进行GPS高程转换的方法。通过某隧道实例验证了该方法的有效性和实用性,证实该方法在地形起伏较大的重山区能够达到较高的精度。     

基于高阶重力场模型的山区高程拟合研究

选用沿海山区GNSS水准点的实测高程异常,分别对近几年国际上公布的EGM2008、EIGEN-6C2、EIGEN-6C3stat、GECO、XGM2019e、SGG-UGM-2这6个高阶重力场模型计算的高程异常进行精度检验,分析不同模型、不同截断阶次模型高程异常精度与阶次的关系,采用基于Kd-Tree算法的二次曲面拟合方法进行山区水准面移去—拟合—恢复。结果表明,利用基于Kd-Tree算法高阶重力场模型进行山区水准拟合精度提高明显,具有较好的适应性。     

顾及地形横向密度变化的GNSS高程转换方法

针对GNSS高程转换过程中忽略了地形密度横向变化的问题，该文给出了顾及地形横向密度变化的GNSS高程转换方法。采用经典棱柱体空间积分对剩余地形模型进行建模来填补重力场模型中所遗漏的高频信息，并利用二次曲面法对残余高程异常进行拟合，较好地提升了高程转换精度。实验结果表明：与仅由重力场模型解算的高程异常相比，考虑剩余地形高程异常后，GNSS高程转换的精度整体提升了约0.4 cm;考虑地形横向密度变化后，GNSS高程转换的精度整体进一步提升了约0.1 cm;利用二次曲面拟合法对所有模型残余高程异常进行计算的结果显示，顾及地形密度横向变化后的GNSS高程转换方法给出结果最优，达到了3.4 cm。     

大范围GNSS水准与重力场模型间的系统偏差校正

大范围GNSS水准数据是评估重力场模型精度的重要独立数据源,通常大范围GNSS水准数据与地球重力场模型所对应的大地水准面不一致,导致两者间会存在系统偏差,该系统偏差会影响直接利用GNSS水准数据评估重力场模型精度的效果。本文以利用美国24 152个GNSS水准数据评估EIGEN-6C4重力场模型精度为例,提出采用分区常系统偏差校正法和四、五、七参数校正法校正两者间的系统偏差。试验结果表明,分区常系统偏差校正法和四、五、七参数校正法均可以有效校正两者间的系统偏差,系统偏差校正后,2160阶次的EIGEN-6C4模型在美国区域内的高程异常精度优于10 cm。