采用六棱柱法计算剩余地形模型高程异常

高精度的地形模型SRTM及全球参考地形模型DTM2006.0可以用来被用来构建剩余地形模型(RTM),在精化大地水准面的研究中,剩余地形模型常被用来弥补超高阶重力场模型截断误差的不足.采用六棱柱积分法将RTM转换成RTM高程异常,研究了不同积分半径组合方案下RTM高程异常模型的精度及计算效率,结果表明,内圈半径r1=75km,r2=200km的方案较优.     

利用剩余高程异常模型建立工程测量高程转换算法

近年卫星重力测量技术和各种重力模型得到不断发展,使得利用重力场模型进行GPS点高程转换的精度和可靠性都获得了极大提升。利用SRTM、DTM2006.0模型和EGM2008模型求得工作区域GPS点剩余高程异常,并进行残余高程异常拟合,建立江西省新余市某工程的剩余高程异常转换计算方法。通过对点的高程数据比较,说明此方法可以提高工作区域GPS高程转换的精度。     

剩余地形模型的适用性分析

针对剩余地形模型的适用性问题，该文根据剩余地形模型理论选择了2 190阶次的Earth2014参考面模型和XGM2019e、XGM2019e＿2159、EGM2008共3种地球重力场模型计算出对应剩余地形模型(RTM)高程异常。研究结果表明：(1)与真实高程异常扣除EGM2008对比，在高海拔地区EGM2008+RTM的均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)精度分别提高了15.03%和26.09%,低海拔地区加入RTM高程异常后降低了4.13%和6.25%,可能是由于SRTM数据高程精度(±16 m)在海拔较低的区域地形的高频信号包含的噪声较大，因此剩余地形模型对于海拔较低且高程变化不太明显的区域不适用，而对于海拔较高且高程变化较为明显区域其地形包含的高频信号大于噪声，因此剩余地形模型对于该区域适用性较强。(2)无论何种地形，采用XGM2019e重力场模型对高程异常求解精度要显著高于EGM2008,这是因为XGM2019e的模型阶次远大于EGM2008。     

用地球位模型和BP神经网络转换GPS高程

研究了转换GPS高程的地球位模型和BP神经网络的拟合方法.用已知GPS水准点的高程异常移去地球位模型高程异常,然后对剩余高程异常通过BP神经网络拟合和内插,在内插点上恢复地球位模型高程异常,从而得到该点的高程异常.通过实测GPS水准数据将该方法与基于地球位模型和二次曲面的拟合方法进行了比较.试验结果表明,该方法转换GPS高程的精度优于基于地球位模型和二次曲面的拟合方法,能够满足一定的工程应用需求.     

剩余高程异常模型工程测量高程转换算法

为了提升工程测量中的高程换算算法精度,设计一种基于棱柱积分法的剩余高程异常转换算法,对比国内地理高程数据及国际上较多测量工程中参照的RTM2006.0高程、RET2012高程、RET2014高程等高程三维模型,发现该算法可以在距离海岸基准线1 800 km之外获得±50 mm以内的高程误差,该精度足以满足国内大部分地区的高程工程测量需求。     

组合法精化胶州市大地水准面

本文利用全球重力位模型、胶州市地面重力观测数据、胶州市GPS水准数据和数字地面模型(DTM),采用组合法应用移去-恢复技术计算剩余大地水准面,并与地球位模型计算的高程异常进行拟合,得到该地区重力似大地水准面,再和布测、计算得到的GPS/水准所构成的几何大地水准面拟合,利用多项式拟合完成系统改正,获得最终的大地水准面结果及相关的精度信息。     

组合法精化胶州市大地水准面

本文利用全球重力位模型、胶州市地面重力观测数据、胶州市GPS水准数据和数字地面模型(DTM),采用组合法应用移去-恢复技术计算剩余大地水准面,并与地球位模型计算的高程异常进行拟合,得到该地区重力似大地水准面,再和布测、计算得到的GPS/水准所构成的几何大地水准面拟合,利用多项式拟合完成系统改正,获得最终的大地水准面结果及相关的精度信息。     

顾桥矿区GPS基准网高程系统转换研究

在介绍顾桥矿区GPS平面基准网和三等水准高程基准网的数据处理和精度评价概况的基础上,根据水准联测点的高程异常,分析了测区的高程异常面形态,建立了基于多面函数的高程异常面的数学模型,实现了高程系统的转换。通过分析,所选择的数学模型适合于整个测区,转换后的GPS水准达到了三等水准的精度嘤求。     

基于EGM96模型的GPS水准拟合方法

用GPS测量的方法来获得一点的正高或正常高，需要知识一点的大地水准面差距或高程异常。采用的大地水准面差距或高程异常的精度，决定了GPS水准的精度。本文利用EGM96模型计算高程异常。在利用巳知水准点上的高程异常拟合区域大地水准面模型时，首先移去用EGM96模型计算得到的部分，然后对剩余的高程异常进行拟合和内插，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。通过对某线路GPS水准的计算表明，引入EGM96模型拟合高程的精度改进不大。但对于大范围测量，这种方法有望能改进GPS水准的拟合精度。     

GPS水准综合模型在局部控制测量中的应用研究

针对无法将GPS测得的大地高转换为正常高,而传统的几何水准测量方法费时、费力且效率低等问题,采用GPS水准综合模型拟合局部地区似大地水准面的方法,根据拟合求取的高程异常对该地区的GPS点进行大地高向正常高的精确转换。结合Matlab软件,利用GPS水准综合模型对局部区域进行高程拟合,与传统的几何水准测量成果对比,在局部控制测量中应用GPS水准综合模型对高程拟合的精度较高,能满足局部地区GPS控制测量的需求,并大大提高工作效率。     

Combining EGM2008 and SRTM/DTM2006.0 residual terrain model data to improve quasigeoid computations in mountainous areas devoid of gravity data

A global geopotential model, like EGM2008, is not capable of representing the high-frequency components of Earth’s gravity field. This is known as the omission error. In mountainous terrain, omission errors in EGM2008, even when expanded to degree 2,190, may reach amplitudes of 10 cm and more for height anomalies. The present paper proposes the utilisation of high-resolution residual terrain model (RTM) data for computing estimates of the omission error in rugged terrain. RTM elevations may be constructed as the difference between the SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) elevation model and the DTM2006.0 spherical harmonic topographic expansion. Numerical tests, carried out in the German Alps with a precise gravimetric quasigeoid model (GCG05) and GPS/levelling data as references, demonstrate that RTM-based omission error estimates improve EGM2008 height anomaly differences by 10 cm in many cases. The comparisons of EGM2008-only height anomalies and the GCG05 model showed 3.7 cm standard deviation after a bias-fit. Applying RTM omission error estimates to EGM2008 reduces the standard deviation to 1.9 cm which equates to a significant improvement rate of 47%. Using GPS/levelling data strongly corroborates these findings with an improvement rate of 49%. The proposed RTM approach may be of practical value to improve quasigeoid determination in mountainous areas without sufficient regional gravity data coverage, e.g., in parts of Asia, South America or Africa. As a further application, RTM omission error estimates will allow refined validation of global gravity field models like EGM2008 from GPS/levelling data.     

Prediction of vertical deflections from high-degree spherical harmonic synthesis and residual terrain model data

This study demonstrates that in mountainous areas the use of residual terrain model (RTM) data significantly improves the accuracy of vertical deflections obtained from high-degree spherical harmonic synthesis. The new Earth gravitational model EGM2008 is used to compute vertical deflections up to a spherical harmonic degree of 2,160. RTM data can be constructed as difference between high-resolution Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) elevation data and the terrain model DTM2006.0 (a spherical harmonic terrain model that complements EGM2008) providing the long-wavelength reference surface. Because these RTM elevations imply most of the gravity field signal beyond spherical harmonic degree of 2,160, they can be used to augment EGM2008 vertical deflection predictions in the very high spherical harmonic degrees. In two mountainous test areas—the German and the Swiss Alps—the combined use of EGM2008 and RTM data was successfully tested at 223 stations with high-precision astrogeodetic vertical deflections from recent zenith camera observations (accuracy of about 0.1 arc seconds) available. The comparison of EGM2008 vertical deflections with the ground-truth astrogeodetic observations shows root mean square (RMS) values (from differences) of 3.5 arc seconds for ξ and 3.2 arc seconds for η, respectively. Using a combination of EGM2008 and RTM data for the prediction of vertical deflections considerably reduces the RMS values to the level of 0.8 arc seconds for both vertical deflection components, which is a significant improvement of about 75%. Density anomalies of the real topography with respect to the residual model topography are one factor limiting the accuracy of the approach. The proposed technique for vertical deflection predictions is based on three publicly available data sets: (1) EGM2008, (2) DTM2006.0 and (3) SRTM elevation data. This allows replication of the approach for improving the accuracy of EGM2008 vertical deflection predictions in regions with a rough topography or for improved validation of EGM2008 and future high-degree spherical harmonic models by means of independent ground truth data.     

在小区域内利用EGM2008重力场模型进行GPS高程转换的应用分析

简要介绍了EGM2008全球重力场模型,以及利用EGM2008模型计算地面点高程异常的原理,指出了在已知GPS控制网内一点正常高的情况下,如何应用该模型通过计算高程异常进而推算网内各点正常高的方法。结合在冀东某地山区和海滨的两个实验区数据,对使用上述GPS高程转换方法所能达到的精度进行了分析,结论认为在小区域内可以达到四等水准测量精度。     

利用EGM2008模型与地形改正进行GPS高程拟合

在工程测量中,全球定位系统GPS高程测量以其效率高、灵活性强等优势在困难环境下发挥了重要作用。实际应用中需要把GPS大地高转换为正常高,其关键在于精确求解高程异常。提出了一种基于EGM2008(Earth Gravitational Model)模型和地形变化的影响,并结合二次曲面函数来进行GPS高程拟合的方法。通过某跨海大桥工程的实测数据验证了该方法的GPS高程拟合精度,结果表明,该方法的内符合精度达到0.16 cm,外符合精度达到0.96 cm,能够提高GPS高程拟合的精度。     

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。     

利用EGM2008模型与加权组合模型进行高程异常拟合

高程异常拟合是GPS高程测量应用于实际工作的重要技术手段,高精度地求解高程异常是技术关键。本文提出了顾及EGM2008重力场模型的高程异常拟合方法,通过EGM2008重力场模型计算高程异常长波项,并对剩余高程异常利用加权组合模型进行拟合。通过江苏省某市的实测数据验证顾及EGM2008重力场模型的加权组合模型拟合方法。结果表明,该方法的精度达到了厘米级,高程异常拟合效果最大提升了30%。     

EGM2008在GPS高程拟合中的应用研究

西南边境地区地形复杂、山高坡陡、交通不便,采用常规的水准测量方法测量极为困难。本文引入最新的EGM2008地球重力场模型用于西南边境地区的GPS高程拟合,并探讨与分析了基于EGM2008地球重力场模型的高程拟合精度。本文以云南省"兴地睦边"农田整治重大项目中的某高山地测区为例,结合常规高程拟合数学模型与EGM2008地球重力场模型,建立区域似大地水准面精化模型进行GPS高程拟合,其结果与常规高程拟合数学模型的结果进行对比分析。     

区域似大地水准面精化在地籍测量中的应用分析

区域似大地水准面精化的主要作用之一是在对一定比例尺的地形绘图时,用GPS测量代替传统的三角高程测量和水准测量。这种测量将GPS的优势充分发挥出来,减少了很多外部工作量,大幅度降低了作业成本。但是目前在区域似大地水准面净化中,大都应用大量的重力资料、GPS水准数据以及数字地形模型,并且相关行业内进行数据采集和处理的过程非常复杂,对于一些技术和经济实力一般的企业,这些几乎无法实现,而且很多测区缺少相应的地面重力数据和可用的数字地形模型,因此该方法的使用受到了限制。本文将引进EGM2008地球重力模型,并且在详尽分析此模型精度尤其是在大陆地区精度的基础上,对某些地区进行实地地籍测量。     

湛江市辖区似大地水准面模型的确定

简要介绍了区域似大地水准面模型的精化方法,通过基础框架网及高精度水准网的布设,利用高阶地球重力场模型EGM2008、高精度GPS、水准数据及高分辨率数字地形模型(DTM)建立了湛江市辖区分辨率为2 km×2km格网的似大地水准面模型。     

基于EGM2008和SRTM模型确定的新疆地区似大地水准面及其精度评估

基于EGM2008重力场模型(2190阶)和SRTM数字高程模型,在Molodensky理论框架下,确定了新疆地区15′×15′似大地水准面,并与新疆地区15个点位的实测GPS/水准数据进行了比较,结果表明,所确定的新疆地区15′×15′似大地水准面的精度约为0.2m。