高精度海岸带重力似大地水准面的若干问题讨论

本文针对海岸带多源重力数据和地形特点,通过理论分析和试算,对若干影响厘米级似大地水准面确定的关键问题进行了剖析,得出一些有益的结论。我国海岸带Molodensky一阶项对高程异常的贡献在10～30cm,需在Molodensky框架中精化重力似大地水准面;精细处理地形影响是提升多源重力场数据处理水平的重要途径;地球外空间不同高度、任意类型重力场参数的地形影响、地形补偿和地形Helmert凝聚算法可以统一;重力场数据处理中大地测量基准不一致的影响会随数据处理算法的不同而变化,在多源重力数据处理时此类影响易变得不可预测和控制;将地形Helmert凝聚理论引入Molodensky框架,可以解决以其他重力场参数（如扰动重力、垂线偏差等）为边界条件的似大地水准面精化问题。     

推算我国高精度和高分辨率似大地水准面的若干技术问题

讨论我国新一代高精度高分辨率似大地水准面的特点及其可能的精度和分辨率,列出了采用移去恢复法时的实用公式,介绍了计算斯托克司公式的严格方法和高程异常推估点的精度评定。     

推算我国高精度和高分辨率似大地水准面的若干技术问题

讨论我国新一代高精度的高分辨率似大地水准面的特点及其可能的精度和分辨率,列出了采用移去恢复法时的实用公式,介绍了计算斯托克司公式的严格方法和高程异常推估点的精度评定。     

区域性大地水准面的确定

精确求定区域性大地水准面是大地测量学的一项重要科学目标 ,也是一项极具实用价值的工程项目。本文以某地区为例 ,描述区域性大地水准面确定的基本方法、一般过程和步骤     

陆海交界区域厘米级精度似大地水准面的确定

为了得到我国某陆海交界区厘米级精度的区域(似)大地水准面,利用43个高精度GPS/水准点和1 045个实测重力点数据对EGM96,WDM94和GFZ计算的局部重力(似)大地水准面进行了比较与评价。结果表明,在该测区用移去-恢复法确定重力(似)大地水准面时,EGM96应该是首选参考重力场模型。该测区处在陆海交界处,海域无GPS/水准数据。经比较发现,采用距离倒数加权平均法将该区重力似大地水准面拟合于GPS/水准数据比在大范围使用的多项式法效果更好。采用该方法计算的测区(似)大地水准面精度优于3cm。     

海口市高精度似大地水准面的确定

本文主要介绍作者利用GPS水准法进行海口市高精度似大地水准面建模、对模型的内外符合精度进行分析检验以及对该似大地水准面形状的特征进行定性分析和定量计算的实验和研究,取得了一些有益的结果。     

陆海交界区域厘米级精度似大地水准面的确定

为了得到我国某陆海交界区厘米级精度的区域（似）大地水准面,利用43个高精度GPS／水准点和1045个实测重力点数据对EGM96,WDM94和GFZ计算的局部重力（似）大地水准面进行了比较与评价。结果表明,在该测区用移去．恢复法确定重力（似）大地水准面时,EGM96应该是首选参考重力场模型。该测区处在陆海交界处,海域无GPS／水准数据。经比较发现,采用距离倒数加权平均法将该区重力似大地水准面拟合于GPS／水准数据比在大范围使用的多项式法效果更好。采用该方法计算的测区（似）大地水准面精度优于3cm。     

水体对精化局部似大地水准面的影响

在精化局部似大地水准面时,由于对大地水准面精度的要求不高或者精化区域的水下地形数据缺乏等因素,往往很少考虑湖泊水体对局部似大地水准面的影响。本文将通过分析水体对局部地形改正和地形均衡改正的影响,然后通过实例计算得出了湖泊水体对精化局部似大地水准面的影响。     

中国大陆厘米级大地水准面的地形影响分析

在分析现有地形影响处理方法的基础上,着重对以下3方面问题进行讨论:其一,在传统平面参考面的地形改正计算方法基础上,基于国际通用的GRS80椭球采用Tesseroid单元体积分法计算地形改正,以适用于山区和地形变化复杂地区的地形改正计算,推导了基于Tesseroid单元体的地形改正算法的泰勒级数展开公式,并验证该方法较传统方法的优越性。其二,目前,大地水准面计算中通常只考虑Molodensky一阶项影响,然而已有结果表明在山区二阶项的影响可达到分米级。针对目前厘米级大地水准面任务,基于Molodensky一阶项算法,给出了二阶项和三阶项对高程异常贡献的严密级数展开式。 其三,本文详细讨论了利用地形改正值代替Molodensky级数解计算重力大地水准面的误差影响。     

地形对确定高精度局部大地水准面的影响

以计算香港大地水准面为例,着重研究了以下几点:①DTM的分辨率对地形改正的影响;②质量柱体地形模型与质量线地形模型对计算地形改正的差异;③采用Helmert凝聚改正法,计算地形对大地水准面的间接影响;④比较经典Stokes-Helmert方法与Sjöberg方法计算地形对大地水准面的影响。     

我国建立现代大地基准的思考

提出了现代大地基准要考虑和顾及高精度、涵盖全部国土、三维、地心、动态、国际接轨等6个要素。建议在国家GPS2000网的基础上,进一步加密GPS网点和永久性跟踪站,构建有足够数量和密度合理分布的新的大地坐标框架点。现代大地基准应为用户在我国任何地点、任何时间测定高精度的三维地心坐标提供可靠的地理空间基础框架。     

基于多技术全球参考框架的维持及应用分析

全球基准从参与构建框架的方式来说分为长期框架和短期框架(历元框架),由于框架点运动的非线性特性,长期框架构建的基准无法描述毫米级地球表面运动,常会采用短期框架来描述。短期框架实现时严格说应该保证空基(卫星轨道)和地基(ITRF、IGS)的一致性,再者,空间大地测量技术综合框架与单一技术基准在构建和维持上同样存在差异,这些不一致都将导致地面站坐标表达的差异。不同时期长期框架维持差异性及精度也是我国框架维持需考虑的问题,该文就以上各类框架构建策略不同对实际点位的影响进行了比较分析并给出结论,供我国高精度基准建设参考。     

建设我国现代大地测量基准的思考

建设现代大地测量基准方面的进展主要表现在IGS服务和ITRF的系列精化 ,ITRF2 0 0 0是ITRF中迄今最为精确、测站最为稠密的地面坐标参考框架 ;2 0 0 1年推出新的WGS84,其成果标以WGS84(G1 1 5 0 )。考虑和顾及现代大地测量的特点 ,结合中国实际 ,我国现代大地测量基准应着重考虑四个方面的基本要素 :高精度、涵盖全部陆海国土、三维、动态。建设我国现代大地测量基准是为用户在我国任何地点、任何时间提供及时、可靠、适用的地理空间基础框架 ,其任务应包括建立我国现代化的平面基准、高程基准和重力基准等。     

建设我国现代大地测量基准的思考

建设现代大地测量基准方面的进展主要表现在IGS服务和ITRF的系列精化,ITRF2000是ITRF中迄今最为精确、测站最为稠密的地面坐标参考框架;2001年推出新的WGS84,其成果标以WGS84(G1150)。考虑和顾及现代大地测量的特点,结合中国实际,我国现代大地测量基准应着重考虑四个方面的基本要素:高精度、涵盖全部陆海国土、三维、动态。建设我国现代大地测量基准是为用户在我国任何地点、任何时间提供及时、可靠、适用的地理空间基础框架,其任务应包括建立我国现代化的平面基准、高程基准和重力基准等。     

日本大地基准及其现代化的思考

介绍了日本曾采用了百余年的大地基准TD1918,阐述了它不能适应当前日本的经济、社会和军事发展的需求,日本于2002年开始采用新的地心三维大地基准JGD2000.概要介绍了JGD2000大地系统的定义及其框架,最后给出了这两个新老大地基准的转换.     

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。     

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。     

Review and numerical assessment of the direct topographical reduction in geoid determination

Recent papers in the geodetic literature promote the reduction of gravity for geoid determination according to the Helmert condensation technique where the entire reduction is made in place before downward continuation. The alternative approach, primarily developed by Moritz, uses two evaluation points, one at the Earths surface, the other on the (co-)geoid, for the direct topographic effect. Both approaches are theoretically legitimate and the derivations in each case make use of the planar approximation and a Lipschitz condition on height. Each method is re-formulated from first principles, yielding equations for the direct effect that contain only the spherical approximation. It is shown that neither method relies on a linear relationship between gravity anomalies and height (as claimed by some). Numerical tests, however, show that the practical implementations of these two approaches yield significant differences. Computational tests were performed in three areas of the USA, using 1×1 grids of gravity data and 30×30 grids of height data to compute the gravimetric geoid undulation, and GPS/leveled heights to compute the geometric geoid undulation. Using the latter as a control, analyses of the gravimetric undulations indicate that while in areas with smooth terrain no substantial differences occur between the gravity reduction methods, the Moritz–Pellinen (MP) approach is clearly superior to the Vanicek–Martinec (VM) approach in areas of rugged terrain. In theory, downward continuation is a significant aspect of either approach. Numerically, however, based on the test data, neither approach benefited by including this effect in the areas having smooth terrain. On the other hand, in the rugged, mountainous area, the gravimetric geoid based on the VM approach was improved slightly, but with the MP approach it suffered significantly. The latter is attributed to an inability to model the downward continuation of the Bouguer anomaly accurately in rugged terrain. Applying the higher-order, more accurate gravity reduction formulas, instead of their corresponding planar and linear approximations, yielded no improvement in the accuracy of the gravimetric geoid undulation based on the available data.