应用GPS技术实现跨鄱阳湖高程基准的精确传递

近年来跨越江河、湖泊的水利枢纽、大桥及隧道等大型工程建设项目如雨后春笋,为其提供测绘保障服务的跨河水准测量随着跨距的增大,技术难度越来越大,传统的跨河水准测量方法与手段凸显窘境。结合跨鄱阳湖长距离GPS水准测量实践,提出利用区域似大地水准面精化成果布设符合高程异常线性拟合条件的跨河方向轴线和联测方案,以及采用GNSS数据预处理软件TEQC改善基线向量的解算精度等综合技术手段,实现由大地高差到正常高差的精准转换。     

基于EGM2008分析我国沿海陆地和岛礁高程异常

利用EGM2008地球重力场模型计算我国沿海13个省市的高程异常,结合实际的GNSS水准观测数据进行了比较分析,得出了GNSS水准实测的高程异常与EGM2008模型的高程异常之差的标准差是11 cm。     

区域高程基准统一方法及精度分析

研究采用EIGEN-6c4stat和EGM2008重力场模型及GNSS/水准数据确定区域不同高程基准间的系统差,进而实现不同高程基准间的基准统一及高程转换,最后利用本文方法实现了某一跨国勘测项目的高程基准统一。结果表明,本文方法可行、方便,在小区域范围内具有较高的精度。     

复杂地形多源数据融合GNSS高程转换及实时服务

针对大范围、大高差复杂地形GNSS高程转换难题,以及新型基础测绘数据采集对快速实时获取正常高的需求,该文提出融合多源数据的GNSS高程转换及实时服务方法。该方法采用重力场模型或似大地水准面获取高程异常中长波信息,结合GNSS/水准数据分离出高精度短波信息,进行融合建模,表达局部复杂地形变化,提高高程转换精度;采用“双伪参数加密”方法,对高程转换参数进行动态加密,实现高程基准安全、实时服务。选取丘陵、山地、高山地3种地形的GNSS/水准数据进行分析,验证该方法可行性,结果表明：融合多源数据的高程转换精度提升显著,采用不同重力场模型差异较小,多种几何模型中,多面函数精度最优,3种地形外符合精度分别优于1.5、2.3和2.4 cm,该方法满足复杂地形高程转换及实时服务需求。     

远离大陆海岛的高程传递

根据舟山庙子湖岛短时验潮站上GPS点的大地高,结合EGM2008重力场模型计算短时验潮站的重力大地水准面高,得到GPS点的海拔高。利用同步水位观测技术得到GPS点多年平均海面的1985国家高程。将GPS海拔高与其1985国家高程比较,发现两者相差不超过10 cm。研究结果表明,在没有前期观测数据的情况下,同步水位观测技...     

以光电三角高程代替三等水准进行海岛高程传递的实施方法

浙江省地处华东沿海，大陆海岸线长达二千二百多公里。沿海岛屿星罗棋布，共有大小岛屿二千一百多个，是全国岛屿最多的一个省。为了满足沿海农垦建设和开发岛屿的需要，许多岛屿上设置有潮位站，要求进行较高精度的高程传递。     

EGM2008和EIGEN-6C2模型的精度比较

简要介绍了EGM2008和EIGEN-6C2两种超高阶重力场模型,给出了高程异常模型计算的详细过程,并基于两种重力场模型建立内蒙古地区似大地水准面模型,用空点法和外符合法进行精度分析比较。结果表明,可以用空点法取代外符合法进行精度评定。在内蒙古地区,EIGEN-6C2模型比EGM2008模型的精度提高了3 cm。     

综合利用海岸带GNSS水准和重力数据精密确定中国高程基准偏差

综合利用中国海岸带GNSS水准和多源重力测量数据,通过精化陆海统一的重力似大地水准面计算高程异常零阶项,精密确定了中国1985国家高程基准相对于重力大地水准面的偏差。结果显示:中国1985国家高程基准相对于国际地球自转服务（International Earth Rotation Service,IERS）的IERS2010标准W₀对应的重力大地水准面的偏差为30.4±1.0 cm;中国1985国家高程基准于20世纪80年代经琼州海峡传递到海南岛后,在1 cm精度水平上未发现明显差异;计算的重力似大地水准面经全球导航卫星系统（globa navigation satellite system,GNSS）水准外部检核,标准差约为4 cm,12个省市和陆海交界处在厘米级精度水平上无缝衔接。在近10 a内,天津市除西北角外,大部分地区存在地面下沉,东南部地面下沉约7 cm,上海市地面下沉约7 cm,浙江省、江苏省和福建省等沿海省份局部地区也出现地面下沉。     

基于EGM2008模型的区域GNSS高程拟合分析

针对水准测量工作较为繁重的问题,本文采用一种基于重力场模型的GNSS高程拟合方法。通过采用已知GNSS水准点计算高程异常,与EGM2008模型计算的高程异常求差值。利用二次多项式拟合方法求出待定参数,将其他GNSS水准点作为检核点,求出EGM2008模型拟合的GNSS高程,与检核点水准高程比较验证,得出不同地形区域GNSS高程拟合时所能达到的精度都优于3 cm。实验结果表明:该方法只用少量的GNSS水准点就能满足工程应用所需的厘米级精度,可为一般工程测量工作提供理论研究与工程应用参考。     

GNSS水准测量法的长跨距跨河高程传递方法研究

针对常规跨河测量方法受场地及气象条件影响较大、效率低、工期长等实际工程问题,本文提出将全球卫星导航定位系统(简称“GNSS”)水准测量技术应用于长跨度的跨河水准测量,并根据实验场地的特点采用直线拟合模型实现对长跨距的跨河高程传递进行分析研究。结果表明：GNSS跨河水准测量应用于长跨距的高程传递具有可行性,该成果满足国家二等水准观测精度要求,对于类似跨河测量工程具有参考价值与借鉴意义。     

近海岛礁高程基准传递方法应用研究

针对近海岛礁测绘中面临的高程基准传递问题,在渤海湾某实验岛礁区域,结合陆域控制测量成果,通过对常规GNSS拟合方法与移去-恢复法比较分析,得出了利用顾及EGM2008重力场模型的移去-恢复法来进行高程传递可靠性较高,并将陆域国家85高程基准传递到距离岸线4km的岛礁上。传递后的高程同岛上同步验潮结果比较较差为3cm,传递后岛内GNSS拟合高程差值同三等水准观测差值较差为0.3cm。通过实验分析,该方法对近海岛礁高程传递,进而建立岛礁勘测垂直基准有一定的指导意义。     

一种远海岛（礁）区域高程基准转换的新方法

提出一种远海岛（礁）区域高程基准转换的方法。选择平均海面作为远海岛礁地形测绘的高程基准,利用DTU10全球卫星测高平均海面模型,统一模型的参考基准,基于多项式拟合模型,实现了大地高与当地平均海面高的转换。对远离大陆的岛屿进行了计算比较,结果说明在远离大陆的岛（礁）区域应用卫星测高模型进行高程基准的转换,满足中小比例尺远海岛（礁）地形测量的应用需求。     

全球高程基准研究进展

建立统一的全球高程基准是国际大地测量科学界的核心目标之一,也是全球尺度地球科学研究、跨境工程应用等的必要基础设施。国际大地测量协会（international geodesy association,IAG）2015年发布了国际高程参考系统的定义,并于2019年提出了建立国际高程参考框架的目标。从全球高程参考系统的理论基础和定义出发,对国际高程参考系统与框架的理论、方法和实际问题开展论述与研究,主要包括全球大地水准面重力位$W_{\mathrm{0}}$的确定、基于高阶重力场模型的重力位确定、基于区域重力场建模的重力位确定,并重点论述和分析了IAG组织的科罗拉多大地水准面建模试验和中国2020珠峰高程测量实现国际高程参考系统2项典型案例研究。结果表明,在平坦地区和一般山区,重力大地水准面模型精度能达到1 cm（重力位0.1 m2/s2）,即使在珠穆朗玛峰这样的特大山区,也有望达到2~3 cm精度（重力位0.2~0.3 m2/s2）。综合典型案例研究结果、观测技术、数据资源和区域分布等因素,提出了建立国际高程参考框架的初步策略,包括IHRF参考站布设、重力位确定方法、数据要求、应遵循的标准/约定和预期精度指标等,展望了光学原子钟与相对论大地测量对于全球高程基准统一的潜在贡献。     

悬索桥主缆基准索股测量精度控制关键技术

介绍了基准索股架设过程中测量组织实施、测量技术要求、大气折光系数测量计算、边长投影改正计算、单向三角高程测量精度分析等关键技术,掌握了悬索桥基准索股调整测量控制过程中的关键技术,以保证基准索股线形能快速调整到位,为一般索股调整提供精确可靠的测量基准,为主缆最终线形符合设计与监控指令要求提供精度保证。     

软土地基地区高程基准建设探讨

在宁波市高程控制点数据基础上,通过对各类别控制点不同沉降情况的研究分析,同时结合建设费用、应用范围等多项综合指标,提出类似宁波软土地基地区建设、维护、使用高程测绘基准的一些建议和思路,为城市规划、施工建设、社会经济发展提供有效可靠的测绘数据保障。     

GPS高程转换中不同高程异常基准对正常高高差的影响

为了解决不同坐标系统下高程异常对正常高高差转换的影响，通过模拟计算得出了对正常高高差影响的定量结论，对于大地水准面的精化和应用似大地水准面确定GPS正常高具有一定的参考价值。     

海道测量基准面传递的数学模型

基于平均海面的频谱结构和两验潮站潮位之间的关系模型,对基准面传递的方法原理进行了理论研究,给出了水准联测法的假设条件,发现了同步改正传递法的异步效应和回归分析传递法的时移效应,导出了更精确的传递数模型,并对几种主要方法进行了理论和帝例对比分析,研究还表明：平均海面的回归分析传递法和深度基准面的潮差比传递法均是最小二乘潮位拟合传递法的特殊形式,最小乘潮位拟歙地,由于采用更真帝的潮位比较数据而具有更高的传递精度,建议在海道测量工作中广泛使用。     

利用GNSS和EGM2008模型进行跨海高程传递

跨海高程传递对实现海岛(礁)精确测绘具有重要意义。本文提出利用GNSS和EGM2008模型实现岛礁高程传递。在阐述基本原理的基础上,给出了利用地球引力位模型计算地面点平均重力的公式,并对这种方法获得的高程进行了误差分析,指出引力位模型误差是影响跨海高程传递精度的主要因素。利用我国GNSS水准数据、岛礁联测数据以及美国GNSS水准数据对该方法进行了验证,结果表明该方法得到的高程精度在200 km范围内优于10 cm,在跨海区域10 km范围内可达6 cm。     

区域与全球高程基准差异的确定

全球高程基准统一是继全球大地测量坐标系及其参考基准统一之后,大地测量学科面临和亟待解决的一个重要问题,也是全球空间信息共享与交换的基础。本文针对区域高程基准与全球高程基准间基准差异确定的理论、方法及实际问题开展研究。利用物理大地测量高程系统的经典理论方法,给出了高程基准差异的定义,并推导了计算基准差异的严密公式,该公式可将高程基准差异确定的现有3种方法统一起来。在此基础上,分析顾及了不同椭球参数对于计算基准差异的影响及量级,同时,高程异常差法还需考虑全球高程基准重力位与模型计算大地水准面位值不一致引起的零阶项改正。利用青岛原点附近152个GPS水准点数据,分别选择GRS80、WGS-84、CGCS2000参考椭球以及EGM2008、EIGEN-6C4、SGG-UGM-1模型,采用位差法和高程异常差法,确定了我国1985高程基准与全球高程基准的差异。其中,EIGEN-6C4模型计算的我国高程基准与WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准之间的差异约为-23.1cm。也就是说,我国高程基准低于采用WGS-84参考椭球正常重力位U0定义的全球高程基准,当选取基于平均海面确定的Gauss-Listing大地水准面作为全球高程基准时,我国1985高程基准高于全球基准约21.0cm。从计算结果还可看出,当前重力场模型在青岛周边不同GPS/水准点的精度差别依然较大,这会导致选择不同数据对确定我国85国家高程基准与全球基准之间的差异影响较大,因此,若要实现厘米级精度区域高程基准与全球高程基准的统一,全球重力场模型的精度和可靠性还需要进一步提高。     

临时验潮站深度基准面传递模型及其适用性研究

长江口区域瞬时潮汐面受潮汐、径流、风暴潮的耦合作用,具有一定的区域特性。在阐述临时验潮站各种传递模型的基础上,考虑径流季节特性与潮汐特性,利用长期验潮站传递不同时间序列下深度基准面,探讨了各种传递模型在季节特性与潮汐特征组合条件下传递精度及其适用性,提出了长江口区域海图测绘深度基准面传递的优选方案,具有较强的实用性与可操作性。