利用重力位差进行跨海高程基准传递的精度分析

基于GPS重力位水准原理,研究利用重力位差实现广东沿海地区跨海高程基准传递的可行性及其精度。利用湛江市GPS/水准数据进行有关实验研究,结果表明,利用重力位差进行跨海高程传递,在实验区域高程传递中误差小于6 cm,满足广东沿海地区跨海高程基准传递的精度要求。     

基于重力场模型统一亚太高程基准的方法研究

针对不同国家和地区高程基准不一致的问题,该文采用GOCE重力场模型和GPS/水准数据对高程基准统一的方法进行了研究,分析了基于GOCE的不同重力场模型用于计算亚太区域(110°E~180°E,50°S~50°N)高程基准偏差的差异,基于重力场模型GECO,利用亚太区域36个验潮站附近的GPS/水准点数据计算的平均海平面与大地水准面垂直偏差的平均值为0.416m,利用日本沿岸5个GPS/水准点数据计算的高程基准与大地水准面垂直偏差的平均值为0.185m,利用澳大利亚沿岸4个GPS/水准点数据计算的高程基准与大地水准面垂直偏差的平均值为0.41m。     

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。     

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。     

国家高程基准与全球高程基准之间的垂直偏差

利用不同重力场模型（EIGEN-6C4、EGM2008）和海面高模型（DNSC08、DTU10、DTU13）确定了全球平均海面重力位均值62 636 856.550 7 m²s^-2,加入海面地形改正后得到全球大地水准面重力位均值62 636 858.179 0 m²s^-2。联合EGM2008模型与全国均匀分布的649个GPS/水准数据,根据异常位法、正常高反算法以及高程异常差法,分别计算了我国1985高程基准与全球高程基准之间的垂直偏差,并对3种垂直偏差结果通过加权方法进行了改善。最后,利用两种方法对垂直偏差结果的合理性与正确性进行验证。结果表明我国高程基准面高于全球平均海面0.298 0 m,高于全球大地水准面0.464 2 m。     

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...     

长距离跨海高程基准传递方法及精度

大连市C级GPS控制网覆盖面积为1.7万km2.其中海域为4 700 km2,容有长山列岛的大小不等8个岛屿,8个网点分布在海岛,陆地与近海岛屿之间的距离为20-30 km;岛屿之间的距离为30-40 km;最大间距为120.5 km.本次研讨利用GPS定位技术结合重力资料所确定的小长山岛上网点高程与利用潮位观测法获得的相应网点高程比较,通过比较小长山GPS网点高程差值的方法研究长距离跨海高程基准传递可取的方法及精度.     

基于EGM2008重力场模型的高程转换精度分析

简述了基于重力场模型EGM2008在天宝TBC软件的高程转换方法,通过南水北调中某干线高程控制网进行试算和分析,其结果表明,利用EGM2008重力场模型的高程转换精度满足四等水准的精度要求.     

车载LiDAR用于轨道线带状图测量的高程精度分析

目前,轨道交通建设在各大中城市日益兴起,传统的测量技术手段难以快速获取城市轨道交通带状图,而车载LiDAR作为一种新的测量技术,能够实现快速、全面地获取道路两侧的详细地物信息,并且在高程测量上能够达到较高的精度。本文以SSW移动测量系统为硬件平台,采用多种作业方案对郑州市地铁轨道交通线进行带状图测量,针对各方案的高程测量数据,分析GPS信号强度、检校点密度、采集方式对点云高程精度的影响。试验结果表明,采用往返扫描的作业方式,可有效地减小系统误差,提供测量精度;当GPS信号较弱时,采用往返扫描的作业方式,并适当增加检校点密度,也能达到轨道交通带状图高程精度要求。     

利用GNSS/水准实现长大隧道群高程传递的方法研究

针对长大隧道群工程的特点, 对利用GNSS/水准数据实现长大隧道群高程传递的方法进行了研究。首先根据工程实际情况建立隧道独立坐标系;然后忽略垂直隧道延伸方向高程异常变化, 并综合考虑GNSS/水准数据、地球重力场模型及数字地形模型, 基于移去-恢复法实现高程传递;最后利用某一长大隧道群高精度的GNSS/水准数据进行了精度分析, 计算结果表明, 二、三次曲线拟合模型或二、三阶切比雪夫多项式拟合模型比较适合长大隧道群的高程传递。本试验中高程传递方法能达到较高精度, 可满足较复杂测区长大隧道群工程对正常高的需要。     

全球高程系统的统一问题

讨论了建立全球统一高程系统的若干基本问题,包括正常高的几何定义和重力定义,区域水准测量高程系统的全球统一问题以及大地水准面位W_0的确定。结果表明:(1)几何水准高程和重力定义的正常高存在差别,由GNSS/重力得到的正常高并不等于几何水准给出的正常高,而要加上一与高程有关的改正项,并且在山区这一改正不可忽略;(2)由GNSS/重力/区域几何水准融合可以给出一个相对的全球统一高程系统,而要得到绝对的统一系统,还须知道大地水准面的位W_0;(3)现代大地测量技术可以以一定精度求出W_0,但它是时变的,因此只能定义出某个历元的全球绝对统一高程系统。     

基于Google软件的农地区高程获取及精度评价

相比于传统大比例尺测绘,高分遥感和雷达技术可以快速高效地获取农地地形边界和特征点位高程,因而可为农地整理和机械化前期研究提供决策依据。本研究基于Google Maps高分辨率遥感影像数字化农地特征点位和边界,开发了在Google Earth(谷歌地球)软件上获取坐标点位高程的程序,实现了农地特征点位数字化和高程获取;使用国家1:1万数字地形图对该方法进行了精度评估,并且与直接基于SRTM3和ASTER数字高程模型插值方法进行了比较。结果表明,本研究实现了高分辨率遥感影像和数字地形模型的整合应用,在农地边界和特征点位获取、影像校正方面比直接通过SRTM3数据插值获取高程有优势,有较好的应用潜力。     

高精度智能导航数据评价系统的设计与实现

自动驾驶技术的兴起对高速公路上导航地图的精度要求越来越高,需要对车载移动测量系统获取的导航数据产品精度作出合理评价。本文以某段高速公路为例,提出了数据验证分类和详细精度性能评价指标,探讨了导航数据管理和三维可视化分析系统的设计与实现方法,对以后建立完善的高精度导航产品评价体系及全国范围内导航数据产品精度验证的过程具有一定参考价值。     

基于机载LiDAR数据的城市建筑物高度分级方法研究

传统的基于不规则的三角网和形态学点云滤波处理方法提取的DEM,由于在滤波过程中没有顾及不同区域地形起伏度差异,使得滤波过程中产生大量粗差,导致DEM 与实际地形偏差太大.准确提取建筑物轮廓和高程的前提是要提取高精度的DEM,因此必须在DSM转化为DEM的过程中改进DEM提取方法.本文针对地形起伏度不大的城市区域,采取格网值替换、设置高程和面积阈值进行过滤处理的方法提取建筑物轮廓及高程值,验证表明该提取方法的精度优于传统滤波方法.     

地面三维激光扫描仪的检校与测量精度评定

针对地面三维激光扫描仪的测量精度评定问题,提出了利用比长基线检定场进行测距精度评定,利用多齿分度台进行水平角精度评定,利用室内检校场进行垂直角和点位精度评定。采用比长基线检定场方法,每个观测点布设稳固,且有强制对中装置,能够较好地减少其他误差的影响。采用多齿分度台利用全圆组合比较法进行水平角精度评定,该方法所用的角度标准器精度高,可溯源。基于Riegl VZ-1000的试验结果表明,本文所提出的方法对地面三维激光扫描仪进行性能评定可靠性好、稳定性强,对地面三维激光扫描仪的检校研究具有一定的参考和应用价值。     

Android手机GPS和A-GPS定位精度分析

介绍了手机GPS定位的基本原理,分别利用手机GPS模块定位和A-GPS定位方式对同一参考点测量30 min,通过定位数据分析智能手机GPS室外定位精度。定位结果表明：移动设备集成的GPS模块与GPS接收机在定位精度和稳定性等方面有很大差异;手机GPS模块定位可满足导航需求;A-GPS在一定时间内定位误差小于5 m,可用于地理信息快速采集;为保证定位可靠性,需将测量时间控制在5 min内。     

星载寄生式InSAR系统相关性及相对测高精度分析

结合星载寄生式干涉合成孔径雷达(InSAR)的工作原理及高稳定频率源的工作特性,给出了时间和频率同步误差模型。基于该误差模型,分析了时间和频率同步误差对干涉相位的影响,首次推导了同步误差导致的信号去相关。基于星载寄生式InSAR系统的空间几何关系和图像信号模型,详细分析了热噪声、模糊、量化噪声、基线、方位向、配准误差及体散射等去相关效应,给出了考虑上述全部去相关因素时系统的相对测高精度,并仿真分析了以Envisat为主星的寄生式InSAR系统在ASAR雷达7个不同波位下的相对测高性能。理论分析和仿真结果表明,在合理选择轨道和雷达参数的前提下,系统可以达到很好的测高精度。     

引入PD极化相干最优的三阶段植被高度反演算法

经典三阶段植被高度反演算法中地表相位和植被冠层相位估计不准确直接影响反演精度,特别是在植被稀疏区域,植被反演效果较差甚至出现反演失败现象。针对这一问题,本文将PD极化干涉相干优化方法引入三阶段植被高度反演中,提出了一种改进的植被高度反演算法。该方法利用PD极化干涉相干优化方法能最大限度分离相位中心的特性能够获得更准确的地表相位和植被冠层相位,从而提高植被高度反演的精度和稳定性。最后,利用ESA BioSAR项目数据进行试验,结果表明该算法相比经典三阶段算法稳定性更高,反演的地表相位、植被冠层相位和植被高度结果更加可靠。