联合平差中大地网定向和尺度系统误差的影响和分离

本文从地面大地网的定向、尺度系统误差的定义及对坐标的影响关系出发,分析了这些系统误差与地面网、卫星网之问转换参数的关系,推导了系统误差对转换参数的影响公式。在此基础上,提出了转换参数的区域性问题,并提出了分离区域性定向误差与尺度比参数的联合平差模型。     

GPS空间基线向量网与地面控制网的联合平差模型

利用全球定位系统(GPS)所建立的空间基线向量网,对于改善已有地面网,分析网的系统误差和进行地球动力学的监测等具有广泛的意义。本文着重讨论了上述空间基线向量网和地面控制网的三维联合平差和二维联合平差的方法和模型。指出,为了避免地面网高程误差以及引入地面网尺度因子的模型误差对三维联合平差结果的影响,在二维大地坐标系统中进行上述两网联合平差的方法具有重要的现实意义。     

稀少控制下机载InSAR区域网联合地理编码方法

针对机载InSAR未经地理编码的斜距高程图,提出机载InSAR斜距高程图绝对定向模型,用于定位和地理编码。模型利用斜距的高程信息进行斜地距转换,消除了影像像点之间的相对位移,然后将转换后的地距高程图视为刚体,进行相似变换,转换到物方空间坐标系下,从而建立由影像坐标和相对高程信息到地面三维坐标的映射关系。在绝对定向模型的基础上,以每个地距高程图作为单元模型,利用各单元模型彼此间的公共点连成一个区域,利用少量的控制点进行区域网平差,求得各模型的定向参数和加密点的坐标,实现了稀少控制下的机载InSAR多片联合地理编码。利用我国西部横断山脉地区3个条带2.5 m分辨率的机载InSAR数据组成区域网进行平差试验,通过对多种控制点布设方案进行比较,确定区域网平差控制点布设方案,结果显示在9个控制点的情况下精度趋于稳定,满足1∶50 000测图要求。     

VLBI、卫星网和地面网联合平差的数学模型

本文同时顾及地面网尺度系统误差和卫星网尺度系统误差对各自网点坐标的影响,对联合平差中常用的两种7参数转换模型:Bursa模型和Molodensky模型进行了分析比较,在此基础上,提出了一种新的7参数转换模型;建立了甚长基线(VLBI)、卫星网和地面网联合平差的数学模型,并用模拟数据进行了数值分析,得到了一些有益结论。     

论卫星网与地面网之间的转换模型

卫星网与地面网之间转换模型的类型，对于卫星观测成果在大地测量中的应用，具有极其重要的意义。本文首先提出了已有转换模型在应用方面的几个重要问题。进而，着重分析了大地高程误差对确定坐标系转换参数的影响；详细地研究了由于引入尺度因子可能引起所求平移参数的附加误差。最后导出了应用BURSA-WOLF模型和MOLODENSKY-BADEKAS模型所求平移参数的附加误差估算公式。     

用多项式预处理的独立模型法区域网平差程序DM-PG

DM-PG程序是用ALGOL语言结合代码体编成的DJS-6计算机独立模型法区域网平差程序。该程序的数学模型具有如下几个特点：——区域网整体平差采用平—高分求迭代计算。在计算网的高程参数时，利用了已解出的平面参数计算自由项的改正数。提高了高程误差方程式的精度，加快了迭代的趋近过程。在线性观测方程式中包含模型方位参数和待求点坐标参数两类未知数。为了在整体平差时减少一次解算的参数个数，往往先把待求点的坐标参数从方程中消除，而代之以相同数量的新的误差方程式。若对模型点的观测方程采用等权时，发现可以减少一个误差方程式，从而减少了误差方程式法化的时间。——由于非独立累积性系统误差在航线网中的累积服从二次多项式规律，而同类型的偶然误差在航线网中的累积则远小于系统误差的累积。因此用二次多项式对区域内的各航线进行预处理有助于减小模型由系统误差产生的变形，从而提高整体平差后的坐标精度。——区域网整体平差采用循环分块消去法。为了得到最小带宽的法方程矩阵，在平差前按垂直于航线的方向重新排列单元模型，用内存贮中可能提供的容量进行分块，减少了内外存交换数据时的时间损失。实验证明，多项式高程预平差能改善单元模型的变形，并提高区域网高程精度10—30％。这种     

论卫星网与地面网在高斯平面坐标系统中的联合平差问题

因为我国一些地区性平面控制网(例如城市平面控制网和矿山控制网等)的点位,一般均在高斯平面直角坐标系统中表示,所以本文研究了卫星精密定位成果在高斯平面坐标系统中应用的理论和方法,推荐了卫星网与地面网的联合平差模型,并在模型中考虑了地面网归算面高程变化而生产的影响。     

资源三号测绘卫星影像平面和立体区域网平差比较

针对弱交会条件下卫星遥感影像区域网平差无法正确求解的问题,本文提出了利用数字高程模型（DEM）作为高程约束的平面区域网平差方法提高其对地目标定位精度的策略。首先,选取带仿射变换项的有理函数模型（RFM）作为卫星影像平面区域网平差的数学模型。其次,在平差过程中更新连接点的地面坐标时仅求解地面点的平面坐标,高程值利用DEM进行内插获得。最后,在布设少量控制点的情况下通过平面区域网平差求解所有参与平差的卫星影像定向参数和连接点的地面平面坐标。利用两个地区的资源三号正视影像的平面区域网平差以及前正后三视影像的立体区域网平差的对比试验表明,对于资源三号卫星影像在1:50000DEM的支持下,平面平差可以达到和立体平差相当平面精度。对于近似垂直正视的资源三号影像,全球1km格网的DEM和90m格网的SRTM可以取代1:50000DEM作为高程控制,平面精度几乎没有损失。最终,试验结果证明了平面区域网平差方法的有效性和可行性。     

参考椭球的定向与大地坐标系统的转换模型

倘若大地高程的精度较低，则其误差对地面网与卫星网合并计算的影响，一般是不能忽略的。这里从参考椭球定向的原理出发，推荐了一种用于地心坐标系和大地坐标系转换的数学模型。利用这一模型将可能避免大地高程误差对研究坐标系统转换参数的影响。     

简便实用的GPS网平差模型

采用数值微商求偏导数的方法，从而使ＧＰＳ网平差的计算模型非常简洁，选用平面坐标和大地高作为平差参数，可以方便地简化为平面网或高程网，加入地面归心数据和常规观测变得十分容易。     

Scale and orientation in combined Doppler and triangulation nets

Summary In a combined Doppler and terrestrial net adjustment not only the known systematic discrepancies in scale and orientation between the Doppler measurements and the terrestrial results must be modelled, but also all available informations about the accuracy of these systematic differences are to be taken into account. Using the Helmert-block method for the combination procedure, no covariance matrices for the terrestrially determined coordinates must be computed, their numerical evaluation being a computational detour. The proposed procedure as applied to real nets, includes all different kinds of geometric or physical models, whereby their specific parameters are eliminated at this level. Two solutions are discussed, a three-dimensional and a two-dimensional one, but “two-dimensional” is not equivalent to “non-spatial” in this context.     

Error model for geodetic positions derived from Doppler satellite observations

Doppler observations of Navy Navigation Satellites have been used to strengthen and extend many terrestrial geodetic networks. The main sources of errors in positions determined from these observations are random error of observations, random and systematic errors in satellite positions due to uncertainties in the gravity field, and biases in the coordinate system in which the satellite ephemeris is given. Effects of uncertainties in the gravity field on station coordinates computed with respect to a precise satellite ephemeris are reduced to about 70 cm after 20 satellite passes are observed, but systematic effects prevent assurance that additional observations will improve the accuracy further. A one part per million reduction in scale must be applied to positions computed with the ephemeris to obtain agreement with terrestrial and other precise determinations of scale. The origin of the system is coincident with the center of mass of the earth to 1 m accuracy but the polar axis may be tilted three to five meters at the earth's surface with respect to coordinate systems upon which star catalogues are based.     

Affine distortion of small GPS networks with large height differences

GPS is a promising tool for real-time monitoring of deformations of slopes or large structures. However, remaining systematic effects in GPS phase observations after double differencing and application of a priori models affect the resulting coordinates. They complicate the proper separation of the actual deformations from pseudo-deformations induced by the systematic effects. This paper shows that for small monitoring networks (baseline lengths <5 km) only affine distortions of the network geometry are generated by the remaining distance dependent systematic effects, e.g. unmodelled tropospheric and ionospheric propagation effects, or satellite orbit errors. Hence, a generic correction model is given by a three-dimensional affine transformation involving a maximum of 12 transformation parameters. For the determination of these parameters, four high quality GPS stations are necessary which are not affected by the actual deformations to be monitored. Based on the analysis of network geometries of synthetic GPS networks with large height differences and considering the physics of the GPS observations it is shown, however, that less than 12 parameters are sufficient for the computation of the corrections. The proposed 8 parameter model was applied to the GPS monitoring network of the Gradenbach landslide. For this small network with large height differences, it was shown that the distortions can be reduced by about 75%.     

我国国家重力网的系统转换

本文分析了我国１９５７年国家重力网的精度和问题，探讨了国家重力网的系统转换模式，利用现有的新旧重力网的重合点实际数据进行了回归分析、方差分析和系统误差检验，结果表明在“５７网”与“８５网”之间，除了—１３．５８ｍｇａｌ的平均基准差之外，并不存在其它明显的系统误差，特别是看不出有尺度系统差的影响，也不存在差值随纬度变化的任何规律。因此认为将“５７网”系统转换成“８５网”系统时，可以不必加“尺度系统差改正”，更不用考虑“非线性系统差改正”，建议一律只加一项“基准系统差改正”，其数值应该采用—１３．５８ｍｇａｌ。     

已知平面与高程点不同时的严密三维基准变换

由于常规控制网的平面与高程网分开布设,当求解常规控制网与GNSS三维控制网的基准变换参数时,需要分别利用其平面坐标和高程的已知成果。传统控制网与三维GNSS控制网都存在误差,文中在解算变换参数时,同时对两套坐标引入改正数,并顾及公共点与转换点观测误差的相关性,利用公共点的改正数推估转换点的改正数,实现两套坐标的基准变换。模拟数据的分析结果表明,文中方法能够在常规平面与高程控制网分开布设时,实现与GNSS三维控制网的基准变换。     

三原则整体最小二乘用于平面自由网平差计算

文中在平面网平差中应用整体最小二乘理念.在最小二乘模型中,为了消除观测方程系数误差和未知参数系统误差,加入系数改正数和参数改正数,并提出三原则整体最小二乘模型.研究平差两大步骤,用最小二乘多次改用"参考点组"而选出w个稳定点;用最小二乘多次改用"近似坐标"而消除系数误差和参数系统误差.三原则整体最小二乘适用于平面自由网...     

平面四参数反算的精度分析及其控制方法研究

平面四参数坐标转换模型具有计算方便和模型精度高等特点,已广泛应用于不同平面坐标系成果的转换。大量的研究成果提高了模型的精度和适用范围,而忽视了高精度转换成果对参数保密的影响。针对转换参数的保密需求,则有必要分析参数反算的精度及其控制方法。本文首先推导了转换模型的内符合误差和外推误差;然后分别采用无误差和有误差的原始转换参数对坐标成果进行转换,并对转换后的成果附加不同的坐标误差;最后选择不同分布和数量的坐标点参与转换参数反算,从而分析不同方案参数反算的精度。试验结果表明,参数反算的精度可以通过增加转换点的数量和扩大其转换范围得到不断的提高,最高能达到原始转换参数的精度。因此,参数保密的有效方式为首先需要降低原始转换参数精度;然后根据转换成果的分布范围、数量及精度应用需求,对坐标成果附加不同的误差,从而达到参数保密的效果。