关于高程系统的思考

讨论了3种高程系统(正高、正常高及区域正常高)及其区别,它们分别依赖于不同的基准面,即大地水准面、似大地水准面和区域似大地水准面;研究了如何把中国的区域高程系统转换为全球统一高程系统的2种途径。可以利用水准或重力方法、GPS水准和GPS重力方法建立高程系统。     

一种数字水准标尺夜间照明装置

针对数字水准标尺在无光线或光线弱的环境下人工照明作业效率低、人工成本高问题,设计制作了一种数字水准标尺夜间照明装置,通过本装置的灯带固定夹、灯带连接器将LED灯带固定在数字水准标尺条码带侧面,采用充电锂电池作为电源,对数字水准标尺进行无辅助、持续、均匀施光照明,方便拆卸,不损伤数字水准标尺本身结构,且适用于不同规格的数字水准标尺,该装置在地下工程和夜间施工测量中取得了良好效果。     

国家一、二等水准网选建照片整理程序设计与实现

根据《国家一、二等水准测量规范》中对水准网选建照片的要求,利用C语言进行设计开发,编写的应用程序不仅可以大幅度提高水准网选建照片整理的工作效率,而且可以减少因人为因素产生的错误.经测试验证,程序运行稳定,具有较强的推广价值.     

大跨径桥梁挠度变形监测技术应用实践

在大跨径桥梁的静载试验过程中,挠度是重要的技术参数,为确保挠度变形监测成果的可靠性,以某斜拉桥为例,综合应用精密水准测量法、连通管式挠度监测法和全站仪三角高程法,相互检核验证,分析评价内符合精度和外符合精度。结果显示,在封闭交通和温度相对恒定的环境下,几种方法的挠度监测结果均满足规范要求,但各有不足。由于受监测环境温度、车辆荷载、仪器自身精度等诸多因素制约,精密水准和连通管法结果较为接近,三角高程法则略有差异,应结合有限元模型和控制截面应力应变结果综合分析。3种方法相互检核,实现不同挠度测量方法的有益补充。     

利用水准数据的天津市地面沉降时空特征分析

地面不均匀沉降可能对城市的发展与人民的安全造成危害,天津市的地面沉降情况尤为严重。针对该问题,本文收集天津市2005—2012年、2016—2017年水准观测数据,以固定水准点位的沉降量、沉降速率、沉降加速率为状态向量,构建卡尔曼滤波模型,对天津市历年的水准观测数据进行滤波;根据滤波后的结果,本文利用多项式加权内插的方法,以距离、沉降速率、沉降加速率信息确定权值大小,对地面沉降情况进行内插;并以中误差作为精度评定参数,比较多种内插方法的精度。通过对内插结果的试验分析发现,2005—2017年天津市地面累计平均沉降量为394.477 5 mm,最大沉降量为1 143.5 mm;主要沉降区域为北辰、大港、塘沽等地区,且随着时间的增长,这些区域呈现漏斗式下沉。试验证明本文结合卡尔曼滤波与多项式加权内插的方式能够较好地反映地面沉降的时空特征分布情况并对未来一段时间的沉降情况进行预测,对天津市的城市发展及建设有一定的参考意义。     

茅山竹矿断层气定点观测场地勘选

拟在茅山断裂带沿线布设若干个断层气连续观测点,建组断层气观测网。以茅山竹矿地区为例,通过断层气测量的初步结果,结合地质、人工地震、跨断层短水准等多种手段联合分析研究区断层的活动性,从而确定断层气定点观测的点位,为组建断层气观测网的选点提供借鉴和参考。     

基于GNSS水准拟合法的海岛高程传递

针对舟山无人岛"担峙岛"和"茶山岛"缺乏高程基准这一问题,结合测区的特殊地形分布,采用GNSS水准拟合法实现了这两座岛屿的跨海高程基准传递,拟合模型为2次曲面拟合。实验结果表明,GNSS水准拟合法内符合精度在±2 mm范围内,其与三角高程测量法对比的外符合精度为±4.5 mm,本次跨海高程传递质量合格、可靠。     

改进的GNSS/水准点优化选择的逐步剔除法

GNSS/水准联测点的合理选择对GNSS高程拟合至关重要,剔除法是一种较好的优化选点方法,传统的剔除法是以高程异常拟合误差最小为目标函数进行优化选点,可能会出现选点不均匀情况。鉴于此,提出根据GNSS/水准点生成的泰森多边形面积大小进行优化选点,并在此基础上对传统优化选点的方法进行改进,即同时考虑高程异常拟合误差大小及由泰森法生成的多边形面积大小进行优化选点（称为综合法）。以1~3次多项式拟合模型为研究对象,实验结果表明,GNSS/水准点优化选择的综合法可在改善点分布的同时获得稳定性好、精度较高的高程异常拟合结果。     

基于坐标转换的重力资料整理应用

现阶段国内较为常用的似大地水准面精化模型实现高程拟合都需要点位的大地经纬度和水准高程信息,而在重力场研究领域则需要点位的地心坐标信息。通过设计实验对三种获得地心坐标的方法进行比较,并分析结果:大地水准面模型法的转换精度最高,前提是需要转换区域的大地水准面数值模型;两步法的转换精度较大地水准面模型法略低,但与其转换精度非常接近;一步法的精度最低。     

武汉市似大地水准面GPS水准建模与软件研制

本文针对高程异常格网线性内插模型在表达光滑曲面时出现的近似误差,提出了采用基于统计学习理论的机器学习方法,结合粗差检测技术和虚拟观测值,建立高精度GPS水准似大地水准面模型。武汉市GPS水准似大地水准面几何建模实例表明了方法的可靠性与优势。单机版、WEB版、PDA版系列软件的成功研制,最大限度地实现了似大地水准面模型的普及应用。