基于移去-恢复法的局部似大地水准面精化模型对比研究

针对似大地水准面在精化过程中不同移去-恢复高程转换模型的适用性和选取问题,基于二次曲面和EGM2008重力场模型,分别构建了RBF神经网络、多面函数和Shepard等3种类型的移去-恢复模型,结合平原和高原山区两个工程实例,通过调整高程拟合点数目进行似大地水准面拟合与精度对比。结果表明,在平原地区,EGM2008-多面函数高程模型精度略优于其他模型;在高原山区,当拟合点数较少时,基于EGM2008的移去-恢复模型精度高于基于二次曲面的移去-恢复模型,其中,EGM2008-多面函数和EGM2008-Shepard较优,而随着拟合点数目的增加,二次曲面-Shepard高程转换模型的精度优于其他模型。     

中国西太平洋海域1′×1′垂线偏差模型及精度评估

联合多种测高数据和重力异常数据,设计了观测点距离和测高精度融合的定权方法,采用最小二乘方法和Vening-Meinesz公式,分别构建了西太平洋海域(0°N—40°N,105°E—145°E)1′×1′网格化垂线偏差数字模型。选取两个不同特征区域,将垂线偏差的两个数字模型和EGM2008模型三者进行相互比较分析。结果表明:卯酉分量η的均方根差大于子午分量ξ的均方根差,海底地形复杂的南海特征区域的垂线偏差均方根差大于西太平洋中部的均方根差,构建的两个垂线偏差模型总体均方根差优于1.6″。     

湖南地区似大地水准面模型再精化研究

湖南地区2007版似大地水准面模型存在数据源质量相对不高、局部区域存在粗差等问题。通过引入EGM2008地球重力场模型、高分辨率DEM数据、高精度GPS/水准数据等新数据源,采用最小二乘配置法与格林基函数样条插值算法,在原有模型的基础上得到1′×1′分辨率的再精化新模型。精度检测结果表明,新模型的内、外符合精度相较2007模型提升80.7%和22.9%,有效降低汉寿等地区的残差,对湖南省地区的复杂地形具有更好的适用性。     

大地水准面数值计算及结构分析

针对大地水准面精化问题,该文提出了基于大地水准面起伏几何性质构建精确大地水准面的方法。相对传统方法根据经验公式设计精化大地水准面分辨率,该文提出了一种顾及区域性特点的大地水准面分辨率设计方法,推导了构建厘米级大地水准面需要达到的空间分辨率计算公式。采用Alltrans EGM2008Calculator 1.00软件计算不同区域的大地水准面高程,并用坡度方法分析大地水准面的精细结构。最后以江西省大地水准面起伏为基础,采用该方法进行计算。结果表明:构建厘米级大地水准面需要达到的空间分辨率为7″,可为大地水准面精化研究提供参考。     

四种改进积分法的低空扰动引力计算

针对Stokes积分方法计算扰动引力中计算点从空中趋近地面时存在积分奇异和不连续的问题,该文提出了去中央奇异点法、奇异点积分值修正法、中央格网加密算法和改进积分式法4种改进Stokes积分的计算公式,并进行了实验计算。计算结果表明:近地空间范围内,4种改进算法都能在一定程度上改进原始积分的奇异性问题;相同条件下,奇异点积分值修正法和改进积分式法计算精度最高,适宜于低空计算;改进积分式法通过理论推导,得到了从球外部到球面统一、连续且无奇异的改进Stokes积分公式,理论严谨。     

基于 EIGEN6C2模型的 Kaula 规则精化

高精度重力场模型精化Kaula规则其要点是将Kaula规则乘上一个与位系数阶数项相关的二阶有理函数,并基于EIGEN6C2重力场模型解算有理函数模型的系数。精化后的Kaula规则与EIGEN6C2模型和EGM2008模型的逼近误差都只是原来Kaula规则的0.26%。因此,精化后的Kaula规则更能正确表示各阶引力位的实际能量,对于重力场模型的解算提供更加合理的约束。     

联合使用位模型和地形信息的陆区航空重力向下延拓方法

为了规避传统逆Poisson积分向下延拓解算过程的不适定性问题,借鉴导航定位中的"差分"概念,利用超高阶位模型直接计算海域航空重力测量向下延拓改正数的方法。本文在此基础上提出联合使用重力位模型和地形高数据,计算陆部航空重力向下延拓总改正数的改进方案,以飞行高度面与地面对应点的位模型差分信息表征总改正数的中长波分量,以相对应的局部地形改正差分修正量表征总改正数的中高频成分,从而实现航空重力数据点对点向地面的全频段延拓。在地形变化不同区域,联合使用EGM2008位模型、地面实测重力和高分辨率高程数据进行了实际数值计算和精度评估,验证了该方法的有效性。     

改进的GNSS水准地球重力场模型评价

利用GNSS水准进行地球重力场模型精度评价是一种常用的外符合精度评价方法。针对GNSS水准与模型大地水准面高常存在较大的偏差,且常用的数学拟合方法会掩盖造成系统偏差的因素这一问题,该文分析了GNSS测量大地高的时变影响、全球大地水准面与水准测量起算面之间的区域性基准差,同时提出了顾及时变影响的GNSS水准地球重力场模型评价方法。     

A model of sand transport in Treporti channel: northern Venice lagoon

The origin of the sands in the Venice lagoon has been the subject of an extensive field survey in parallel with numerical modelling. Four transects along Treporti and Burano canals were conducted from which 33 bottom sediment samples were collected. These samples were analysed for grain size and sorting to examine any trends in the granulometry of these sediments that might shed light on transport paths. The modelling study consists of three parts: the sediment transport model sedtrans96 was used with a finite-element hydrodynamic model (Shyfem) and an empirical wave model (US Army Corps of Engineering) to simulate sand transport in the Treporti canal. A type of link box model was created where finite elements of the hydrodynamic model have been combined to macro-boxes on which the water and sediment flux over the sections, and a mass balance has been computed. Several grain size classes were simulated; the distributions before and after the simulation were examined. Idealised wind and tidal values were initially used to force 12 h simulations to test the sediment transport sensitivity. Finally, a full-year simulation (1987) has been carried out using measured tidal and wind data. Only a part of Venice lagoon was covered by the simulation: a major channel (Treporti) running from Lido inlet towards the northern lagoon. The total sand transport through all of the sections was computed for 1 year. Sediment mass balance was determined, and the resulting trends of erosion and deposition were computed. There were no trends in the median grain diameter and sorting of bottom samples from the Treporti canal; all sands were fine (120 μm, one outlier of 300 μm was removed). The absence of a trend in grain size suggests that there is no significant import of sand to the lagoon through the Lido inlet. The results from the simulations seem therefore to confirm the hypothesis of reworking of sand within the lagoon. The computed erosion is some centimeters per year diagnostic of channel scouring and enlargement with time. The Treporti canal is subject to strong current velocities of around 1 m/s, which hold fine sand in suspension and thus prevent sedimentation.     

EGM2008重力场模型在RTK高程测量中的应用

由于GPS测量得到的是WGS-84高程,而我国采用正常高系统,使用RTK高程必须进行高程拟合,需要均匀分布测区且数量足够的GPS/水准已知点。在我国大陆,EGM2008重力场模型高程异常总体精度为20cm,提出了将EGM2008模型应用于RTK高程测量的方法,根据实际应用检核结果,RTK单点校正即可达到较高精度。