全国及部分省市地区高精度高分辨率似大地水准面的研究和实施

结合我国重力和地形资料及国内外较优的重力场模型,研制适合我国重力场特征的360阶重力场模型WDM94;建立中国新一代分米级似大地水准面CQG2000,包括建立新的以GPS/水准为基础的高程异常控制网、利用海洋卫星测高数据计算海洋大地水准面、陆地重力似大地水准面的研制及陆海似大地水准面的拼接等;研制江苏省、海南省、深圳市、大连市、南京市及"南水北调"西线工程具有厘米级精度的局域似大地水准面模型;结合GPS技术和高精度似大地水准面模型,研制GPS测图软硬件一体化系统.本研究项目获得2004年度国家科技进步二等奖.     

全国及部分省市地区高精度、高分辨率大地水准面的研究及其实施

结合我国重力和地形资料及国内外较优的重力场模型，研制了适合我国重力场特征的360阶重力场模型WDM94，建立了中国新一代包括全部陆海国土的dm级（似）大地水准面CQG2000，建立了中国以GPS／水准为基础的高程异常控制网，利用海洋卫星测高数据进行我国海洋大地水准面的计算、我国陆地重力（似）大地水准面的研制厦我国陆海（似）大地水准面的拼接；研制了江苏省、海南省、深圳市、大连市、南京市及南水北调西线工程具有cm级精度的省市地区（似）大地水准面模型；结合GPS技术和高精度（似）大地水准面模型，研制了GPS测图软硬件一体化系统。     

珠海市陆海统一似大地水准面的确定

针对通常的似大地水准面模型较少涉及海域的情况,该文基于重力数据和地形数据,采用顾及各类地形位及地形引力影响的第二类Helmert凝集法计算了珠海重力似大地水准面;利用高分辨率和高精度的地形数据来恢复大地水准面短波部分,提高了似大地水准面的精度;利用25个高精度全球卫星导航系统水准资料与重力似大地水准面进行了独立比较,其精度为0.012m;然后,采用球冠谐方法,将重力似大地水准面与25个全球卫星导航系统水准数据联合,建立了珠海市海陆统一的似大地水准面模型,其精度为0.008m;最后,利用15个全球卫星导航系统/水准点对似大地水准面模型进行了外部检核,精度为0.010m。     

古巴探区大地水准面模型的探索与确定

由于古巴国家没有现成可用的大地水准面模型,需要引进通用大地水准面模型或自建似大地水准面模型,以满足高程测量要求。针对这个问题,本文一方面积极制定似大地水准面建模方案设计,根据探区内水准点和项目测量设备的配备情况,拟采用GPS水准法自建似大地水准面模型;另一方面两个全球大地水准面模型OSU91A和DMA 10×10及一个加勒比区域大地水准面模型CALIB97被引用到探区,通过对探区内有代表性的高精度水准点进行GNSS观测验证,最终确定全球大地水准面模型OSU91A为适合探区、满足项目合同要求的通用大地水准面模型,从而解决了生产中的技术问题。     

格尔木市高精度数字高程基准模型研究

大地水准面（数字高程基准）为国家高程基准的建立与维持提供了全新的思路。然而,受限于地形、重力数据等原因,高原地区高精度数字高程基准模型的建立一直是大地测量领域的难题。本文以格尔木地区为例,探讨了高原地区高精度数字高程基准模型的建立方法。首先,基于重力和地形数据,由第二类Helmert凝集法计算了格尔木重力似大地水准面。在计算中,考虑到高原地形对大地水准面模型的影响,采用了7.5″×7.5″分辨率和高精度的地形数据来恢复大地水准面短波部分的方法,以提高似大地水准面的精度。然后,利用球冠谐调和分析方法将GNSS水准与重力似大地水准面联合,建立了格尔木高精度数字高程基准模型。与实测的67个高精度GNSS水准资料比较,重力似大地水准面的外符合精度为3.0 cm,数字高程基准模型的内符合精度为2.0 cm。     

重力场模型谱组合精化区域似大地水准面

针对区域似大地水准面模型构建中地面重力数据分布不均匀且较难获取的难题，该文提出一种基于谱组合重力场模型的似大地水准面精化方法，实现了卫星重力场模型与高阶重力场模型的优化组合，结合293个实测全球卫星导航系统(GNSS)水准数据，构建了山东省范围的高精度似大地水准面模型。利用GNSS水准数据检核表明：在山东省范围，利用谱组合重力场模型构建的区域似大地水准面模型具有较高的精度，能够满足大多数工程要求，与采用地面重力数据构建的似大地水准面模型对比发现，在不使用地面重力数据的情况下也可构建厘米级精度似大地水准面模型，具有成本低、效率高的明显优势，便于及时开展区域似大地水准面的维护更新。     

省级似大地水准面再精化可行性分析

GNSS和水准成果是研究似大地水准面精化的重要控制数据,充分发挥GNSS水准高精度的优势,有利于提升似大地水准面模型的精度。本文针对已有省级似大地水准面模型现势性不够和精度偏低的问题,提出了省级似大地水准面再精化方案,利用新的GNSS水准成果,采用反距离加权法对已有似大地水准面进行拟合纠正,并与常规完整精化方案作对比分析,研究其可行性。试验结果表明,省级似大地水准面再精化方案可在一定程度上提升水准面精度,3个试验区提升比例分别为24%、38%和41%,但提升幅度不如常规精化方案。试验结论对今后省级似大地水准面精化工作有一定的参考意义。     

建立尤溪县基础测绘控制网和似大地水准面模型方法研究

分析了尤溪县基础测绘控制网的现状,结合目前GPS空间定位技术、水准测量技术、区域似大地水准精化技术等多种大地测量技术手段,提出建立尤溪县基础测绘控制网和似大地水准面模型的必要性及应用前景,研究探讨了建立尤溪县基础测绘控制网和似大地水准面模型的内容方法和过程。     

高精度海域似大地水准面模型的建立

建立高分辨率、高精度的区域似大地水准面已成为信息化测绘体系建设、数字城市建设所必需的基本条件,尤其在地形图测绘、海洋调查等方面,对厘米级似大地水准面的需求十分迫切。本文基于新理论计算方法、重力场模型和融合技术建立高精度海域似大地水准面模型,厘米级的海域似大地水准面模型的建立对沿海地区快速获取高程信息很有意义,弥补了海域的空白。      

贵阳市似大地水准面精化项目建设

为解决CORS系统中GNSS高程受技术条件限制精度不高的问题,贵阳市进行了区域似大地水准面精化工作。本文论述了GNSS和水准网的布设及精度,使用了3 877个点重力数据和54个GNSS水准资料,以EIGEN03C地球重力场模型作为参考重力场,由第二类Helmert凝集法完成大地水准面计算,利用球冠谐调和分析方法将GNSS水准与重力似大地水准面联合求解得出的2'!2'格网似大地水准面,在高原高差地区其精度达到"0.010 m。     

应用双输入单输出法确定局部似大地水准面的实例研究

利用了双输入单输出法，融合处理了我国某地区的重力异常和地形资料两类数据，结合WDM94地球重力场模型和63个高精度GPS水准数据，计算了该区域的似大地水准面。     

GPS水准及其在测绘工程中的应用

随着似大地水准面的不断精化,GPS水准有可能代替繁重的几何水准工作,介绍了似大地水准面的确定方法,并基于我国新一代似大地水准面CQG2000,在高山区GPS高程拟合的正常高中误差达到±0.21m。结合GPS实际工程分析,GPS高程拟合精度在平原地区可达到像控点高程精度要求。     

基于遗传Elman神经网络进行矿区GPS高程拟合

目前,城市、平原地区的似大地水准面建立精度已经达到厘米级,但在矿区进行高程拟合时,由于地面高低起伏没有规则,其似大地水准面的拟合精度并不理想。针对此问题,本文提出利用遗传算法优化Elman神经网络的方法精化似大地水准面,采用移去-恢复法对残差进行建模,使用EGM 2008地球重力场模型和地形起伏信息来精化求解似大地水准面和参考椭球面之间的高程异常,同时着重分析了地球重力场模型以及地形变化信息对高程异常求解的重要性,并使用某矿区实测数据(GPS、水准)对所提方法进行验证,实验结果表明:文中所提方法的精度要优于二次曲面拟合模型和单一Elman模型,其外符合精度达到了1.14 cm,可以代替四等水准测量。     

陆海交界区域厘米级精度似大地水准面的确定

为了得到我国某陆海交界区厘米级精度的区域(似)大地水准面,利用43个高精度GPS/水准点和1 045个实测重力点数据对EGM96,WDM94和GFZ计算的局部重力(似)大地水准面进行了比较与评价。结果表明,在该测区用移去-恢复法确定重力(似)大地水准面时,EGM96应该是首选参考重力场模型。该测区处在陆海交界处,海域无GPS/水准数据。经比较发现,采用距离倒数加权平均法将该区重力似大地水准面拟合于GPS/水准数据比在大范围使用的多项式法效果更好。采用该方法计算的测区(似)大地水准面精度优于3cm。     

我国陆海统一似大地水准面构建的三维重力矢量法

基于重力场水平分量-垂线偏差对地形信息敏感的特点,根据边值理论由重力与地形数据确定格网垂线偏差模型,在此基础上,首先利用三维重力矢量-格网垂线偏差与格网重力异常,联合格网高程数据求得格网点间高程异常差,然后通过GPS/水准点的控制,构成紧密的几何条件,进行严密平差,从而获得高分辨率、高精度似大地水准面的数值模型。按照本文方法,利用我国6600多个GPS/水准点、1'×1'的格网垂线偏差、格网重力异常、格网高程数据,整体平差计算了我国陆海统一的似大地水准面模型,经GPS/水准点检核,全国似大地水准面的绝对精度达到了4 cm,相对精度优于7 cm。     

海洋重力似大地水准面与区域测高似大地水准面的拟合问题

研究了将陆地重力似大地水准面与GPS水；住似大地水准面拟合的处理方法推广到海洋的问题．首先从理论上证明了当存在海面地形．则海洋大地水准面与似大地水准面不重合．导出了在海洋上大地水；住面差距与高程异常之间差值的公式．由此给出了求定平均海面相对于区域高程基准的正常高以及测高似大地水准面的计算公式。由于测高平均海面与GPS大地高有相近的精度．提出了将海洋重力似大地水准面与区域测高似大地水准面拟合的处理方法．并利用当前最新的海面地形模型和测高平均海面模型做了数值估计。     

无锡市厘米级似大地水准面的研究

利用大地水准面逼近的严密理论M olodenskii级数解和重力归算的地形均衡理论,结合全球定位系统(G PS)、水准和重力资料在无锡确定了精度达厘米级的似大地水准面,并讨论了无锡G PS控制网的布设及数据处理。通过检核,所确定的2.5'×2.5'似大地水准面精度为2.2cm。     

益阳市似大地水准面精化成果分析

利用重力场模型、数字高程模型、水准测量成果和GPS技术,采用重力法与移去恢复技术,分析和研究了益阳城区似大地水准面精化获取的技术和方法,并对获取的似大地水准面进行了精度评定。     

清远市清城区似大地水准面的精密确定

利用GPS技术可获得精度优于1 cm的大地高,若能够获得相应点的高精度似大地水准面(高程异常),则可将大地高转换为相应精度的正常高,从而代替相应等级的水准测量.文中介绍了清远市清城区似大地水准面的计算方法,并对计算结果进行了分析和评价.结果表明,清远市清城区1 km格网似大地水准面的精度为1.3 cm.