近海岛礁高程基准传递方法应用研究

针对近海岛礁测绘中面临的高程基准传递问题,在渤海湾某实验岛礁区域,结合陆域控制测量成果,通过对常规GNSS拟合方法与移去-恢复法比较分析,得出了利用顾及EGM2008重力场模型的移去-恢复法来进行高程传递可靠性较高,并将陆域国家85高程基准传递到距离岸线4km的岛礁上。传递后的高程同岛上同步验潮结果比较较差为3cm,传递后岛内GNSS拟合高程差值同三等水准观测差值较差为0.3cm。通过实验分析,该方法对近海岛礁高程传递,进而建立岛礁勘测垂直基准有一定的指导意义。     

基于GNSS技术的矿区开采沉陷自动化监测系统应用与探讨

GNSS自动化监测系统具有数据实时采集、实时发送与实时分析等特点,节省了人力与物力,提高了对变形体监测和分析的效率,其在矿区开采沉陷监测中的应用弥补了传统方式受地形影响大、费力费时、不易自动化等缺点。本文针对GNSS自动化监测系统可全天候观测、易于实现全系统的自动化、精度可靠等优势,并结合生产实践,对基于GNSS技术的矿区开采沉陷自动化监测系统的应用情况进行了探讨。     

煤矿开采沉陷自动化监测系统设计与实现

文中以GNSS CORS技术、GIS技术、计算机网络通讯技术、移动PDA技术、现代测量数据处理技术、数据库技术、软件工程技术等为支撑,构建了煤矿开采沉陷自动监测系统。该系统软件由数据监控中心软件、矿山开采沉陷综合数据处理与分析系统软件包、实时数据采集终端系统软件等三大软件构成。该系统为矿区开采沉陷监测提供了一种高效的数据采集、数据处理和移动变形分析的自动化手段。     

区域高程基准统一方法及精度分析

研究采用EIGEN-6c4stat和EGM2008重力场模型及GNSS/水准数据确定区域不同高程基准间的系统差,进而实现不同高程基准间的基准统一及高程转换,最后利用本文方法实现了某一跨国勘测项目的高程基准统一。结果表明,本文方法可行、方便,在小区域范围内具有较高的精度。     

利用GNSS和EGM2008模型进行跨海高程传递

跨海高程传递对实现海岛(礁)精确测绘具有重要意义。本文提出利用GNSS和EGM2008模型实现岛礁高程传递。在阐述基本原理的基础上,给出了利用地球引力位模型计算地面点平均重力的公式,并对这种方法获得的高程进行了误差分析,指出引力位模型误差是影响跨海高程传递精度的主要因素。利用我国GNSS水准数据、岛礁联测数据以及美国GNSS水准数据对该方法进行了验证,结果表明该方法得到的高程精度在200km范围内优于10cm,在跨海区域10km范围内可达6cm。     

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。     

超高层建筑施工监测内容及技术体系研究

超高层建筑施工监测(即第三方监测)对于检核施工质量,保障施工安全具有重要意义。目前,超高层建筑施工监测存在缺乏统一、规范的内容及技术体系,激光投点时对塔体摆动影响关注不够等不足。为此,在采用多种先进仪器设备,构建超高层建筑施工监测较完备科学的内容体系和技术体系,并解决以上缺点。文中对基准平面控制网的建立与维护,施工控制网竖向传递复测,轴线检测,电梯井、核心筒垂直度测量,施工控制网高程基准竖向传递检测,建筑物沉降观测等6方面内容做系统阐述,研究成果已成功应用于广州市多栋超高层建筑施工监测中,具有重要示范意义。     

远距离海岛高程基准传递关键技术研究

GNSS水准法远距离海岛高程基准传递方法基于GNSS测量的陆海大地高差,结合由重力、地形和重力场模型等信息拟合的高程异常差,求取陆海之间的正常高差;再结合陆地已知水准点成果,实现海岛高程基准的传递。对多源数据融合技术和基于重力场信息的高程异常融合技术进行了阐述,并以青岛市黄岛地区为例,验证了该方法的有效性。     

西部煤矿区地表沉陷雷达遥感监测试验研究

针对西部矿区开采沉陷监测手段的局限性,以陕西彬长矿区为试验区域,通过对多期雷达遥感影像的差分干涉处理,获得研究区差分干涉图及形变分布图,并确定地面沉陷区与地下开采之间的关系,为复杂地貌条件下开采沉陷的雷达遥感监测提供参考。     

长距离跨海高程基准传递方法研究及广西北部湾工程验证

针对陆海基准高程传递过程中传统方法的测量精度受海岛与陆地距离、陆海环境等因素的影响,对海域内的多个不连续岛屿进行测量时过程较为复杂的问题,本文提出了利用高精度似大地水准面进行高程传递的方法,研究了误差积累因素,给出了高程传递的理论模型及具体的技术流程。在北部湾海域,利用该方法将1985国家高程基准由陆地传递到距离北海市40 km的涠洲岛和斜阳岛上,传递后GNSS水准点间的高程差与涠洲岛二等水准测量成果的独立高程差均优于±4.1 cm,为全国范围离岛高程传递工程提供了实践参考。     

综合利用海岸带GNSS水准和重力数据精密确定中国高程基准偏差

综合利用中国海岸带GNSS水准和多源重力测量数据,通过精化陆海统一的重力似大地水准面计算高程异常零阶项,精密确定了中国1985国家高程基准相对于重力大地水准面的偏差。结果显示:中国1985国家高程基准相对于国际地球自转服务（International Earth Rotation Service,IERS）的IERS2010标准W₀对应的重力大地水准面的偏差为30.4±1.0 cm;中国1985国家高程基准于20世纪80年代经琼州海峡传递到海南岛后,在1 cm精度水平上未发现明显差异;计算的重力似大地水准面经全球导航卫星系统（globa navigation satellite system,GNSS）水准外部检核,标准差约为4 cm,12个省市和陆海交界处在厘米级精度水平上无缝衔接。在近10 a内,天津市除西北角外,大部分地区存在地面下沉,东南部地面下沉约7 cm,上海市地面下沉约7 cm,浙江省、江苏省和福建省等沿海省份局部地区也出现地面下沉。     

一种顾及矿区地形特征的开采沉陷三维可视化实现方法

针对已有开采沉陷三维可视化方法中不能考虑矿区三维地形特征的不足,本文通过计算机语言编制开采沉陷预计程序对矿区地表点进行三维坐标变形预计计算与坐标融合计算,并基于数据传输的方式与ArcGIS进行结合,实现了顾及矿区三维地形特征的开采沉陷三维可视化。利用该方法生成的三维表面,克服了已有开采沉陷三维可视化方法中不能表现矿区地表塌陷后移动和变形状况的不足,而且能充分利用ArcGIS强大的空间分析与空间数据查询功能,实现了GIS在开采沉陷领域中的良好应用。     

空间数据挖掘技术及其在数字矿山中的应用

随着数字矿山的不断深入与开展,矿区的历史与现实数据量会越积累越多,数据处理会越困难。如何及时有效地分析处理这些海量数据,从这些数据背后挖掘出隐藏着的重要信息,为矿区的安全生产起到决策与支持作用,数据挖掘也就应运而生。本文就是在分析空间数据挖掘的基本方法的基础上,针对矿区错综复杂的大量数据及需要解决的问题,对空间数据挖掘技术应用于矿山作了探讨。     

义能矿区开采沉陷演化的TS-DInSAR监测与影响分析

为研究济宁市义能矿区开采沉陷演化特点及其对周边建筑物的影响,本文采用69景长时间序列中等分辨率Sentinel-1影像,以TS-DInSAR技术体系中的小基线集DInSAR分析为研究方法,获取了2016年初至2018年底该矿区开采面周边的沉降信息。结果表明,义能矿区在监测时段内沉陷范围较为集中,最大累计沉降量约为627 mm,通过居民点位置与沉陷结果的叠加分析,发现周边3处村庄受到了不同程度的影响,该结果能为煤矿开采沉陷控制方案的效果评估及设计优化提供重要参考作用。     

利用GNSS数据分析大港验潮站地壳沉降

青岛大港验潮站的地壳沉降关系到该站平均海平面的绝对变化,因而也就关系到我国高程基准面的变化。本文利用青岛GNSS基准站约10年的观测数据对该站的地壳沉降变化进行分析。首先将青岛GNSS基准站纳入由50个国际IGS站和43个国内陆态网络基准站组成的全球网中,进行单日松弛解和单日约束解解算,获得该站坐标时间序列。然后对该站垂向坐标时间序列进行分析,利用粗差探测、偏差探测、趋势项分析、频谱分析等方法对粗差、偏差、趋势项和周期项进行探测、分析,并通过时间序列模型估计获得时间序列中的周期项振幅和偏差估值。分析表明青岛GNSS基准站垂直方向近一段时间未发现存在显著性的地壳沉降变化,但受到比较明显的周年和半周年周期变化影响。结合青岛大港验潮站验潮数据分析结果得出结论:青岛大港验潮站平均海平面的绝对上升速率是1.62mm/a。     

高潜水位矿区采煤沉陷地DEM的无人机构建方法

针对高潜水位矿区采煤沉陷地植被密度大、无人机摄影测量难以获取地面点云的问题,从采煤沉陷地地形特征出发,提出了一种基于断面式点云滤波和DEM模型修正的采煤沉陷地DEM构建方法,经分析,精度可达到1：500比例尺地形图要求,可以为采煤沉陷地损毁评价和土地复垦工作开展提供重要依据。     

利用CEEMD分析中国沿海GNSS站高程时序变化

利用完备经验模态分解方法（CEEMD）对我国沿海地区6个GNSS基准站（2010—2018）的高程时序数据进行了处理分析。结果表明：CEEMD在高程时间序列分析中具有一定的优越性，可准确分解出各GNSS站高程时序中存在的周、月、季节、年等变化周期项，其中周年运动是主要贡献项，各站高程时间序列的短周期变化与潮汐变化周期具有密切关联性；沿海GNSS站的地面沉降既具有区域的一致性，又存在区域间差异性，其中D区DBJO、DZJJ站呈现先下降后上升的趋势，N区NZUH、NWZU站呈下降趋势，B区的BZMW呈上升趋势，而同海区的BLHT站则呈显著的下降趋势。     

高程系统定义分析与高精度GNSS代替水准算法

从高程系统定义出发,探讨高程基准面的重力等位性质,测试分析不同类型高程系统地面点高程之间的差异,考察GNSS代替水准与实际水准测量成果的一致性,进而提出新的GNSS代替水准算法。主要结论包括:(1)当精度要求达到厘米级水平时,正常高的基准面也应是大地水准面。中国国家1985高程基准采用正常高系统,其高程基准面是过青岛零点的大地水准面。(2)近地空间中等解析正高面与大地水准面平行,GNSS代替水准能直接测定地面点的解析正高,但正常高系统更有利于描述地势和地形起伏。(3)本文给出的GNSS代替水准测定近地点正常高算法,大地高误差对正常高结果的影响比大地水准面误差大,前者影响约为后者的1.5倍。     

利用InSAR分析陕西省垂直形变

从2018—2019年欧空局Sentinel-1免费数据中获取陕西省全域垂直形变面状信息,并将其与全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）以及水准点、线垂直形变信息进行对比分析,进一步验证合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）数据反映局部形变的有效性。垂直形变监测结果表明:在陕北榆林、神木地区,地下资源开采诱发的地表沉陷分布广泛、特征明显,地表沉陷速度达60 mm/a;在煤炭产区长武、彬县也出现不同程度的开采沉陷灾害,沉降速度达30 mm/a;西安市、渭南市等关中平原地区由于地下水开采出现不均匀沉降,其中,西安市的局部沉降最为严重,最大沉降速度达60 mm/a;InSAR与GNSS、水准获取的垂直运动趋势在全省范围总体上一致,但由于GNSS监测点、水准监测点一般布测在较稳定区域,其获取的沉降范围、沉降速度与InSAR沉降结果有一定差异。