重力场模型和DEM提高GPS高程转换精度

为了充分利用GPS观测数据中的高程信息,提高山区GPS大地高转换为正常高的精度,利用国内外最新的重力场模型和数字高程模型（DEM）数据,采用移去-拟合-恢复方法进行GPS高程转换,并与三等水准实测高程进行比较,结果表明：在地形起伏较大的山区,利用高精度的地球重力场模型,可将GPS高程转换的精度提高50%左右。地形改正也可以在一定程度上提高GPS高程转换的精度,地形对高程异常的影响与地形起伏程度和拟合点间高差有关。对于几何水准难以施测的山区利用GPS观测信息确定高精度海拔高程有重要意义。     

GPS高程转换联合模型的方差分量估计

GPS高程转换精度主要由2个方面影响,一是传统方法将求解转换参数和变换待求点的高程异常值分成2步计算,且在第2步计算时忽略了高程异常待求点的坐标误差。二是由于随机模型不准确的原因导致GPS高程转换精度降低。为解决以上2个问题,基于二次多项式曲面拟合模型,采用GPS高程转换联合模型的方差分量估计方法对其进行解算。实验表明,给出的方法具有可行性且能够提高转换精度。     

重力位模型和GPS/水准数据确定区域似大地水准面

为了有效的利用GPS观测的高程信息,实现GPS观测值中的椭球高向正常高转化,采用EGM96和EIGEN-CG01C重力位模型和某区域的GPS/水准观测数据,应用几何方法确定了该区域1.5'×1.5'分辨率的似大地水准面格网数值模型.该似大地水准面模型内插高程异常与实测GPS/水准点的高程异常进行比较,内符合精度和外符合精度均优于0.040米.表明在地形平坦地区,用平均点间距为10KM的GPS/水准点成果,可以确定厘米级的似大地水准面模型,结合GPS观测成果可以取代四等及以下几何水准测量.     

长距离高精度GPS跨障碍高程传递的进一步研究

基于垂线偏差与高程基准无关的性质,由GPS水准实施垂线偏差的低通滤波,并精确估计其二次变化率,最终实现无重力数据的长距离、高精度跨障碍高程传递.对新方法的滤波及拟合过程进行数值分析,并将其截断误差转换为频域表达形式,再通过球谐函数建立代表误差与重力场阶方差的关系式.考虑到局部重力场的高频甚高频差异,根据GraaffHunfer经验公式和不同地形类别的代表误差统计值,将Tscherning-Rapp模型改造为区域阶方差模型,以精确估计具体地形条件下的代表误差.杭州湾大桥跨海高程控制测量的实验结果与模拟分析一致:31 km跨海高程传递成果与独立的一等几何水准比较,最大较差19mm,优于二等几何水准精度.     

数学方法在GPS高程拟合研究中的应用

GPS虽然已经被广泛地运用并已发展成为一个真正的三维测量工具,然而测高问题仍然是GPS领域亟待研究解决的问题。在GPS高程拟合中,利用数学方法,通过已知高程异常的约束,采用曲面二次多项式函数模拟似大地水准面,使采用曲面模拟GPS测区内的似大地水准面成为可能。在平坦地区,大地水准面相对规则,构造的大地水准面模型更容易接近真实的大地水准面,拟合高程精度可达到等外水准精度。     

基于EGM2008地球重力场模型的GPS高程转换研究

针对地形起伏较大地区纯粹采用数值逼近方法进行GPS高程转换精度不高的事实,提出了一种在＂移去—拟合—恢复＂思路的基础上,综合利用EGM2008地球重力场模型和数值逼近算法进行GPS高程转换的方法。通过贵州某段高速公路首级测量控制网实例验证了该方法的有效性和实用性,证实该方法在地形起伏较大的重山区能够达到较高的精度。     

利用改进最小二乘法优化的Kriging综合模型

为解决地形起伏较大区域GPS高程拟合技术中模型单一、精度不高的问题,采用理论分析与实验验证的方法,将移动曲面法与Kriging法相结合组成综合模型,分析变异函数的影响因素,研究了利用改进最小二乘法确定变异函数的Kriging综合模型.研究结果表明:改进最小二乘方法拟合得到的变异函数曲线可靠性高,更符合实测数据规律,基于改进最小二乘法的综合模型能够获得高精度的高程拟合值.     

GPS高程迭加拟合模型的研究

为提高GPS高程拟合模型在逼近高程异常曲面时的逼近精度和可信度,探讨了GPS高程转换的迭加模型(遗传神经网络模型和神经网络综合模型).通过实测的GPS水准数据对迭加模型和单一模型进行分析比较,结果表明迭加模型逼近高程的精度和可靠性均高于单一模型.     

基于EGM2008重力场模型的高程联测方法

为提高高程联测的工作效率和精度,提出基于EGM2008重力场模型,GPS技术结合似大地水准面的高程联测方法,并在山东地区比较了不同方法拟合高程异常残差的精度。研究结果表明:加权反距离法的拟合标准差为6.3 cm,优于其他方法,高程联测的精度可信。     

拟合法在区域大地水准面精化上的应用

介绍了大地水准面精化的意义和精化大地水准面的3种方法,用GPS/水准重合点的高程异常,建立了区域大地水准面的几种数学模型并做了实验和精度分析。     

GPS大地高高差代替水准高差在长江上游环境监测中的应用

本文通过实验实例,介绍了利用GPS大地高高差代替水准高差进行水准平差的方法。在工程项目高程精度要求高、水准测量困难的情况下,在局部区域内利用GPS大地高高差代替水准高差进行等级水准平差,既能保证精度又能节约成本、提高效率。本文通过实验实例,将GPS与水准重合点的GPS大地高高差与水准高差用数学模型进行比较,分析了GPS大地高高差代替水准高差进行等级水准平差的精度,研究GPS大地高高差代替水准高差在工程测量中的应用。     

基于格网的GPS高程剔除拟合优化

GPS平面控制网已经得到了广泛的运用,但是GPS高程却运用得不够,人们期望着能够用GPS高程测量代替传统的水准测量,这就需要利用GPS水准联测点进行高程拟合。常规六参数法、有限元法、多面函数法、移动曲面拟合等方法对水准拟合点的分布、数量考虑较少,精度有限,本文综合上述方法提出了基于格网的GPS高程剔除拟合优化算法,能够提高GPS高程拟合精度,提高劳动效率。     

用于GPS高程拟合的多面函数模型的应用研究

基于GPS高程拟合的特点,采用多面函数对高程异常值进行拟合计算。详细论述了多面函数模型的基本原理及方程,并与二次曲面拟合的结果进行比较。结果表明,多面函数模型在GPS高程拟合中,能够较好的逼近区域内起伏较大的高程异常特征,其拟合精度较高。通过实例验证,利用多面函数模型进行高程拟合,核函数的选取及节点的确定对拟合结果影响显著,需要根据应用区域的实际情况适当选定。     

天文GPS水准方法的研究

鉴于障碍物两侧的高程基准不一致,采用常规的GPS水准数值拟合方法,无法实现跨障碍高程传递,提出了一种天文GPS水准方法,即采用常规GPS水准方法分别拟合障碍物两侧的似大地水准面形状,分别求得相对于WGS-84的地面垂线偏差;由于两侧所求垂线偏差属于同一系统,因此,可根据天文水准原理,进一步计算出跨障碍的高程异常差;再由GPS所测大地高差,可获得跨障碍的正常高差.应用该方法对辽宁阜新引水工程GPS网进行试验,在9.6 km的跨越距离上,试验结果与独立的三等几何水准结果比较,差值为12 mm.研究结果表明:天文GPS水准方法是一种远距离、高精度跨障碍高程传递方法.     

GPS高程拟合精度代替水准测量等级探讨

随着GPS空间定位精度的不断提高,GPS技术已经广泛的运用到测绘各个领域,从而对许多常规测量技术产生了极大冲击,对几何水准也不例外。结合具体生产实践,主要介绍了GPS高程拟合的原理及对项目中D级GPS高程拟合精度和四等水准精度进行分析,探讨了GPS高程拟合精度可以代替相应等级水准精度。     

开封市D级GPS三维空间大地控制网数据处理

GPS技术由于能独立、快速地确定地球表面空间任意点的位置,并且其相对定位精度较高,因此从军事和导航的目的迅速被扩展应用于控制网建设,利用GPS技术建立的控制网称为GPS空间大地控制网。由于采用GPS测得的大地高精度不够以及采用不同方法确定的大地水准面差距或高程异常的精度的制约,GPS水准的精度不高,故采用常规水准仪进行测量,配合开展高程拟合。阐述了D级GPS三维空间大地控制网的测量数据处理过程。     

多面函数法与移动法的加权综合模型在GPS水准中的应用

由于GPS水准的多种函数逼近模型有其使用的条件和范围，但在使用单一拟合模型逼近高程异常曲面时，不可避免会顾此失彼，使计算结果的精度和可靠性降低。为了提高似大地水准面的精度，本文提出了应用多面函数法与移动法的综合模型来逼近高程异常曲面的方法，其基本思想是：用相同的已测点的原始数据，分别采用多面函数法和移动法来逼近GPS网中未测点的高程异常值，然后在单一模型逼近结果的基础上进行加权综合。通过对实测数据的计算分析可发现，多面函数法与移动法的加权综合模型的逼近结果比单一模型的逼近结果有了较大的提高，因此可见综合模型对于局部平原地区解决GPS高程转化为正常高是有使用价值的。     

小地区GPS高程拟合和水准测量对比试验

结合小地区GPS控制网和二等精密水准网的对比试验,研究了GPS测高技术中高程拟合模型的构建.结合某一地区进行实例分析,选取不同的拟合方案,进行高程内插试验,确定了最优拟合模型.试验结果表明:一定密度的高程点进行拟合,其内插高程精度完全满足工程水准精度要求;平面拟合法的拟合精度可达厘米级,二次曲面拟合法的拟合精度则更高.     

基于EGM2008大地水准面的GPS大地高差转换

提出了基于EGM2008重力场模型的GPS大地高差转换为正常高差的方法,以消除区域系统性偏差,对大地高差转换误差进行了分析,并利用平原地形和丘陵地形两个区域GPS/水准点数据,对EGM2008重力场模型和湖北省精化大地水准面模型(HBGEO-2007)进行试验和精度分析,结果表明:本方法在平原地形可达到四等高程精度,在丘陵地形高差中误差为0.043 m,HBGEO-2007高差中误差比EGM2008明显减小。     

水准联测点分布对GPS高程拟合影响的分析

本文从GPS高程拟合的基本原理出发,阐述了高程拟合误差的原因,分析了水准联测点的分布状况对GPS高程拟合精度的影响,并且结合既有白城至乌兰浩特铁路的GPS高程拟合实例来证明.