GPS高程与正常高转换.ppt

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1、高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）大地测量学与测量工程专业史经俭GPS高程与正常高转换西安科技大学测绘学院10/4/20211大地测量学与测量工程专业高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）其高程信息是依赖于椭球面的，即是大地高。而我国使用的高程是基于似大地水准面的正常高。GPS能够提供地面点精确的三维坐标值（X，Y，Z和L，B，H）。其精度达10-7量级。一、问题的产生为充分利用GPS的高程信息，研究利用GPS测出的地面点的大地高求其正常高，成为GPS应用的一个重要方面，也属于广义的坐标转换范畴。二、高程系统1.大地高系统测

2、量中常用的高程系统有：大地高系统、正高系统、正常高系统。大地高系统是以地球椭球面为基准面的高程系统。大地高的定义是：由地面点沿通过该点的椭球面法线到椭球面的距离。也称为椭球高，一般用符号H表示。10/4/20212大地高大地测量学与测量工程专业高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）大地高高程地面（空间）点沿法线至椭球面的距离。基准面为椭球面。大地高是一个纯几何量，不具有物理意义。同一个点，在不同的基准下，具有不同的大地高。利用GPS，可以测定地面点的WGS-84中的大地高。10/4/20213大地测量学与测量工程专业高等应用测量-GPS

3、高程与正常高转换（第3讲）二、高程系统2.正高系统测量中常用的高程系统有：大地高系统、正高系统、正常高系统。正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。正高的定义是：由地面点沿通过该点的铅垂线到大地水准面的距离。一般用符号Hg表示。3.正常高系统正高系统是以似大地水准面为基准面的高程系统。正高的定义是：由地面点沿通过该点的铅垂线到似大地水准面的距离。一般用符号Hγ表示。10/4/20214大地测量学与测量工程专业高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）二、高程系统4.大地水准面差距测量中常用的高程系统有：大地高系统、正高系统、正常高系统。大

4、地水准面到椭球面的距离，称为大地水准面差距，记为hg（或N）。5.高程异常似大地水准面到椭球面的距离，称为高程异常，记为ζ。6.三个高程系统之间的转换关系H=Hg+hgH=Hγ+ζ10/4/20215大地测量学与测量工程专业高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）三、GPS高程的实现方法从前面的关系式可以看出，为了由GPS高程（大地高）确定出正高或正常高，需要有大地水准面差距(hg)或高程异常(ζ)数据，方可达到目的。获取两者的方法有以下几种。1.等值线法可以从全国高程异常图和大地水准面差距图上通过内插法查求出点的hg（或ζ）。从而可得H

5、g=H-hg；Hγ=H–ζ但要注意以下问题：（1）等值线图所适用的坐标系统，在求解正常高或正高时，要采用相应的大地高数据。（2）精度在很大程度上取决于等值线图的精度。10/4/20216大地测量学与测量工程专业高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）三、GPS高程的实现方法1.等值线法2.地球模型法地球模型法本质上是一种数字化的等值线图，目前国际上较长采用的地球模型有OSU91A、EGM96等。不过这些模型均不适合于我国3.高程拟合法高程拟合法就是利用在范围不大的区域中，高程异常具有一定得相关性这一原理，采用数学方法求解正高、正常高或高程

6、异常。4.区域似大地水准面精化法高精度、高分辨率大地水准面的确定，其主要目的是：用GPS技术结合区域内的地面重力资料、水准资料、高分辨率的地形数据以及最新的重力场模型，精确研究并确定区域似大地水准面，以求取高精度的高程异常，从根本上解决GPS技术无法直接提供正常高的问题。10/4/20217四、常用的高程拟合方法1.一次多项式模型式（4-1）中，ζ为某点的高程异常；x,y为该点的平面直角坐标，a0、a1、a2为待定转换参数。高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）大地测量学与测量工程专业目前，由于区域似大地水准面精化并没有普及，因此在实际

7、的工程应用中，几何的高程拟合方法仍然广泛的应用。多项式拟合法几种模型（1）平面坐标函数形式10/4/20218四、常用的几种高程拟合方法式中1.一次多项式模型或B、L为某点的经纬度（2）经纬度函数形式高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）大地测量学与测量工程专业10/4/20219四、常用的几种高程拟合方法（2）经纬度函数形式高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）2.二次多项式模型（1）平面坐标函数形式或10/4/202110五、多项式拟合实施步骤如果求出a0、a1、a2三个系数，就可以根据点的位置（x，y）求出点的高程异常，进

8、而求出点的正常高因此，如何求出a0、a1、a2是我们要解决的问题！！！！高等应用测量-GPS高程与正常高转换（第3讲）大地测量学与测量工程专业（1）一