基于EGM2008模型在GPS拟合高程中的应用.pdf

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1、2014年8月城市勘测Aug．2014第4期UrbanGeotechnicalInvestigation＆SurveyingNo．4文章编号：1672-8262(2014)04—99—03中图分类号：P228文献标识码：B基于EGM2008模型在GPS拟合高程中的应用倪明h，文加林，丁仁军(1．云南省水文水资源局曲靖分局，云南曲靖655000；2．云南省有色地质局地质地球物理化学勘查院，云南昆明650051；3．昆明市测绘研究院，云南昆明650051)摘要：随着GPS技术的发展和超高阶全球重力场模型EGM2008的释放，大地高的精度、EGM模型精度和分辨率越来越高，使得GPS大地高转换为高

2、精度的正常高成可能。本文简要介绍了EGM2008全球重力场模型以及利用EGM2008模型和GPS／水准点进行GPS高程转换的原理和方法。结合昆明北部某区域的实验数据，用上述方法完成GPS高程转换并进行了精度统计分析，可以满足大比例尺地形图测图要求。关键词：EGM2008；GPS；高程转换1引言2地球重力场模型EGM2008传统的几何水准测量方法是测定正常高的主要方EGM2008是由美国国家地理空间情报局(NGA)法，但是费时费力，作业效率低。随着GPS技术发展，在2008年4月发布的最新的全球超高阶重力场模型。大地高的精度越来越高，同时，随着EGM模型精度和该模型以PGM2007B(PGM

3、2007A的改变模型)为参考分辨率的提高，在实际工程应用中将GPS大地高转换模型，采用了GRACE卫星跟踪数据、卫星测高数据和为高精度的正常高成为可能。全球5×5地面重力异常数据以及TOPEX卫星测高数GPS直接。贝0得的高程是相对WGS-84椭球面的大据等，模型的阶次完全至2159，相当于模型的空间分地高、EGM模型是基于WGS-84椭球面的大地水准面辨率为9km。该模型无论在精度还是在分辨率方面模型，两者都与我国采用的正常高系统不一致。为了利均较EGM96取得了巨大进步，该模型在我国的总体精用GPS技术测定正常高，一般通过区域似大地水准面模度为20cm，华东华中地区为12cm，华北地区

4、为型进行高程转换和大量已知GPS／水准点进行拟合。虽9cm，西部地区为24cm。然EGM模型与需要进行GPS高程转换区域不一致，但AllTransEGM2008Calculator是基于EGM2008衍随着超高阶全球重力场模型EGM2008的释放，通过少生的一款软件，提供1×1、2．5×2．5、10×10分辨率量GPS／水准点可以实现GPS高程转换成正常高。的大地水准面模型数据库，可以用快速简便的方法来目前，可以通过多种方法得到似大地水准面高程计算EGM2008大地水准面起伏。异常数据，常用的方法有：①高程等值线法或数学拟合本文通过AllTransEGM2008Calculator计算得到

5、法，通过测区布设大量的GPS／水准点，通过等高线内的1xl分辨率的大地水准模型。插出水准高程或利用数值计算的方法拟合高程异常。但其精度依赖于GPS水准点的密度、分布及高程异常3转换原理和方法变化的幅度。②地球重力场模型，利用全球重力场模GPS测量得到的是在WGS一84坐标系下的大地型进行计算高程异常从而得到正常高。③区域似大地高，大地高日与正常高日正常高之间的关系为：水准精化方法，综合利用GPS水准、重力等资料获得H=H正常高+(1)厘米级的区域大地水准面，实现代替低等级水准测量为高程异常，它可分为两部分的目的。=。+(2)针对没有进行似大地水准面模型精化的区域，本GM为地球重力场模型求得

6、的高程异常；为实文尝试利用已有的高分辨率地球重力场模型测高程异常与地球重力场高程异常的残差。EGM2008，利用少量的GPS／水准高程点进行GPS高通过已知大地高和正常高的GPS点，采用如下方程转换。法求得未知点的高程异常，进而求得未知点的正常高。收稿日期：2叭4一O1—08作者简介：倪明(1962一)，男，工程师，主要从事工程测量应用研究方向。100城市勘测2014年8月(1)对区域内所有的点，联测KMCORS，获得基于Lon”格式保存，EGM-File选用“Und—minlxl—egm2008一WGS-84参考椭球的高精度的大地高；iSW=82_WGS84_TideFree_SE”，插

7、值方法选用Bi-Quad—(2)设有个GPS水准联测点，可以计算出这nraticInterpolation，计算GNSS控制网的19个点的高程个点的高程异常值，=H—Hi正常高(i=1，2，3，⋯)；再异常的近似值。然后选取具有明显地形特征GNSS利用地球重力场模型EGM2008计算这些点的高程异控制点1、5、11、18号4个控点的水准高程求得高程异常常的近似值；然后计算出高程异常残差=i—GM残差并进行区域拟合内插得到