gps高程在优化区域似大地水准面中应用

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1、GPS高程在优化区域似大地水准面中应用　　摘要：本文阐述了GPS+水准高程拟合法在大地水准面精化中的应用，同时提出了应用GPS建立和精化大地水准面的方法。通过GPS高程重合点的拟合，求正常高高程应用情况。关键词：大地水准面精化；高程拟合；似大地水准面；高程异常Abstract:ThispaperdescribestheGPS+heightfittingmethodusedinthegeoidrefinement,andputsforwardtheapplicationofGPStoestablishandrefi

2、negeoidmethod.ByfittingtheGPSheightcoincidence,forhighelevationapplication.Keywords:geoid;heightfitting;geoid;heightanomaly中图分类号：文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）1引言4建立和精化大地水准面是局部重力场逼近的长期目标，也是大地测量应用本身及研究活动构造带地壳运动和时变重力场效应的应用。随着GPS应用的日益普及，GPS技术已广泛应用于高精度高分辨率大地水准面的建立和精

3、化工作，加上丰富的GPS水准资料已经应用于大地水准面的确定或作为大地水准面的控制条件，导致这一领域的研究非常活跃。就局部区域来说，建立和精化大地水准面是每一个测绘工作者迫切完成的工作，因为一旦有了高精度的大地水准面模型，GPS-RTK测量可以快速且高精度在获取测站点平面坐标的同时获取测站点正常高。本文就应用水准联测GPS点建立大地水准面及通过增加GPS水准联测精化大地水准面，继而为GPS-RTK快速测定待测点高程提供依据。2GPS高程的测定方法由于采用GPS观测所得到的是大地高，为了确定出正高或正常高，需要有大地

4、水准差距或高程异常数据。获取大地水准面差距或高程异常的方法如下：2.1等值线图法从高程异常图或大地水准面差距图分别查出各点的高程异常值ξ或大地水准面差距，然后分别采用下面两式可计算出正常高H和正高正常高：H=H-ξ①正高：H=H-g②4由于似大地水准面和大地水准面之间的差异很小，在小范围内g与ξ差异更小，在实际应用中一般不可区分正高与正常高。此法在已经建立大地水准面后可采用，但无法以此来建立大地水准面模型。2.2地球模型法地球模型法本质上是一种数字化的等值线图，目前国际上常采用额地球模型有OSU91A和EGM96

5、，EGM96模型是全球范围内的地球重力模型，它在美国范围内用于确定大地水准面，能达到较高的精度。不过这种模型不适用于中国地区。中国虽然建立了高分辨重力大地水准面WZD94模型，但依此来确定本地区的大地水准面，其精度有待提高。3GPS高程应用中的地表拟合法如果在一个测区内有几个点，已知其GPS大地高h和正常高H，h由GPS测得，H由水准测量联测求得，那么就可以利用GPS高精度的GPS大地高采用地表拟合技术，局部的模拟出大地水准面与椭球面的波动差值。事实证明，该方法可以有效地利用于小面积测区范围。GPS水准法是先在G

6、PS网中联测一些高程点，它需要GPS观测点分布均匀，密度充分，然后利用这些点的正常高和GPS测得的大地高求出这些点的高程异常，再根据这些点的坐标和高程异常值，采用最小二乘二次曲面拟合法拟合出测区的似大地水准面，最后再内插出其它GPS点的高程异常，从而求得各未知点的正常高H。4图1为某地GPS网中水准联测28个D级点和GPS拟合大地高，为检验拟合效果，同时采用了只取11个D级点的正常高高程进行拟合计算后与其余点8个联测过水准的D级点进行对比，得出拟合残差表1图1表1表1比较后的得出的拟合残差，拟合均方差为m=±30

7、mm从上面的例子中可以看出，只要水准点分布比较均匀，密度适当，计算方法正确，措施得当，最后拟合后求得的正常高是可望达到厘米级得精度。由此我们可以得出，在具有足够高精度水准资料的情况下，利用GPS测量成果可以精密地确定大地水准面的高程。参考文献：[1]徐绍铨，等.GPS测量原理与应用，武汉测绘科技大学出版社，2000[2]陈永奇，GPS定位技术的理论与应用，四川测绘，2001.[3]孔祥元，郭际明，刘宗泉编著，大地测量学基础，武汉大学出版社，2001.4