确定高精度似大地水准面的若干问题研究

摘要

高精度、高分辨率的区域大地水准面不仅为测绘学、地球动力学及海洋学等地球科学的研究和应用提供基础地球空间信息,而且也为当今构建“数字中国”、“数字区域”、“数字城市”系统提供高精度的高程基准面。在高精度(似)大地水准面的精化时,通常利用计算区域内较密集的重力点成果,高精度、高分辨率的数字高程模型,不低于360阶的重力场模型(EGM96、WDM94、IGG05B),分布较均匀、现实性较好的GPS水准测量成果,采用重力法及移去～恢复技术完成的。地形资料、重力资料以及GPS水准资料的分辨率和精度对似大地水准面的精度起着决定性的作用。
　　本文概述了精化区域大地水准面的基本理论与方法,分析了偶然误差、系统误差、格网重力异常误差、GPS水准数据、多源数据等对似大地水准面精度的影响;阐述了常密度和变密度地形归算原理,试算分析了DEM分辨率对地形改正及大地水准面的影响;此外,对Molodensky级数的解进一步分解,推导了高程异常地形影响项的算法公式,试算分析了这些影响项的精细特征,结果表明:对于平坦地区高程异常的二阶影响较小,可以忽略不计,仅需要考虑ζ11项的影响即可,但在山区ζ120和ζ2分别可以达到0.338m和0.133m。基于此,就高精度、高分辨率区域大地水准面精化应注意的一些问题进行了探讨,并在此基础上得出了一些有益的结论和建议。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外（似）大地水准面应用现状与本论文研究目标

1.3 主要研究内容

2 似大地水准面精化的基本理论

2.1 引言

2.2 边值问题的解

2.3 Stokes边值问题

2.4 Molodensky边值问题

2.5 似大地水准面和大地水准面之间的转换

2.6 重力数据格网化方法

3 误差分析

3.1偶然误差对大地水准面的影响

3.2 系统误差对大地水准面的影响

3.3 GPS水准点精度对高程异常的影响

3.4 似大地水准面相对精度影响分析

3.5 高程基准不统一问题

3.6 潮汐基准不统一问题

3.7 本章小结

4 地形对局部大地水准面的影响

4.1 常密度地形归算模型

4.2 地形起伏对大地水准面的影响

4.3 变密度计算方法与模型

4.4 试算与分析

4.5 本章小结

5 地形数据对ζ影响的算法研究及分析

5.1 引言

5.2 计算方法与模型

5.3 试算与分析

5.4 本章小结

6 结论

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献