地球重力场模型及其在隧道测量中的应用

摘要

作为当今物理大地测量学最为活跃的研究领域之一，全球和局部重力场模型的准确度和分辨率已取得了重大突破，特别是地面和航空重力测量技术的改进和完善以及新的卫星重力测量方法的实现，使得全球最先进的EGM96重力场模型已达到了分米级水平。利用局部和全球重力场模型可以将地球重力场解析化，由此可以十分方便快速地表示和计算大地水准面差距、重力异常、垂线偏差以及扰动重力等其它重力场参量，这种理论和实际应用上的优势，使得局部和全球重力场模型在大地测量学、地球物理学、地球动力学、海洋学、空间科学以及军事应用等学科和领域具有十分广阔的应用前景。 本文描述了地球重力场模型的定义和内涵，详细介绍了利用球谐函数建立地球重力场模型的公式推导过程，并重点介绍了利用EGM96模型，解算任意点的高程异常、重力异常、垂线偏差；归纳了计算地球位系数的几种方法；介绍了我国省市地区大地水准面的精化现状和技术模式，讨论了地面观测值的归算问题，实现了地球重力场模型的可视化。在此基础上，利用二郎山隧道平面控制网中的7个控制点的数据，解算了控制点的垂线偏差，用垂线偏差对地面方向观测值进行改化，并以此计算和分析了垂线偏差对平面控制测量的影响。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3研究意义

1.4论文内容及其组织

第2章地球重力场模型

2.1地球重力场模型的定义及内涵

2.2地球重力场模型的计算

2.2.1重力和重力位

2.2.2地球扰动位的计算

2.2.3大地水准面形状的确定

2.2.4扰动位泛函的具体解算

2.3 EGM96地球重力场模型

2.3.1 EGM96模型概述

2.3.2 EGM96模型所采用的数据

2.3.3模型检验

2.3.4 EGM96的作用

第3章地球重力场模型的应用及可视化

3.1概述

3.2省市地区(似)大地水准面的精化

3.2.1各种起算面及其相互关系

3.2.2大地水准面的确定

3.2.3省市地区cm精度(似)大地水准面模型

3.3 GPS高程转换

3.4精密工程测量中的应用

3.4.1精密工程测量概述

3.4.2地面观测值的归算

3.5可视化

3.5.1可视化概述

3.5.2地球重力场模型的三维可视化

第4章地球重力场模型在二郎山隧道中的应用

4.1工程概况

4.2铁二院坐标成果与铁十六局坐标成果的比较

4.3 GPS成果

4.3.1 CPS外业观测的精度统计

4.3.2 GPS网控制点坐标及大地高

4.3.3各种坐标系坐标结果

4.4 GPS复测成果与前两期成果的比较分析

4.5垂线偏差改正及坐标改正

4.6总结

第5章结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文