大地水准面

摘要： 研究了构建市级大地水准面的虚拟球谐方法。首先,选择构建区域的中心点和区域半径对观测值进行数据预处理,并统计分析数值范围和位置信息;然后,将观测值由地理坐标系转换到球冠坐标系,再转换到虚拟球坐标系中;最后,根据虚拟球谐方法构建市级大地水准面。以南昌市为例构建采样点,采用多项式拟合和神经网络方法与本文虚拟球谐方法进行比较分析,结果表明,虚拟球谐方法的RMS值为0.308 cm,拟合效果最好。

摘要： 当前加速器准直主要采用激光跟踪仪进行三维空间位置测量,三维测量数据用三维平差方法计算从理论上讲更为严密,但在实践中却发现存在误差累积现象,其中在高程方向的误差累积十分明显。为了控制三维平差高程方向的误差累积,研究将大地水准面做为基准引入测量和数据处理过程之中,获得基于大地水准面的高程测量数据,用高程数据构建约束条件方程,进行附有高程约束的三维平差。以激光跟踪仪为例给出了三维平差函数模型,研究了约束方程的构建方法,推导了附有高程约束的三维平差计算公式。研究了附有高程约束的三维平差函数模型的两种应用方法,通过模拟计算展示了这两种方法对高程方向误差累积的控制效果。最后对一组实测数据采用多种平差方法进行计算对比,结果显示附有高程约束的三维平差相比无高程约束的三维平差能够更有效的控制平差中高程方向的误差累积。

摘要： 本项目利用组合法完成区域似大地水准面精化,首先用GPS加密测量得到大地高,经过CQG2000转换模型得到正常高和高程异常值,生成区域高程模型;利用CG-5重力仪在相应点上观测得到点位重力值,经过近区中区远区地形改正得到布格重力值,生成区域重力模型;利用测点的高程异常值和重力值形成山西中部地区区域似大地水准面模型,可用来计算加密点的高程值和重力值。

摘要： 依据物理大地测量学的广义带限水平边值问题理论,本文提出了基于带限航空矢量重力水平分量确定大地水准面的两步积分法。首先,依据广义带限水平边值问题解将带限航空矢量重力水平分量转化为飞行高度面上的带限扰动位;然后,利用带限Dirichlet边值问题解将飞行高度面上的带限扰动位向下延拓到海平面(海拔高程起算面,也称平均海面)上的带限扰动位;最后,依据Bruns公式将海平面上的扰动位转化为大地水准面高度。利用EGM2008重力位模型开展数值仿真计算试验,结果表明,广义带限水平边值问题解具有较好的低通滤波特性,能有效抑制观测高频噪声的影响;当带限航空矢量重力水平分量观测误差取3×10-5 m/s 2、测量飞行高度取6 km时,基于带限Dirichlet边值问题解的带限大地水准面计算精度优于3 cm,初步验证了两步积分法的计算稳定性和有效性。

摘要： 我国在海域开展了大规模的航空重力勘探,这些资料对构建高精度大地水准面具有重要价值.基于此,本文提出一种利用海域航空重力测量数据快速构建大地水准面的方法.该方法基于移去-恢复法思想,利用位场最小曲率方法对航空重力数据进行高精度向下延拓并获取相应的扰动位,实现航空重力测量快速构建海域大地水准面.与斯托克斯积分计算相比,采用了处理效率更高的频率域位场转换,解决了向下延拓及垂向积分时航空重力异常数据空白及扩边问题,具有较高的位场转换精度.本文应用EGM 2008模拟航空重力数据进行模型验证,计算结果与其给出的水准面的精度相当;同时,也选取GRAV-D计划的航空重力数据进行实际验证,计算结果与xGEOID18B水准面模型精度基本一致.模型验证和实际应用验证了本方法的实用性.

摘要： 为实现中国和尼泊尔共同宣布珠峰高程,我国于2019—2020年开展了珠峰高程测量工作,并于2020年5月27日完成峰顶测量.首次在珠峰北侧区域实施航空重力测量、开展峰顶地面重力测量,首次联合航空和地面重力等数据确定了基于国际高程参考系统(international height reference system,IHRS)的珠峰区域重力似大地水准面模型和峰顶大地水准面差距.此次珠峰测量,各种先进测量装备尤其是国产测量仪器全面担纲,通过多种技术手段相互验证和严密检核计算,确保了珠峰高程测量成果的精度和可靠性.最后,中尼双方合作开展数据处理,共同确定珠峰峰顶雪面正高(海拔高)为8848.86 m.

摘要： 确定区域大地水准面的几何水准方法在拟合大地水面时未顾及重力场信息,仅是一种单纯的数学拟合,忽略了重力场数据自身的物理性和不同数据间的相关性.近年来,深度学习方法得到广泛重视与研究.本文提出了一种有监督学习的RBF神经网络精化大地水准面的方法,使用包含重力异常和大地水准面高的重力场数据进行神经网络训练,并采用K-means聚类算法为RBF神经网络的径向基函数进行初始化,提高神经网络的收敛速度和精度.实验结果表明,该方法确定的平原、丘陵和山地复杂实验区域大地水准面高标准差分别为0.044、0.159和1.075 cm,优于使用几何水准直接拟合大地水准面高的精度,且在重力异常中加入蒙特卡罗随机噪声模拟的观测误差后,3类实验区域标准差总体仍在cm级,误差增幅不显著,表明该方法在确定大地水准面时,能够抑制观测误差的影响.

摘要： 介绍了珠峰范围和自然地理概况,简要回顾了我国历次珠峰高程测量工作和取得的科研成果;并基于珠峰高程测量与国家高程基准的关系,详细论述了全球海平面变化对高程基准的现势性所造成的影响,以及大地水准面精化和高程基准维护的重要意义.

摘要： 5月27日11时,2020珠峰高程测量登山队8名攻顶队员成功从北坡登上珠穆朗玛峰峰顶,完成峰顶测量任务。测量登山队员在峰顶树立起测量觇标,使用GNSS接收机通过北斗卫星进行高精度定位测量,使用雪深雷达探测仪探测了峰顶雪深,并使用重力仪进行了重力测量。上述高精度测量仪器均由我国自主研发。同时也是人类首次在珠峰峰顶开展重力测量,这将有利于大地水准面优化,提高珠峰高程精度,并获取宝贵的科学数据。

摘要： 本文重点介绍了美国NGS“大地水准面监测服务”(GeMS)的目标以及与美国国家空间参考系统的关系,介绍了目前可用的大地水准面监测技术及能力现状和发展趋势,从中探讨了美国大地水准面监测技术能力现状及发展趋势给我国的启示.

摘要： 本文针对BP神经网络易陷入局部最小的问题,利用深度学习里的受限玻尔兹曼机进行预训练来提供良好的初值.并将此模型应用于似大地水准面精化中,用实验检验预测精度.得出结论,此方法用于似大地水准面精化可以得到较好的预测效果.

摘要： 以美国佛罗里达州为例,基于超高阶地球重力场模型EGM2008,根据移去—恢复原理和Stokes积分,编程实现了相应的软件模块,计算了研究区大地水准面,并根据区域内已有的79个GPS水准点数据进行大地水准面拟合.对拟合后的大地水准面与已有GPS/水准数据进行分析比较,结果显示:误差平均值为-0.0268m,中误差为0.0419m.该精度达到了国家区域大地水准面精化基本技术规定的要求,因此EGM2008地球重力场模型适用于区域大地水准面的计算.

摘要： 大地测量学的主要任务之一就是测定地球形状,而研究地球形状是指研究大地水准面的形状.作为测量外业的基准面和最接近地球表面的重力等位面,大地水准面在大地测量和地球物理领域的作用是巨大的和不可替代的.其概念在相当长的一个时间阶段内都不会过时.本文讨论了经典大地水准面的缺陷,现代的大地水准面的定义,并讨论了相对论大地水准面这一今后有可能发挥巨大作用的新概念,基于重力频移方程和频移观测可以实现全球高程基准统一.

摘要： LSC法(最小二乘配置法)因能融合不同种类重力观测数据确定大地水准面的特性而受到广泛关注,但由于协方差矩阵存在病态性,微小的观测误差将被协方差矩阵的小奇异值放大,导致计算的配置结果不稳定且精度偏低.提出Tikhonov_LSC法,即在LSC法中引入Tikhonov正则化算法,基于GCV法选择协方差矩阵的正则化参数,利用正则化参数修正协方差矩阵的小奇异值,以抑制其对观测误差的放大影响.基于Tikhonov_LSC法计算大地水准面,能有效提高其稳定性和精度.通过以EGM2008重力场模型分别计算山区、丘陵和海域重力异常作为基础数据确定相应区域大地水准面的实验,验证了该方法的有效性.

摘要： 由于确定大地水准面采用的基础数据不同,方法手段存在差异,特别是在我国沿海区域,由于实测重力数据缺乏,卫星测高数据在这些区域的空白或质量降低,使得依据目前的理论和技术手段所确定的大地水准面在陆域和海域的边界产生割裂现象.因此存在着所谓的陆地大地水准面和海洋大地水准面.针对实际中遇到的问题,提出并系统研究了"联合GPS RTK与瞬时水位推算技术确定沿海区域大地水准面"的方法,通过实测数据进行验证,最终得出结论"联合GPS RTK与瞬时水位推算技术推求沿海区域大地水准面"方法是可行的.

摘要： 传统的重力水准测量方法结合现代的GPS测量技术可以精确获得地面点的大地水准面高.利用测站点上的重力测量信息,研究了大地水准面高的变化特性,提出了顾及大地水准面物理定义的大地水准面高的外推拟合方法.

摘要： 本文提出了一种基于Gauss-Listing经典大地水准面定义的地球重力场模型优劣评价方法.通过取任一重力大地水准面为参考面,计算不同地球重力场模型在该面上的重力位标准差,以此作为不同模型相对优劣的评价指标.利用该方法对不同地球重力场模型以及同一重力场模型在不同区域的精度进行了评价.结果表明:EGM96、OSU91A模型的大地水准面高精度分别为11.1cm、14.3cm,说明EGM96要优于OSU91A;EGM2008、EIGEN-6C4模型的大地水准面高精度分别为8.8cm、8.9cm,说明该两个模型的精度相当,与已有研究结果一致,表明本文方法的有效性与适用性.进一步研究结果显示,对于全球大地水准面,EGM2008和EIGEN-6C4模型的大地水准面高精度分别为11.3cm和14.1cm,即在厘米级精度上EGM2008模型精度略优.

摘要： 本文介绍了EGM96及EGM2008大地水准面模型,以及利用两种模型计算地面点高程异常的原理,阐述了在已知GPS控制网内两点大地高的情况下,如何应用该模型通过计算高程异常进而推算网内各点正常高的方法.结合实测的GPS静态观测数据,分别利用两种大地水准面模型进行计算,结果表明采用EGM2008大地水准面模型的计算结果精度优于采用EGM96大地水准面模型的精度,并且结果精度不受待测点离已知点的距离影响,而采用EGM96模型解算的结果距离已知点越近,精度越高,精度与待测点离已知点的距离成反比.

摘要： 本文在总结了前人研究的基础上，在国内某些地区(如丘陵、山区)大地水准面精化精度不高的情况下着重分析了两种常用的拟合高程异常的模型。提出一种常被忽略的综合拟合模型，并通过实地的测绘项目进行验证其精度。本文通过研究多面函数模型和重力场模型的特点,结合两者在GNSS高程异常拟合中影响因子,提出了一种多面函数模型和重力场模型相结合的拟合高程异常的综合模型,并与实例进行对比研究,提出综合模型拟合精度比单一模型拟合精度要高的结论,进而证实了该方法的可行性,为大地高向正常高转换提供了较好地参考思路.

摘要： 本实用新型公开了一种大地测量用水准面精化装置，包括槽体、护盖、连接机构、第一螺杆、水准仪、支撑机构、固定块、第二螺杆、螺纹筒、行走轮组件和连接杆，通过设置拉动槽体带动环形滑槽在环形滑轨上滑动并通过固定螺栓进行限位，从而带动装置进行方位调节，通过分别转动三个支撑机构中的第二螺杆在螺纹筒内螺纹旋转，进而带动固定块通孔铰接座铰接，人员可通过观察水准仪的水平度进行进一步调节，进一步通过同时转动三个支撑机构中的第二螺杆在螺纹筒内螺纹旋转，进而带动放置盘进行上升，从而完成对装置高度的调节，从而使装置具备多种调节功能，进一步提升了装置调节的效果，从而提高了装置使用的便利性。

摘要： 本实用新型公开了一种大地测量用水准面精化装置，属于大地测量技术领域，包括水准仪、用于支撑所述水准仪的调节支架、用于控制所述调节支架转动的底座，调节支架中部设有支撑块，所述支撑块与水准仪底部固定连接，支撑块两侧对称设有调节杆，所述调节杆与支撑块转动连接，调节杆底部设有万向轮，所述底座为两组对称设置的半圆环拼接而成，底座表面开设有用于使所述万向轮滑动的滑轨。本实用新型的水准面精化装置通过调节支架与底座的配合转动能够快速完成水准仪角度的调节，使用方便，操作快捷，转动过程稳定，且旋转角度可直观地监视，提高了大地测量的工作效率。

摘要： 本发明公开了一种基于大地水准面模型测量水准高差的方法，它采用大地水准面模型计算出相邻控制点的高程异常差，通过GNSS测量得到相邻控制点的大地高差，二者相减，即可转换为水准高差，进而计算各个控制点的高程。本发明可应用于多种地形，地形包括平原、丘陵、山区等，其各个控制点的间距可达5～8km，工作效率可提高6至10倍，可达到三、四等水准测量的精度；且只需首末端两个控制点的高程，不需要进行几何水准测量，具有工作强度小、效率高的特点。

摘要： 容易地测量大地水准面高度的变化。本发明的大地水准面测量方法执行惯性计测数据获取步骤、对比数据获取步骤、状态变量估计步骤、大地水准面计算步骤。在惯性计测数据获取步骤中，基于被安装于移动体的具有3轴陀螺仪和3轴加速度仪的惯性计测单元的输出，获取与速度、位置、姿态角度有关的数据作为惯性由来数据。在对比数据获取步骤中，从惯性计测单元以外获取与速度有关的数据作为对比数据。在状态变量估计步骤中，通过使用所述惯性由来数据和所述对比数据，实施将铅垂线偏差包含在状态变量中的卡尔曼滤波，从而估计包含了铅垂线偏差的状态变量。在大地水准面计算步骤中，基于估计出的铅垂线偏差，求得进行了该估计的位置处的大地水准面高度的变化。

摘要： 容易地测量大地水准面高度的变化。本发明的大地水准面测量方法执行惯性计测数据获取步骤、对比数据获取步骤、状态变量估计步骤、大地水准面计算步骤。在惯性计测数据获取步骤中，基于被安装于移动体的具有3轴陀螺仪和3轴加速度仪的惯性计测单元的输出，获取与速度、位置、姿态角度有关的数据作为惯性由来数据。在对比数据获取步骤中，从惯性计测单元以外获取与速度有关的数据作为对比数据。在状态变量估计步骤中，通过使用所述惯性由来数据和所述对比数据，实施将铅垂线偏差包含在状态变量中的卡尔曼滤波，从而估计包含了铅垂线偏差的状态变量。在大地水准面计算步骤中，基于估计出的铅垂线偏差，求得进行了该估计的位置处的大地水准面高度的变化。

摘要： 本发明公开了一种基于大地水准面模型测量水准高差的方法，它采用大地水准面模型计算出相邻控制点的高程异常差，通过GNSS测量得到相邻控制点的大地高差，二者相减，即可转换为水准高差，进而计算各个控制点的高程。本发明可应用于多种地形，地形包括平原、丘陵、山区等，其各个控制点的间距可达5～8km，工作效率可提高6至10倍，可达到三、四等水准测量的精度；且只需首末端两个控制点的高程，不需要进行几何水准测量，具有工作强度小、效率高的特点。

摘要： 本发明公开了一种数字式大地水准面高差测量仪，包括底部支撑杆，所述底部支撑杆的上端固定安装有耳座一，所述耳座一的上侧设置有耳座二，所述耳座一上端的右侧固定安装有连接柱，所述耳座二的右侧开设有转动槽，所述转动槽的内部设置有转轴一。该数字式大地水准面高差测量仪，测量手簿可以通过活动套三、转轴二活动套二、锁紧螺栓三和活动套一上下运动，进而实现测量手簿竖直位置的调节，同时测量手簿可以通过活动套三和转轴二围绕活动套二转动，可实现测量手簿角度的调节，底部支撑杆可以通过耳座一和连接柱围绕转轴一转动，进而实现底部支撑杆与第二支撑杆的折叠收纳，且水准仪可以通过第三支撑杆进行高度调节，设计合理，便于使用。

摘要： 本发明公开了一种联合重力异常、海面高确定大地水准面重力位的方法，包括步骤：一、读取海域重力异常格网数据和平均海面高格网数据；二、求解格网点的大地水准面高；三、计算格网点的扰动重力位；四、计算格网点的正常重力位；五、计算格网点的实际重力位；六、计算格网点的实际重力平均值；七、计算格网点海面到大地水准面的垂直距离；八、计算格网点的大地水准面重力位；九、确定格网点的大地水准面重力位最优估计值。本发明充分利用海域密集高质量重力异常数据和平均海面高数据联合确定海域大地水准面重力位，避免了使用先验重力场模型的环节，简化了计算流程，提高了计算准确度，为大地水准面重力位的自主确定提供了较好的思路。

摘要： 本发明提供了一种顾及高程异常控制点的多重叠带区域似大地水准面一次性拼接方法，通过改进重叠带区域的格网模型的定权值的获取方式，使所得大底板格网模型的网点能够实现多重叠带区域似大地水准面拼接；该顾及高程异常控制点的多重叠带区域似大地水准面一次性拼接方法克服了以往方法只能两两拼接，不仅效率低，而且会造成多区域重叠带数据定权不合理现象；同时创新性的采用了高程异常控制点定权因子、边界线定权因子结合生成定权因子的方式，即考虑到高程异常控制点对似大地水准面格网点值可靠性的影响，又考虑到边界线对似大地水准面格网点值可靠性的影响，实现了边界线两边格网点值的权重渐变，以保证重叠区域数值平滑过渡，不会出现台阶。

摘要： 本发明公开了一种基于大地水准面三维修正原理提高海洋重力重构精度方法，包括：获取大地水准面和全球重力场模型；根据获取的大地水准面和全球重力场模型，构建得到三维海洋重力异常模型；对三维海洋重力异常模型进行插值解算，得到大地水准面三维修正模型；根据大地水准面三维修正模型，确定预测区域内未知点处重力异常值，以提高海洋重力重构精度。本发明根据统计学原理，通过增加相关信息量去优化预估权重值来提高未知点的预测精度，在提高海洋重力基准图空间分辨率的同时使得精度损失得到较大程度降低。