[發(fā)明專利]一種似大地水準(zhǔn)面計(jì)算的優(yōu)化方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010198632.5
• 申請(qǐng)日: 2010-06-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101839710A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張利明;章傳銀;丁劍;柯寶貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01C5/00
• 分類號(hào): G01C5/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種似大地水準(zhǔn)面計(jì)算的優(yōu)化方法，屬于“大地測(cè)量與測(cè)量工程”學(xué)科中的“物理大地測(cè)量”技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

(似)大地水準(zhǔn)面是大地測(cè)量學(xué)中一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)性概念，它是高程測(cè)定的基準(zhǔn)面。在物理大地測(cè)量學(xué)科中，確定(似)大地水準(zhǔn)面的方法一般都是根據(jù)一種或多種重力數(shù)據(jù)作為邊值，建立其關(guān)于擾動(dòng)位的相應(yīng)大地邊值問(wèn)題，通過(guò)求解邊值問(wèn)題確定擾動(dòng)位函數(shù)，再由Bruns公式求解得到高程異常或大地水準(zhǔn)面高，這種方法求解得到的大地水準(zhǔn)面一般稱為“重力大地水準(zhǔn)面”。GPS的出現(xiàn)，使得我們可以直接測(cè)得大地高，從而產(chǎn)生了另一種確定大地水準(zhǔn)面的方法--GPS/水準(zhǔn)法(幾何法)。GPS/水準(zhǔn)法確定的大地水準(zhǔn)面一般具有非常高的精度，因此在大地水準(zhǔn)面確定中，一般都是將GPS/水準(zhǔn)點(diǎn)作為高一級(jí)控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)一步擬合重力(似)大地水準(zhǔn)面(或檢核大地水準(zhǔn)面精度)。總而言之，形成了一套以移去--恢復(fù)法為主線計(jì)算(似)大地水準(zhǔn)面的標(biāo)準(zhǔn)程序，即，1)移去過(guò)程。移去重力異常中的中長(zhǎng)波信息(一般是用重力場(chǎng)模型計(jì)算中長(zhǎng)波信息)以及一些地形影響；2)利用剩余重力異常通過(guò)Stokes積分來(lái)計(jì)算剩余大地水準(zhǔn)面或高程異常；3)恢復(fù)過(guò)程。在剩余大地水準(zhǔn)面或高程異常上恢復(fù)重力場(chǎng)模型和地形對(duì)大地水準(zhǔn)面或高程異常的影響；4)利用GPS水準(zhǔn)數(shù)據(jù)對(duì)重力(似)大地水準(zhǔn)面進(jìn)行擬合；5)利用GPS水準(zhǔn)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)(似)大地水準(zhǔn)面精度。

與以往不同的是，本發(fā)明是在原有方法和計(jì)算步驟的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)重力數(shù)據(jù)和GPS水準(zhǔn)加入了粗差探測(cè)，使得計(jì)算結(jié)果更加嚴(yán)密。在GPS水準(zhǔn)與重力似大地水準(zhǔn)面融合方面，通過(guò)高低頻信息分離，使結(jié)果精度大為提高。

發(fā)明內(nèi)容

一、一種似大地水準(zhǔn)面計(jì)算的優(yōu)化方法，其目的在于，提供了一種更為有效、計(jì)算精度更高的似大地水準(zhǔn)面計(jì)算方法與步驟，其包括以下步驟：

(1)格網(wǎng)地面空間異常計(jì)算，具體步驟為

1)由離散地面重力數(shù)據(jù)計(jì)算離散地面空間異常；

2)計(jì)算離散重力點(diǎn)的平面地形改正和平面布格改正；

3)計(jì)算離散點(diǎn)的布格異常；

4)對(duì)離散的布格異常進(jìn)行粗差探測(cè)與剔除，直到標(biāo)準(zhǔn)差滿足要求為止；

5)將粗差剔除后的離散布格異常格網(wǎng)化處理，生成格網(wǎng)布格異常；

6)計(jì)算格網(wǎng)地形改正與格網(wǎng)布格改正；

7)在格網(wǎng)布格異常上恢復(fù)格網(wǎng)地形改正與格網(wǎng)布格改正，生成格網(wǎng)地面空間異常；

(2)零階項(xiàng)高程異常計(jì)算；

(3)一階項(xiàng)高程異常計(jì)算；

(4)GPS水準(zhǔn)重力似大地水準(zhǔn)面融合計(jì)算，具體步驟為

1)計(jì)算每個(gè)GPS水準(zhǔn)點(diǎn)的模型高程異常；

2)計(jì)算每個(gè)GPS水準(zhǔn)點(diǎn)的剩余高程異常；

3)GPS大地高的橢球基準(zhǔn)變換；

4)計(jì)算GPS水準(zhǔn)殘差高程異常I；

5)對(duì)離散的GPS水準(zhǔn)殘差高程異常I進(jìn)行粗差探測(cè)與剔除，直至標(biāo)準(zhǔn)差滿足要求為止；

6)選擇合適的擬合函數(shù)，利用最小二乘原理，基于GPS水準(zhǔn)殘差高程異常I反演擬合函數(shù)的待定參數(shù)，求定待定參數(shù)后，利用此擬合函數(shù)計(jì)算每個(gè)GPS水準(zhǔn)點(diǎn)的系統(tǒng)偏差以及計(jì)算區(qū)域的格網(wǎng)系統(tǒng)偏差；

7)計(jì)算GPS水準(zhǔn)殘差高程異常II；

8)對(duì)GPS水準(zhǔn)殘差高程異常II進(jìn)行格網(wǎng)化處理形成GPS水準(zhǔn)殘差高程異常II格網(wǎng)數(shù)據(jù)；

(5)生成似大地水準(zhǔn)面格網(wǎng)，具體步驟為

1)計(jì)算參考橢球長(zhǎng)半軸由6378136.3米變換到6378137米的格網(wǎng)橢球基準(zhǔn)變換改正數(shù)；

2)將模型格網(wǎng)高程異常、零階項(xiàng)高程異常、一階項(xiàng)高程異常、高程異常格網(wǎng)系統(tǒng)偏差、殘差高程異常II格網(wǎng)數(shù)據(jù)與格網(wǎng)橢球基準(zhǔn)變換改正數(shù)相加，求得最終的似大地水準(zhǔn)面格網(wǎng)。

二、布格重力異常粗差剔除中，應(yīng)將大區(qū)域分成1°×1°的小區(qū)域進(jìn)行粗差探測(cè)與剔除，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)差的設(shè)定要求為平原區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)小于5毫伽，山區(qū)應(yīng)小于8毫伽；

三、在計(jì)算區(qū)域，離散重力數(shù)據(jù)分辨率應(yīng)為格網(wǎng)重力異常1/3～1倍；

四、在計(jì)算區(qū)域，離散重力數(shù)據(jù)的測(cè)量精度為格網(wǎng)重力數(shù)據(jù)精度的1/5～1/10。

附圖說(shuō)明

圖1總體技術(shù)路線

圖2格網(wǎng)地面空間異常計(jì)算流程

圖3GPS水準(zhǔn)重力似大地水準(zhǔn)面融合流程

具體實(shí)施方式