[發明專利]正常高高程測量方法、系統、服務端及云平臺

有效

• 申請號: 201711018112.X
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107860357B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 劉克強
• 申請（專利權）人: 千尋位置網絡有限公司
• 主分類號: G01C5/06
• 分類號: G01C5/06
• 代理公司: 上海市海華永泰律師事務所 31302
• 代理人: 包文超

本發明公開正常高高程測量方法、系統、服務端及云平臺。該云平臺根據來自用戶終端的位置數據獲得距離用戶終端最近的n個基站，選擇該n個基站的上報的同時刻的環境參數，采用壓高方程處理n個基站的環境參數及用戶終端的環境參數以得到正常高。本發明測量正常高方便，即使在GNSS信號有遮擋或者多徑嚴重的情況下，也能工作。

技術領域

本發明涉及正常高高程測量方法、測量系統、服務端和云平臺。

背景技術

高程信息是位置數據中不可或缺的一部分。通常使用的高程是正常高，參考的是似大地水準面，正常高是通過水準測量獲得海拔高后再根據重力測量資料進行計算后得到。

水準測量屬于傳統高程測量方法，其高差中誤差與兩點間距離及測站數平方根成正比，雖然水準測量結果可達到很高的精度(可優于0.1mm/km)，但水準測量的工作強度高、效率低，在長距離、大范圍測量中，水準測量工作是最為耗時耗力的工作。

隨著衛星定位技術的成功運用，GNSS大大提高了外業測量工作的精度和效率，但高程方面，GNSS測量的是大地高，高程基準是參考橢球，與正常高不同。若需要利用GNSS進行高程測量，則需要先獲得大地高，再根據全球或局部重力場模型進行轉換，這種方式最終的測量精度受GNSS測高精度和重力場模型精度影響。GNSS在城市峽谷和室內環境中信號阻擋嚴重甚至無法工作，即使在開闊條件下單點定位精度也僅在數十米，而重力場模型的構建也存在一定的困難，導致GNSS測高技術存在局限，目前大眾市場使用并不廣泛。

根據大氣壓力隨高程變化的規律，用氣壓計測定兩點的氣壓差推算高差的方法，稱為氣壓測高。利用用戶測得的氣壓數據進行高差或高程信息獲取，其傳感器硬件基礎簡單，使用方便，在戶外活動和室內測高方面具有一定的優勢。

應用中，利用氣壓測高時還需要對大氣狀態作一些假設，如均質大氣、等溫大氣和多元大氣等。實際上，大氣的狀況十分復雜，其中的水蒸氣含量、太陽輻射強度、氣流的走向等因素都會對大氣壓強產生影響，大氣的溫度也并不是隨高度線性變化的。實際大氣壓力隨高度變化，但既不是等溫大氣，也不是多元大氣，更不是均質大氣，其在對流層變化趨勢近似于多元大氣，平流層近似于等溫大氣。在實際高程測量中，還需要考慮地面氣壓測高的特殊性，主要包括以下三個方面：范圍小，地面上海拔最高點為8848米，加上利用標定點的方式，高差一般不超過2000米，故同整個大氣層相比，范圍小很多；大氣下墊面不同，等高面溫度一般不相等，無法計算溫度鉛直遞減率；由于氣壓存在水平梯度，導致等高面與等壓面不重合、不平行。綜合考慮地面附近的氣壓測高的特殊性，需要使用適合地面測高的數學模型，考慮水汽影響和重力加速度隨緯度及高度的變化，通常應用完全的Laplace壓高方程進行工作，公式如下：

其中t_m為氣層平均攝氏溫度，為水汽壓比氣壓值的均值，為平均緯度，Z_m為高程平均值，a，b為常數，其中a＝2.65×10^-3，b＝3.14×10^-7m^-1。