GNSS拟合高程代替水准测量的可行性分析:以黄河上游水电基地区域为例

GNSS拟合高程代替水准测量有重要的现实意义,有必要对其进行可行性分析。黄河上游水电基地是中国在黄河上游地区开发的重要水利工程群,其安全监测具有至关重要的作用。因此,本文基于黄河上游水电基地GNSS自动监测网开展实验,从GNSS高程拟合方法、GNSS数据处理策略和GNSS高程方向定位结果等方面详细论证。结果表明,GNSS拟合高程具有替代三等水准的可行性。

深度学习的大高差高海拔地区高程拟合方法

大高差高海拔地区的地形复杂多变,传统的高程拟合方法,如多项式拟合、曲面拟合、BP神经网络和遗传算法改进的神经网络等方法,拟合精度都有待提高。本文构建了一种基于深度学习的高程拟合方法,利用西部某铁路控制网的2020年一期二等水准测量数据,采用多层感知器(MLP)作为核心模型,通过结合RAdam优化器和GELU激活函数进行优化,该方法能够有效捕捉该地区的地形特征和高程变化规律,实现高精度的高程拟合。研究分析了不同优化器和激活函数组合对模型性能的影响,结果表明,深度学习模型在大高差高海拔地区高程拟合中表现出较佳性能,其均方误差(MSE)最低,平均绝对误差(MAE)最小,决定系数R 2最接近1,显著优于BP神经网络和遗传算法改进的神经网络方法。特别是RAdam优化器和GELU激活函数的组合,在模型性能上表现最佳。本文所构建出的深度学习大高差高程拟合方法,不仅精度较高且具有良好的泛化能力,能够适应大高差高海拔地区复杂多变的地形特征。

湖南省似大地水准面模型对比研究

正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统,也是中国目前采用的高程系统。随着GNSS定位技术的广泛应用,已能在10-7~10-9的精度量级上获得测量点的平面位置,但是却一直未能以相应的精度求解点的高程值。因此,通过建立高精度、高分辨率的区域似大地水准面模型提升高程测量的精度,成为重要的技术手段。该文通过对湖南省2007似大地水准面模型后期各似大地水准面模型的对比研究,找到模型的差异,并对差异较大的地区进行特征分析,查找形成差异的原因,可为全省二、三等水准网测量和大地水准面再精化工作提供参考。

顾及仪器高度量取方法的间接测高精度分析研究

目前,在地势复杂及长距离跨水域进行高程传递的测量过程中,使用全站仪、全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)能够有效地测量间接高差,但测量精度往往不如几何水准测量。针对此问题,使用研制的两种测量尺,更加简单准确地量取架设在强制对中观测墩(台)上的仪器、棱镜高度,对量取的数据进行精度估算并结合现实中的工程项目进行检测。检测结果表明,综合改善测量条件下,精确量取仪器和棱镜高度的光电测距三角高程测量各项精度指标能够达到二等水准;精确量取仪器高度的GNSS跨河(海)水准测量精度可以达到一等水准。

一种稳健空间圆拟合方法及其在地铁洞门环检测中的应用

空间圆拟合在点云数据处理、地铁建设、工业检测中应用广泛,但存在计算步骤繁琐、拟合精度易受异常值影响等不足。针对这些问题,提出一种基于结合改进的主成分分析和罗德里格投影的空间圆拟合方法。首先提出改进的主成分分析法在拟合空间圆所在最佳平面的同时也可以剔除测量中的粗差,该剔除粗差步骤简单、高效,也提升了算法稳健性;接着利用罗德里格投影将三维坐标投影到拟合的平面上进行平面圆的拟合,拟合后再投影至三维坐标系,该步骤进一步提高了算法便捷性;最后利用深圳某地铁车站洞门钢环实际测量数据和几种常见的空间圆拟合算法进行对比实验,分析改进算法的普适性和剔除粗差的能力。实验结果表明,提出的空间圆拟合方法拟合结果可靠,能够有效地剔除观测带来的粗差,提升空间圆的拟合精度和工作效率。在有粗差的情况下拟合的平均圆度为4.8 mm,较对比方法拟合平均圆度提高约50%。

上海市高程控制网复测关键技术研究

结合上海市高程控制网复测项目,就其关键技术及质量控制进行了实践和探讨。重点阐述了上海市高程控制网复测准备阶段的水准点调查、水准路线设计,外业施测阶段的几何水准测量、跨隧道水准测量、跨河水准测量、SHCORS高程属性测量,内业数据处理阶段的改正数计算、平差计算等关键技术。项目实现了全周期质量控制,通过各项精度指标证明其取得了良好的质量效果。最后就大型水准项目开展提出一些建议。

基于双极化Sentinel-1A数据的西南某机场沉降监测应用

以西南某机场为监测对象,收集2019年1月11日至2021年11月8日35景双极化Sentinel-1A降轨数据,应用PS-InSAR技术结合双极化数据获取了该机场范围内的形变分布情况,将双极化沉降数据进行对比,再与沉降形变最大水准测量数据进行验证。结果表明,合成孔径雷达差分干涉技术(InSAR)沉降形变区域与水准沉降形变区域的位置基本吻合,双极化沉降时间序列表现出一致性,该机场飞行区最大沉降速率达-77mm/y(VV极化)和-74 mm/y(VH极化),累计沉降量超过-200mm(VV和VH极化),与2021年5月最大沉降形变水准测量值对比,发现该机场沉降形变还在继续加深。此研究表明,InSAR技术结合双极化数据可高效识别沉降区域,全面掌握机场沉降形变情况,对监测西南地区机场沉降具有重要意义。

高速公路高程控制网的误差分析与精度评定

公路、铁路、桥梁与隧道等工程项目在设计施工过程中都需要建立GNSS控制网。四等GNSS控制网平面精度完全可以满足一般工程要求,但GNSS获取的是基于参考椭球面的大地高,而公路设计施工要求的是基于似大地水准面的正常高,因此GNSS控制点高程成果不能直接使用,可采用水准测量方法获取GNSS控制点高程。本文介绍了常用高程测量方法的优缺点、水准测量误差来源和数字水准仪的特点,利用实际案例给出了四等水准测量布网方案并对测量成果进行计算分析,结果表明,闭合差均小于1/3限差,每千米全中误差为±1.8 mm,小于限差±10 mm,可供设计施工使用。

特大型跨海桥梁工程似大地水准面精化实践与分析

特大型跨海桥梁工程似大地水准面精化应用实践极少。为解决风浪大、长距离等复杂海况下海上施工的高精度定位和放样等难题,本文对某特大型跨海桥梁工程进行高精度似大地水准面精化,基于地形、重力数据等基础数据和先进的理论模型,采用应用广泛的第二类Helmert聚集法计算得到似大地水准面模型。经实践验证,该似大地水准面模型精度达±0.008 m,应用实测平均精度为±0.0118 m,成果满足设计精度要求;同时,通过将格网模型植入该桥梁建设所建立的工程用连续运行基准站(CORS)系统内,方便大桥日常建设中采用网络实时动态定位(RTK)实现高精度的施工放样,提高工作效率,为大桥顺利建设提供重要的基础技术支持和保障。

Suitable region of dynamic optimal interpolation for efficiently altimetry sea surface height mapping

The dynamic optimal interpolation(DOI)method is a technique based on quasi-geostrophic dynamics for merging multi-satellite altimeter along-track observations to generate gridded absolute dynamic topography(ADT).Compared with the linear optimal interpolation(LOI)method,the DOI method can improve the accuracy of gridded ADT locally but with low computational efficiency.Consequently,considering both computational efficiency and accuracy,the DOI method is more suitable to be used only for regional applications.In this study,we propose to evaluate the suitable region for applying the DOI method based on the correlation between the absolute value of the Jacobian operator of the geostrophic stream function and the improvement achieved by the DOI method.After verifying the LOI and DOI methods,the suitable region was investigated in three typical areas:the Gulf Stream(25°N-50°N,55°W-80°W),the Japanese Kuroshio(25°N-45°N,135°E-155°E),and the South China Sea(5°N-25°N,100°E-125°E).We propose to use the DOI method only in regions outside the equatorial region and where the absolute value of the Jacobian operator of the geostrophic stream function is higher than1×10^(-11).

西藏高原带(线)状工程高程拟合精度分析

在西藏高原地区进行带(线)状工程的高程测量面临比平原地区更为复杂的挑战。为了迅速获得满足工程建设需求的精确高程数据,本文针对某具体工程案例,采用了多项式曲线拟合、最小二乘平面拟合、三次样条曲线拟合和二次曲面拟合等4种单一拟合模型,以及结合重力场模型的“移去-拟合-恢复”法混合模型计算拟合高程,分析评估各种拟合方法的精度。经对比分析,单一模型中三次样条拟合模型在高原地区带(线)状工程高程拟合精度最好,且满足三等水准测量精度要求。本文为类似西藏高原地区工程项目在高程拟合时提供了重要的参考价值。

精准施工中测距固定常数改正数检测研究

为保证控制网的精度质量,防止误差的积累,提高测量精度,在使用全站仪进行水准和导线测量时要保证其测距精度,而测距精度则主要受系统误差和偶然误差的影响。针对由全站仪及配套使用的棱镜所引起的系统误差进行了详细研究,提出了一种精确测定全站仪及配套棱镜测距固定常数改正数的方法,并将该改正数用于测量过程中和数据解算时对观测数据进行改正。经现场工程项目验证,该方法可有效提高精密测距精度,尤其对于长距离隧道施工控制网布设来说效果显著,所提出的测定检验方法能提高全站仪精密测距精度,为提高施工控制网精度打下基础。

一种基于深度学习的多基线InSAR高程反演方法

提出一种深度学习与聚类分析算法结合的多基线合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)高程反演方法。该方法利用深度学习神经网络对干涉图截距信息进行分类,作为干涉像元类别属性判断的依据,精确获取干涉像元聚类中心,在此基础上利用聚类分析算法获得观测场景的高程信息。主要步骤如下:首先,获取干涉图截距信息,随后利用深度学习神经网络对干涉图截距信息进行分类,获得干涉像元类别属性。其次,对网络预测的同一类别像元截距取其平均作为该类别像元的聚类中心,有效避免传统算法因对噪声敏感造成的错误分类。最后,利用聚类分析算法对网络预测聚类中心进行后处理得到观测场景高程信息。模拟和实测实验数据表明,在不同信噪比的情况下,该方法对不同地形高程反演的均方根误差比传统CA算法更小,重建精度更高。

基于Python编程的高程异常模型解析方法

该文主要介绍高程异常的概念以及解析高程异常模型的方法。首先解释高程异常的定义和影响因素,然后详细描述解析高程异常模型的过程,包括文件结构和编码方式。接着,该文介绍利用Python编程实现高程异常值获取的方法,包括读取文件信息和插值计算。最后,该文总结使用Python编程解析Trimble GGF高程异常模型的方法,并讨论插值方法的优劣以及拟合曲面的效果。

甘肃段阿尔金山主峰高程测量与确定

本文针对甘肃省最高峰阿尔金山(甘肃段)存在高程数据不一致的现象,对其原因进行了剖析。在确定甘肃省最高峰地理位置以及主峰沉降趋势的基础上,结合其他著名山峰测量的先进技术手段,充分考虑甘肃段阿尔金山地区的地形和环境,选用了机载激光雷达技术进行高程测量。此外,还对所得到的测量结果进行了验证,以确保其准确性和可靠性。通过利用先进的测量技术,能更好地满足社会各界对地理信息数据的需求,并提供更为精准可靠的服务。此项研究也是推进测绘成果社会化应用,提升测绘服务保障水平的重要体现。

GPS高程测量技术在水利工程测量中的应用

在水利工程实际测量中GPS测量的大地高的应用非常有限,须要将大地高利用高程拟合技术转变成正常高,为解决该过程中易出现异常高程的问题提出多项式和多面函数拟合法。文章结合GPS拟合原理计算分析多面函数、二次和三次多项式拟合方法的高程拟合差值及异常值,并比较分析3种方法的评定精度。结果表明:多面函数法优于二次和三次多项式法的拟合精度,对水利测绘工程多面函数法具有更高的计算效率及测量精度。

基于数据应用保护的野外调绘核查方法研究

随着信息技术的迅猛发展,数据安全问题备受关注。在野外调绘核查中,如何确保数据的传输、存储和使用的安全性是一项迫切需要解决的问题。本文基于数据应用保护的理念,针对野外调绘核查进行了深入研究。通过对数据进行加密处理,并采用单向通信方式将加密数据传输至终端设备,在终端设备上通过远程操控模块进行解密和使用,实现了对数据的高效保护和安全使用。该方法通过远程下载加密地图数据,并在终端设备上解密显示,实现了对地图数据的安全调阅和实地核查。实验结果表明,该方法在保护数据安全、提高数据使用效率以及简化野外调绘流程等方面具有显著的优势。

似大地水准面高程异常拟合方法分析研究

通过对似大地水准面拟合方法及必要性进行分析研究,单一拟合模型普遍具有一定的局限性,难以满足地形复杂区域拟合精度要求。针对该弊端,本文以某地区高程控制测量项目为研究对象,利用GNSS水准联测数据分别构建多项式拟合模型、多面函数拟合模型,然后通过最优加权平均算法对单一拟合模型拟合成果进行组合处理,形成最优加权平均模型,对研究区似大地水准面进行拟合,通过对3种模型的内外符合精度、检核点误差及误差分布情况进行对比分析,验证了最优加权平均模型相较于单一模型能够更为准确地对区域似大地水准面进行拟合精化,整体拟合效果大大提升,同时最优加权平均模型适用性较高,可操作性较强,能够实现不同地形条件区域似大地水准面的精确获取。

精密测距三角高程测量在JXCORS基准站高程测量中的应用

针对江西省卫星导航定位服务系统部分基准站点采用水准测量方法测定高程无法实施或非常困难的问题,选取其中一个站点,分别采用二等水准测量和精密测距三角高程测量2种方法进行施测。根据误差传播定律和数理统计原理,对影响观测高差中误差的观测边长和竖直角进行分析。结果表明:利用测量机器人,采用中间法和对向观测法进行精密测距三角高程测量,测量精度满足二等水准测量的精度要求,可以应用在基准站高程属性测定工作中。

二等水准测量的误差分析及消除方法

在当前的建筑工程测量事业当中,二等水准测量技术是不可或缺的重要部分,但结合以往二等水准测量技术应用案例能够发现,这一测量技术时常会出现误差问题,这就需要技术人员明确二等水准测量当中的仪器误差以及观测误差对于测量精度的不良影响,采取较为恰当合理的误差问题消除方法。详细来说,相关技术人员要深入分析二等水准测量当中仪器误差的具体来源,其中包括了水准仪误差、水准标尺误差以及调焦误差等主要仪器误差,制定一系列的误差问题实践消除措施,借此来提升测量工作的精准度。此外,外界环境因素也会对测量结果造成巨大影响,特别是工作人员要对大气折射误差做出有效消除。与此同时相关工作人员还要着重关注观测误差消除工作的重要意义,不断提出标准化的操作方法和平均值处理措施,有效降低二等水准测量过程中的误差问题,为我国建筑工程测量事业的不断发展和进步带来技术支持。