EGM 2008模型在水利工程测绘中的应用探讨

水利工程通常具有巨大的地理空间范围和复杂的地形条件,在工程设计和施工阶段需要准确的地理信息,因此对数据的准确性和可靠性要求很高。基于EGM 2008模型的GNSS高程拟合方法获得的正常高可以达到较高等级的精度要求,可以满足大比例尺地形图测绘,数字航空摄影测量等任务。本文通过EGM 2008模型在GNSS数据处理的应用研究,阐述GNSS拟合高程计算的原理和方法,并进一步说明其在GNSS控制网数据处理,网络RTK技术方面的应用。最后通过实际案例证明其成果的准确性和可靠性。

EGM 2008地球重力场模型在中国大陆适用性分析

分别利用我国大陆GPS水准实测高程异常和地面平均空间异常数据,对EGM2008地球重力场模型进行外部精度测试,结果显示:①EGM2008模型高程异常在我国大陆的总体精度为20cm,华东华中地区12cm,华北地区达到9cm,西部地区为24cm;②EGM2008模型空间异常在我国大陆的总体精度为10.5mGal(1mGal=10-3cm/s2),且大大缩小了我国大陆重力场信息东西部地区的差距;③EGM2008模型具有很高的精度,测试结果显示,EGM2008模型在我国大陆的精度与在全球范围内的精度相当;④与WDM94,DQM系列,EGM96相比,EGM2008模型高程异常精度提高了3～5倍,比利用GRACE数据的IGG05b,EIGEN-5c模型提高了2倍以上,空间异常的改善程度更为突出。鉴于EGM2008显著改善了我国大陆重力场东西部地区不平衡的现状,建议在EGM2008模型的基础上,广泛整合我国各部门最新数据,构建与我国局部重力场最佳拟合的(超)高阶地球重力场模型,重新整体计算全国似大地水准面。

EGM 2008重力场模型的高程异常精度分析

利用两条设计铁路的GPS水准点数据,对EGM2008模型解算的高程异常进行精度统计分析。结果表明,EGM2008模型解算的高程异常在地形平缓的地区精度优于地形起伏较大的山区,且在两个实验区中误差都优于±10 cm。结合一定数量的GPS水准数据,可用于1:2 000航测地形图外控点的高程拟合。

EGM 2008模型在远距离水位观测中的应用研究

为了解决远距离水位观测中垂直基准模型的构建问题,基于EGM 2008模型,通过“移去-拟合-恢复”技术建立了测区范围内不同基准面的大地高模型。通过实例讨论了构建深度基准面大地高模型的步骤和方法。结果表明,该模型构建方法正确,模型中误差为3 cm,能满足区域范围内水位观测的需要。

EGM 2008地球重力场模型在金属矿藏区域水准GPS测量中的应用

随着GPS精度的提高和全球超高阶重力场模型的公开,使得金属矿藏区域大地高转换为金属矿藏区域水准高成为可能。在山东省十二五测绘基准更新项目中,利用EGM2008以及山东省原有GPS/金属矿藏区域水准点使用移去恢复法,检查了GPS测量及金属矿藏区域水准测量上点的一致性,为后期似大地金属矿藏区域水准面的精化提供了优质的数据。

运用EGM 2008模型检验控制点高程异常粗差

在城市建设、大型工程施工、建设、运营等阶段,都需要布设三维控制网。通常采用的布设方式为GNSS+水准。而由于种种原因,最终的成果可能存在同一点的平面坐标与高程实际并不是同一点,或水准中下标高程记成上标等,通过检查平差报告很难发现此类问题。本文主要介绍运用EGM 2008模型,与成果中高程异常做比较,检查成果中的粗差存在。

EGM2008模型计算重力扰动位及相关量的方法研究

地球重力场模型EGM2008提供了计算全球高分辨率和高精度重力场相关参量的可能。本文采用球谐综合的方法,对重力扰动位、重力异常、大地水准面高等物理量的计算步骤和方法进行了研究和分析,并编制了相应的计算程序基于EGM2008无潮模型和零潮模型对以上参量进行了计算,同NGA发布的计算程序计算的结果进行了比对,验证了计算的方法正确性和可靠性。

EGM2008全球重力场模型在输电线路工程中的应用

针对输电线路工程所需的正常高,该文介绍基于EGM2008全球重力场模型来获取待定点正常高的直接法、均值法、高差法基本原理,结合某一特高压输电线路工程进行应用分析,得出直接法无法满足输电线路工程的应用要求,而均值法和高差法能够满足输电线路工程规程规范要求,且均值法和高差法在整体应用上精度一致。高差法在选取基点后,正常高获取的精度与基准点在空间距离上呈现一定的相关性,在有多余已知控点的情况下,应分段选取基点,保证每个基点的控制范围在30 km以内。

EGM2008模型高程异常在山东地区的精度分析

根据分布各地市GNSS水准点计算得出EGM2008模型在山东省范围高程异常总体精度和各地市精度,通过对计算结果进行分析,得出山东各地市EGM2008模型高程异常精度差距明显,即使相邻地市同一地形也有不小差距的结论。进一步比较各地市高程异常误差平均值与标准差之差,证明一定区域内用已知点固定差进行高程异常解算的可行性。讨论山东省各地市GNSS水准点EGM2008模型高程异常分布情况,统计高程异常误差突变区域,总结了EGM2008模型高程异常精度分布情况及实际应用中注意事项,为EGM2008模型在山东省内的工程应用提供参考。

无人机RTK联合EGM2008高程异常改正的精度分析与应用

无人机RTK以其免像控作业的优势在测绘行业应用越来越广泛,但成图精度不高是限制其应用的关键问题。利用EGM2008模型在计算高程异常上的优势,参与到免像控成图解算,比较分析该方法的可行性。通过已知点计算区域内的高程异常改正值,将其作为固定差对EGM2008模型转换高程误差进行改正。实例验算表明,无人机RTK联合EGM2008高程异常改正后的精度可满足大多数测量工程要求。

基于EGM2008和移动曲面模型的GNSS高程拟合方法研究及应用

随着GNSS高程测量的广泛使用,如何高精度求取高程异常成为作业的关键。鉴于沿海岛礁缺乏地形资料,提出一种基于EGM2008地球重力场模型提取高程异常长波项,移动曲面函数拟合残余高程异常的方法。结合青岛沿海岛礁实测数据,通过与常规直接拟合方法进行对比分析,结果表明,该方法能够提高GNSS高程拟合的精度,于沿海岛礁可以达到厘米级,可以替代四等水准测量。

基于EGM2008精化模型的无人机免像控地形测量应用研究

本研究利用无人机免像控倾斜摄影,开展1∶500和1∶1000地形测量实验,探讨无人机免像控倾斜摄影用于大比例尺地形测量可行性、精度以及相关技术方案。研究过程中采用具有RTK+IMU的大疆M300 RTK无人机进行倾斜摄影,利用局部精化后的EGM2008似大地水准面模型对无人机POS参数进行高程异常改正,然后进行空三解算、立体建模和DLG采集,最后通过地面平高控制检查点对照免像控的测量成果进行比较和精度评定。结果表明:利用具有GNSS RTK+IMU的无人机开展免像控倾斜摄影测量,其模型平面位置中误差和高程位置中误差均满足相关规范要求。

基于EGM2008模型的GPS水准拟合方法应用研究——以尼泊尔西北部山区某水电站测量工程为例

常规GPS水准拟合方法被广泛应用于测量工程中,但其具有精度不够高的缺陷。对此,文章针对尼泊尔西北部山区某水电站测量工程中水准测量施测困难的问题,结合算例对基于EGM2008重力场模型的GPS水准拟合方法进行研究,并且与传统的GPS水准拟合方法进行对比。结果表明,在尼泊尔山区某水电站高程控制测量中,该方法的测量精度相对传统水准拟合方法有很大提高,且该方法能够满足四等水准测量的要求。

CGO软件加载EGM2008重力场模型在GNSS高程拟合中的应用

水准测量和三角高程测量精度较高,但均费时费力,效率相对较低,快速高精度地获取控制点的高程是工程测量领域研究较多的课题。使用华测CGO软件加载EGM2008重力场模型解算工程GNSS控制网,解算后的高程为经过EGM2008重力异常改正后的大地高,再引入少数GNSS高程点,进行高程拟合,获得剩余高程异常,最终得到经过两项改正后GNSS点的正常高。通过几个案例数据的计算分析,表明该方法获得的高程可以达到图根高程控制测量的精度,且精度优于直接进行GNSS高程拟合的高程精度。

川西地区实测自由空气重力异常与EGM2008模型结果的差异

在四川盆地西部建立了一个由302个观测站组成的区域观测网,并进行了高精度流动重力与GPS观测,其目的是获取区域自由空气重力异常(简称重力异常)的分布特征,并对EGM2008模型在该区域的结果进行验证分析.研究区域实测的重力异常总体为负值,由西到东逐步从-160×10-5 ms-2平缓变化到-60×10-5 ms-2左右.EGM2008地球重力场模型揭示的模型重力异常较好地勾画出研究区域的总体地形分布形态,龙泉山脉以及四川盆地与青藏高原的边界皆存在明显的模型重力梯度带.研究区东南部的模型重力异常大约为-50×10-5 ms-2左右,但在龙泉山西部成都平原地区,模型重力异常则达到-120×10-5 ms-2左右.在区域观测网内绝大部分观测点上,模型与实测重力异常的差值几乎为一个常数(-10×10-5 ms-2左右),说明EGM2008地球重力场模型可较好地反映实际重力场的空间分布形态.如果配以一定数量的地面观测数据进行整体调节,EGM2008地球重力场模型就可以较真实地反映实际地球重力场.

EGM2008地球重力模型数据在中国大陆地区的精度分析

本文介绍了5′×5′的EGM2008地球重力模型及其在全球的精度评价.按照地形变化规律,将中国大陆大致分为7个区域,在10km网度上,将EGM2008地球重力模型数据与中国地面实测空间重力网格数据进行了对比.由于数据源的问题,中国大陆的模型数据精度普遍低于北美和欧洲.二种数据在地形平坦的东部地区差别较小,向西随着地形复杂程度的增加,二种数据之间的标准差从小于10mGal增大到50多mGal.畸变点分析表明精度极低的网格点均分布在地形起伏大的地区.总体而言,5′×5′的EGM2008地球重力模型数据在中国大陆将近80%的面积上的精度可达10mGal之内,可用于小比例尺重力编图和构造研究.在地形起伏较大的中国西部以青藏高原为例进一步比较了EGM2008重力模型和重力测点数据,结果表明在重力点分布稀疏不均匀的地区,平面网格数据难以准确表达重力场信息.由于缺少地面重力数据控制,EGM2008重力模型数据在中国西部精度较低,但模型数据依然在很大程度上提高了空间重力异常信息的丰富程度.将中国区域重力调查成果数据应用于地球模型的构建是一项有意义的工作.

利用EGM2008位模型计算中国高程基准与大地水准面间的垂直偏差

高程基准面相对于大地水准面的垂直偏差是区域高程基准转换和全球高程基准统一的基础数据。利用最新发布的EGM2008地球重力场模型和中国均匀分布的936个GPS水准点数据计算得出中国青岛大港验潮站的重力位为62 636 852.85±0.07 m2/s2,进而得到中国1985高程基准相对大地水准面的垂直偏差为0.32m。

基于EGM2008的GPS水准拟合在复杂地形中的应用研究

为提高地形复杂地区GPS水准拟合的精度,分析了EGM2008地球重力场模型的精度和应用情况。以西北某中低山测区和某丘陵测区为例,采用常规水准拟合与地球重力场相结合的"移去恢复法"进行高程拟合精度研究,并与常规水准拟合法进行对比分析。结果表明,基于地球重力场的"移去恢复法"在地形复杂地区可以达到较好的精度。

EGM96和EGM2008地球重力场模型计算弹道扰动引力的比较

给出了利用地球重力场模型计算扰动引力以及重力场模型截断误差的公式,计算了36阶、360阶、2 160阶地球重力场模型在径向和水平方向的截断误差,并对36阶、360阶的EGM96和EGM2008重力场模型计算的弹道扰动引力矢量进行了分析和比较。结果表明,采用重力场模型计算扰动引力时,模型阶数和弹道点的高度越低,模型截断误差越大;EGM96和EGM2008模型的一致性随着模型阶数的升高而逐渐降低。总体来看,EGM2008模型的精度要好于EGM96模型。

EGM2008求解高程异常在新疆地区的精度分析

根据分布于新疆全区13个地州、38个测区的998组GPS水准数据,计算得出EGM2008模型在新疆地区的总体精度为0.146m,其中平原区为0.063m,山区为0.117m,沙漠区为0.205m,高山区为0.217m。分析了EGM2008模型高程异常精度的分布规律及其随距离的变化情况,进而提出在一定范围内利用EGM2008模型对GPS大地高进行转换可以代替四等以下水准测量的观点及其适用范围和注意事项。