大地水准面高对InSAR大范围地壳形变监测的影响分析

由于InSAR数据处理所用的WGS84参考椭球系统与通用的DEM高程系统(EGM96大地水准参考面)不一致,在InSAR形变监测分析中会引入大地水准面高导致的误差.本文利用覆盖青藏高原北部阿尔金断裂带西段的27景Envisat ASAR宽幅模式数据和44景条带模式数据,研究了大地水准面高与InSAR大范围形变测量不确定性的关系:(1)模拟分析表明对于100m的垂直基线,8.8m的DEM测量误差,若研究区域存在20m的大地水准面高的变化,对宽幅或条带模式InSAR形变测量造成的影响将由3mm增至10mm左右;(2)实例验证表明对于不同的研究区域,大地水准面高与该地区地形变化存在较大相关性,对于同一研究区域,垂直基线的大小决定了大地水准面高对InSAR不确定性的影响程度;(3)对于大地水准面高有较大梯度变化的研究区域,组合短基线方法与去除轨道平面的方法难以消除大地水准面高的影响.使用基于WGS84高程系统的DEM,可以为InSAR形变测量分析提供统一的高程基准,有效避免大地水准面高误差的影响.

大地水准面高的计算及其在海底地形反演中的应用

为充分挖掘海洋重力数据在反演海底地形中的应用潜力,尝试探索利用大地水准面高反演海底地形的技术途径,并以夏威夷—皇帝海山链拐点所在海区作为反演试验区进行验证。首先采用Belikov列推法计算伴随(缔和)勒让德函数,利用EIGEN-6C4地球重力场模型解算获取了分辨率为1'的大地水准面高格网数值模型;然后通过综合分析反演比例函数和转换函数特点、研究海区大地水准面高与海底地形的相干特性以及大地水准面高本身尺度特征,获得了利用大地水准面高反演海底地形的频段范围;最终以试验海区大地水准面高为数据输入,构建了相应的海底地形模型(BNT模型),并与ETOPO1等海深模型进行比对分析。试验结果表明:BNT模型检核差值在一倍均方差范围检核点数量占比70.60%,相比正态分布更加集中;BNT模型检核精度低于ETOPO1等海深模型;海深模型检核精度随着水深增加不断提升,水深小于1 000 m时,海深模型相对误差出现较大发散现象;计算海域ETOPO1模型精度最高,GEBCO模型和DTU10模型检核精度相当。

大地水准面高和垂线偏差截断系数的递推公式

基于日本的获原子幸男大地水准面高截断系数Ｑｎ（ｔ）和垂线偏差Ｃｏｏｋ截断系数ｑｎ（ｔ）的递推公式，本文推导了惯用大地水准面高截断系数Ｑｎ（ψ０）和垂线偏差截断系数Ｒｎ（ψ０）的递推公式，并列出了利用最小平方逼近方法改化Ｓｔｏｋｅｓ积分核以加速级数收敛的公式和改化后的截断系数。

珠峰峰顶大地水准面高的确定

大地水准面高是珠峰正高确定的前提,通过计算珠峰似大地水准面(高程异常)以及似大地水准面与大地水准面间的高差确定大地水准面高。首先,利用地形模型、地球重力场模型、地面和航空融合重力数据等资料,基于Molodensky原理及移去-恢复技术精化珠峰地区分辨率为1.5′×1.5′的重力似大地水准面模型;其次,利用珠峰地区GNSS水准点纠正重力似大地水准面模型,消除系统差,得到1985国家高程基准下珠峰区域的似大地水准面模型;最后,利用珠峰峰顶实测重力值,采用移去-恢复和重力归算方法计算似大地水准面与大地水准面间的高差,完成珠峰峰顶大地水准面高的计算。结果表明,基于EIGEN-6C4地球重力场模型,融合地面、航空重力获得的重力似大地水准面精度达4.8 cm,相较于单独利用地面重力资料获得模型精度提升约40%;在1985国家高程基准下,珠峰峰顶高程异常为-25.586 m,似大地水准面与大地水准面间的高差为-1.216 m,大地水准面高为(-26.802±0.06)m,计算结果较2005年更加可靠。

联合多代卫星测高和多源重力数据的局部大地水准面精化方法

本文研究了基于泊松小波径向基函数融合多代卫星测高及多源重力数据精化大地水准面模型的方法.分别以沿轨垂线偏差和大地水准面高高差作为卫星测高观测量,研究了使用不同类型测高数据对于大地水准面建模精度的影响.针对全球潮汐模型在浅水区域及部分开阔海域精度较低的问题,引入局部潮汐模型研究了不同潮汐模型对于大地水准面的影响.数值分析表明:相比于使用沿轨垂线偏差作为测高观测量,基于沿轨大地水准面高高差解算得到的大地水准面模型的精度更高,特别是在海域区域,其精度提高了2.3cm.由于使用沿轨大地水准面高高差作为测高观测量削弱了潮汐模型长波误差的影响,采用不同潮汐模型对大地水准面解算的影响较小.总体而言,船载重力及测高观测数据在海洋重力场的确定中呈现互补性关系,联合两类重力场观测量可以提高局部重力场的建模精度.

长沙市高精度似大地水准面模型的确定

长沙市似大地水准面精化根据移去-恢复原理,以EIGEN03C地球重力场模型作为参考重力场,利用549个点重力数据,采用第二类Helmert凝集法完成重力似大地水准面的计算;然后利用球冠谐调和分析方法将110个GPS水准点与重力似大地水准面联合求解得出2'!2'格网似大地水准面精化模型,其精度达到±8.0 mm,与36个C级GPS检核点比较,其差值的标准差为±9.7mm,优于设计要求。

似大地水准面精化成果在漳州市大比例尺地形图控制测量中的应用

简要介绍似大地水准面精化成果的确定方法以及该成果在漳州市大比例尺地形图控制测量实践中的应用情况。

精化沿海高程异常图的方法——CPS、海面水准相结合法

引言 我国沿海包括岛屿的高程测量,过去普遍采用海面水准法(即平均海面同步改正法),测量已知站(长期站)到未知站(临时站)的高差,这种方法求得的高程是从青岛验潮站平均海面起算的。青岛验潮站平均海面与中国沿海其它验潮站平均海面高程并不相同,有海面地形之差。人们认为青岛验潮站平均海面起算的高程称正常高h,正常高是从似大地水准面起算的,高程异常ζ就是似大地水准面高,它不具有物理意义。现在常采用的GPS测高法求得的高程(大地高H),是从大地水准面起算的,大地水准面可用重力法求得,具有物理意义,但精度不高,需要精化。

利用重力场模型和局部重力资料计算GPS水准高的精度探讨

利用大地水准面高，结合ＧＰＳ测量的高程信息，直接计算ＧＰＳ水准高，是一种全新诱人的解决方案。本文就这种方案，根据其核心技术──大地水准面高的性质：长波长－全球重力场；中波长－局部重力资料；短波长－数据地形，对它的具体实现、适用范围以及精度分析作了详尽的探讨，在此基础上，提出一些ＧＰＳ水准应用规范和要求。

利用卫星测高垂线偏差计算其他重力场元的特性分析

利用卫星测高技术确定海洋重力场,垂线偏差数据作为导出观测量在实际工作中被普遍采用。利用物理大地测量边值问题的定义以及扰动位在球面边界条件下的解,给出了由垂线偏差计算大地水准面高、重力异常和扰动重力的公式。分析了不同积分计算公式在重力场阶谱表达形式下对垂线偏差误差的抑制作用,也分析了不同积分核函数的变化特性,得出基本结论:在利用卫星测高数据求解海洋重力场时,当以格网化海面垂线偏差数据计算重力场参数时,求解的大地水准面高的有效性和稳定性优于重力异常和扰动重力。

由拔海高度说验潮

拔海高度是建立气象站不可缺少的要素之一,否则观测的一些气象要素如气压等就无法进行换算,失去比较意义。拔海高度顾名思义,就是地面某一地点离开海平面的高度。测绘部门将拔海高度称为高程系统,海平面位置称为高程为零的位置,一般称为水准基面或大地水准面。比大地水准面高的地面点的高称为正数,反之为负数。对于波涛汹涌、潮汐变化的大海,

大地测量学

提出了现代大地基准要考虑和顾及高精度、涵盖全部国土、三维、地心、动态、国际接轨等6个要素。建议在国家GPS200o网的基础上,进一步加密GPS网点和永久性跟踪站,构建有足够数量和密度合理分布的新的大地坐标框架点。

三、P22大地测量学

CH950078关于我国天文大地网精度的若干分析/易传良∥解放军测绘学院学报/《解放军测绘学院学报》编辑部.—1993,(2).—5～9简述了间接平差中能对大规模网同时考虑观测误差和起始误差影响的精度估算新方法;计算分析了几类典型图形中起始误差与观测误差影响的比例关系;用两种不同方法计算分析了我国天文大地网的最弱点点位中误差,精度为±2.0m。

P22 大地测量学

CH972056 用大地测量资料反演青藏高原构造应力场的初步尝试/许才军(武汉测绘科技大学)…∥测绘学报.—1997,26(2).—95～100 大地测量反演构造应力场是利用大地测量观测值及其函数值作为一种边界约束参与构造应力场的数值模拟。结合青藏高原地质、地球物理条件,利用有限单元法,初步建立了青藏高原构造应力场三维线弹性数值分析模型。用地表水准和GPS资料提供的位移值作为地表边界约束条件,反演计算了青藏高原应变场和应力场。数值计算表明,青藏高原构造应力场以南北向挤压为主,东西向拉张为辅,欧亚板块与印度板块相撞作用仍控制着高原现今的构造应力场。

三、P22 大地测量学

冰期后地壳回弹运动的空间大地测量检测/孙付平(武汉测绘科技大学地测院)…∥测绘学报.—1997,26(4).—283～288讨论了用空间大地测量地壳运动观测量(基线变化率、站速度)检测冰期后地壳回弹运动的方法和结果。通过最近获得的空间大地测量地壳运动观测结果与最新冰期后地壳回弹模型 ICE—4G 的估计值的比较和相关分析,发现两者有较好的一致性,相关系数高达0.80～0.90。

地球内不同类型应力源引起的地球变形

本文研究了地球在内部位势场源和管量场源作用下引起的球形地球变形。着重研究了大地水准面高的变化与正高变化的比直,导出了它在球坐标系中的理论和数廬计算公式。数值结果表明:地球在位势力源和管量力源作用下所引起的大地水准面高的变化与正高变化,其比值的球函数系数低阶项相差近一个量级。因此,用大地水准面高的变化与正高变化的比值这一指标来研究现代地壳运动及重力场随时间变化等地球动力学问题将是十分有用的。

94版重力数据CD—ROM概况

94版重力数据CD—ROM是由美国国家海洋与大气管理局(NOAA)下属的国家地球物理数据中心(NGPC)与国家海洋局(NOC)合作制成的。该CD—ROM容纳了约634MB的数据量,其中约25％为实际观测数据,65％为格网等衍生数据,10％为地缘边界数据。这是目前世界上公开发表的重力场资料中。

重力场模型EGM2008和EGM96在中国地区的比较与评价

利用中国854个GPS/水准点数据对EGM2008和EGM96两个重力场模型的精度进行了比较,结果表明,由模型计算得到的大地水准面高与实测值之间存在着明显的系统差,经系统差改正后,两模型得到的大地水准面的精度有明显的提高。采用西部289个GPS/水准点进行解算,剔除系统差前后两个模型的精度情况统计结果表明,在西部地区EGM2008要比EGM96符合得更好。

SPOT卫星影像联机立体摄影测量处理问题

在联机摄影测量测图环境中,处理动态的、随时间变化的卫星影像,如SPOT卫星影像时,必须考虑若干方面的问题,其中的两个主要问题是:计算机控制像盘定位必须妥善解决成像传感器位置和姿态的变化问题,同时还要保持联机所需的实时性能不变;在这种连续测图方式中,输入的模型高程必须是椭球面高程(大地高)或大地水准面高。本文提出了上述及其他一些有关问题,并给出了答解。这些答解是建立在广泛的软件模拟,众多的实验分析以及解析测图仪实测的基础上。