基于EGM2008重力模型的高程测量方法探讨

为探求EGM2008重力模型在高程测量中的应用效果,利用江西省范围内不同区域的GPS水准点高程对EGM2008重力模型外部测量相对精度进行检核。结果表明,EGM2008重力模型高程测量精度优于RTKGPS和静态GPS拟合的高程精度。将EGM2008重力模型技术应用在抗旱提水项目的高程测量中,可以提高工效,同时提出了如何提高测量精度的应对措施。

GPS测量高程利用EGM2008重力模型转换为似大地高程的研究

结合GPS的定位原理,详细分析了几种高程系统和EGM2008重力场模型,重点介绍了在工程中利用EGM2008重力场模型进行GPS高程转换的实例。研究表明,利用EGM2008重力场模型进行GPS高程转换,相比一般的水准高程测量,可以减少大量人工成本,并且对其数据的处理和计算比较简单。

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。

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.

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。

基于EGM2008重力场模型的高程联测方法

为提高高程联测的工作效率和精度,提出基于EGM2008重力场模型,GPS技术结合似大地水准面的高程联测方法,并在山东地区比较了不同方法拟合高程异常残差的精度。研究结果表明:加权反距离法的拟合标准差为6.3 cm,优于其他方法,高程联测的精度可信。

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。

基于EGM2008模型的重力观测点GPS高程转换

在重力勘探工作中,重力成果的精度受重力观测点高程的影响尤为明显。在分析了EGM2008模型的精度基础上,提出一种基于该模型的重力观测点GPS高程转换方法,并利用某地区GPS水准资料,对转换方法的可行性进行验证分析,结果表明,这种方法完全适用于中小比例尺重力勘探工作。

EGM2008重力场模型在RTK高程测量中的应用

由于GPS测量得到的是WGS-84高程,而我国采用正常高系统,使用RTK高程必须进行高程拟合,需要均匀分布测区且数量足够的GPS/水准已知点。在我国大陆,EGM2008重力场模型高程异常总体精度为20cm,提出了将EGM2008模型应用于RTK高程测量的方法,根据实际应用检核结果,RTK单点校正即可达到较高精度。

EGM96与EGM2008地球重力场模型精度比较

给出了由地球重力场模型计算重力异常和垂线偏差的公式，利用36阶、360阶EGM96、EGM2008地球重力场模型计算了国内某地区格网点重力异常和地面垂线偏差，并将其与实测数据进行比较，从而对这两种模型的精度进行了分析和比较。结果表明，在表示国内某地区格网点重力异常时，EGM2008模型精度较高；在表示地面垂线偏差时，两种模型的精度相当。

DQM2000d、UGM05和EGM2008地球重力场模型精度比较

给出由地球重力场模型计算重力异常和垂线偏差的公式，利用36阶、360阶、1800阶DQM2000d、UGM05以及EGM2008地球重力场模型计算国内某地区格网点重力异常和地面垂线偏差，并将其与实测数据进行比较，从而对三种模型的精度进行评估。结果表明，在表示国内某地区格网点重力异常时，UGM05模型精度最高，DQM2000d模型精度次之，EGM2008模型精度最低；在表示地面垂线偏差时，三种模型的精度相当。

基于EGM2008重力场模型的局部高程基准统一

本文利用最新全球重力场模型EGM2008和GPS水准数据计算了我国1956黄海高程基准面和香港主要高程基准间的垂直偏差和重力位差.计算结果表明,这两个基准面间的重力位差为8.065±0.343 m^2s^(-2),即我国1956黄海高程基准面平均高于香港主要高程基准面82.4±3.5 cm.同其它重力场模型及局部重力场模型计算的结果和实测值的比较表明,EGM2008模型的结果更加精确可靠.这将为我国在未来的海岛礁测绘中实现跨海高程基准的传递提供一种经济可行的方案.

在小区域内利用EGM2008重力场模型进行GPS高程转换的应用分析

简要介绍了EGM2008全球重力场模型,以及利用EGM2008模型计算地面点高程异常的原理,指出了在已知GPS控制网内一点正常高的情况下,如何应用该模型通过计算高程异常进而推算网内各点正常高的方法。结合在冀东某地山区和海滨的两个实验区数据,对使用上述GPS高程转换方法所能达到的精度进行了分析,结论认为在小区域内可以达到四等水准测量精度。

利用EGM2008模型和地面实测重力资料反演川滇地区构造应力场

分别利用EGM2008模型和地面实测重力资料反演川滇地区构造应力场,并总结分析川滇地区构造应力场特征。结果表明,EGM2008模型和地面实测重力资料的反演结果较为一致;川滇地区构造应力场复杂,龙门山断裂带和嘉黎断裂带地区构造应力分布明显、聚集程度高,构造应力均值也较大,反映了该地区构造运动活跃,与地震历史资料相对应。

EGM2008重力场模型在南水北调中线工程中的应用

针对南水北调中线工程具有线路长、地势较平坦的特点,提出利用EGM2008地球重力场模型的方法。以水准测量成果为真实值,计算高程拟合内外符合精度及每公里高差中误差,评定EGM2008模型与平面拟合方法的高程拟合精度。结合南水北调中线工程实例表明,EGM2008模型获取正常高结果可以达到四等水准测量要求,且拟合精度优于平面拟合精度。因此,EGM2008地球重力场模型在高程测量中的应用,有助于实现南水北调中线工程中平面和高程控制测量的一体化。

基于EGM2008地球重力场模型的GPS高程转换研究

综合利用EGM2008地球重力场模型,采用"移去-拟合-恢复"方法和二次曲面函数数值逼近算法进行GPS高程转换。通过某隧道实例验证了"移去-拟合-恢复"的有效性和实用性,检验了EGM2008地球重力场模型的精度。通过计算比较,在测区范围内,合理选择均匀分布的GPS/水准点,可以使高程拟合精度达到最大。

基于EGM2008重力场模型的区域似大地水准面确定

研究了利用超高阶地球重力场模型EGM2008以及GPS/水准数据确定区域似大地水准面的方法。基于该方法,计算了某一区域分辨率为2.5′×2.5′的似大地水准面模型,检核结果显示:基于该模型确定的区域似大地水准面的精度要明显优于EGM96模型,内外符合精度均优于5 cm。

EGM2008地球重力场模型在城市正常高计算中的应用研究

基于空间分辨率1′×1′EGM2008地球重力场模型数据,用Hans-Gerd Duenck-Kerst等开发的Alltrans EGM2008Calculator 1.2软件,探讨如何获取城市高程异常及加常数,并提出了EGM2008重力场模型与我国区域采用似大地水准面之间的加常数,得到一些有益的结论,可为其他工程正常高的获取提供重要的借鉴经验。

基于EGM2008地球重力场模型的GPS高程转换研究

针对地形起伏较大地区纯粹采用数值逼近方法进行GPS高程转换精度不高的事实,提出了一种在"移去—拟合—恢复"思路的基础上,综合利用EGM2008地球重力场模型和数值逼近算法进行GPS高程转换的方法。通过贵州某段高速公路首级测量控制网实例验证了该方法的有效性和实用性,证实该方法在地形起伏较大的重山区能够达到较高的精度。