GPS讲座GPS水准.ppt
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1、GPS水准,1. 高程系统,GPS水准 高程系统,地球表面、参考椭球面与大地水准面,GPS水准 高程系统 地球表面、参考椭球面与大地水准面,大地高,定义 是以参考椭球面为基准面的高程系统。 某点的大地高是该点到通过该点的参考椭球的法线与参考椭球面的交点间的距离,也称为椭球高 用H表示。 大地高是一个纯几何量,与参考椭球有关。 测量方法 大地高可以通过将笛卡尔坐标( )转换为大地坐标( )得出 采用GPS测量的方法可以直接确定出点在地心地固坐标系下的三维坐标,GPS水准 高程系统 大地高,正高,定义 是以地球不规则的大地水准面(geoid)为基准面的高程系统。 某点的正高是基准面(大地水准面)到
2、该点的距离,量测沿它们之间每个等位面的垂线进行。 用符号 表示。 测量方法,GPS水准 高程系统 正高,正常高,定义 正常高系统是以似大地水准面(quasi-geoid)为基准的高程系统。 某点的正常高是该点到通过该点的正常重力线与似大地水准面的交点之间的距离。 用符号 表示。 测量方法 如果在正高定义式中,用正常重力 代替无法精密求定的 值,即为正常高的定义式,GPS水准 高程系统 正常高,各高程系统间的关系,GPS水准 高程系统 各高程系统间的关系,2. GPS水准,GPS水准 GPS水准,GPS水准概述,定义 采用GPS测量的手段,测定正高(正常高)。 原理 关键 获得各点的大地高(GP
3、S方法) 获得各点的大地水准面差距N(高程异常),GPS水准 GPS水准 GPS水准概述,GPS水准概述,大地水准面差距的确定方法 天文大地法 地球重力场的重力位模型 在诸如Stokes积分的技术中使用地面重力数据 几何或内插方法,GPS水准 GPS水准 GPS水准概述,天文大地法,方法 直接与局部大地网相联系,因为一方面所需数据(垂线偏差)为天文坐标,而另一方面为相同点的大地坐标。大地水准面差距的剖面是在这些天文大地点间计算的。 特点 所获得的大地水准面差距的信息是相对于局部椭球的 基本数据为垂线偏差 仅适合于具有天文坐标的区域 精度差,GPS水准 GPS水准 天文大地法,重力位模型法,方法
4、 特点 所得到的大地水准面差距信息相对于地心椭球,所带参数针对特定模型(现代球谐模型的椭球大小和扁率采用了WGS84参数) 基本数据位模型的球谐或重力位系数 适用性广,可在陆地、海洋和近地轨道 精度与重力位模型有关,GPS水准 GPS水准 重力位模型法,重力测量(Stokes积分)方法,方法 特点 所得到的大地水准面差距信息是相对于地心椭球的 基本数据是计算点附近的地面重力观测值 仅适用于具有良好局部重力覆盖的区域 精度与重力数据密度、分布、质量等有关,GPS水准 GPS水准 重力测量(Stokes积分)方法,高程拟合,原理,GPS水准 GPS水准 高程拟合,高程拟合,影响拟合精度的因素 拟合
5、区域内的大地水准面起伏 山区的起伏大于平原地区 水准点的数量与分布 数量多、分布均匀、包围拟合区域则有利于拟合 大地高、正常高的精度 拟合的方法,GPS水准 GPS水准 高程拟合,结合物理大地测量手段确定点的正常高,确定高程异常的物理大地测量方法 纯物理大地测量确定高程异常的缺点 优点:若进行重力加密测量,可较好地获取似大地水准面的起伏 缺点:所确定出的高程异常值的准确度低,扰动位,正常重力 (由公式计算),高程异常,正常重力位 (由公式计算),实际引力位 (由重力场模型计算),GPS水准 GPS水准 结合物理大地测量手段确定点的正常高,结合物理大地测量手段确定点的正常高,结合物理大地测量手段
6、确定点的正常高的步骤 第一步:采用物理大地测量手段确定出所有点的高程异常 (这里所确定出的高程异常准确度不高) 第二步:利用水准测量资料,确定出部分点的高程异常 (这里所确定出的高程异常准确度高),并将这些值分别与“第一步”所获得的对应值相减,得到这些点上两种不同方法所获高程异常的差值 第三步:利用“第二步”所获得的差值进行拟合(插值),推求其它点上的差值 ,并利用这些差值计算出这些点上的正常高,GPS水准 GPS水准 结合物理大地测量手段确定点的正常高,提高GPS水准质量的方法,将项目区域保持在控制点20 km半径的范围内 在VDOP小于5.0时进行观测 使用固定的三角架 使用双频接收机 使
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