【基于重力场模型高程拟合残差求定GPS正常高】
在现代地理信息系统(GIS)和地球科学中,高程数据的精确性至关重要,特别是在水利、地质、测绘等领域。GPS(全球定位系统)提供了高精度的三维位置信息,但其测量得到的是大地高,而非更贴近实际地面的正常高。正常高是指从测量点沿铅垂线到当地似大地水准面的距离,是工程应用中常用的高程标准。为了将GPS测得的大地高转换为正常高,需要计算高程异常。
高程异常是测量点的大地高与正常高之差,它反映了地球重力场的不均匀性。根据公式(1),N = H84 - H,其中N为高程异常,H84为大地高,H为正常高。因此,精确计算高程异常是获取高精度正常高的关键。
传统的高程异常计算方法包括重力大地水准面法,即通过地面重力测量数据结合地球位模型(如NASA的EGM96)和数字地形模型来推算。然而,这种方法需要大量重力测量数据,工作量大且成本高。
文章提出了一种新的方法,即基于重力场模型的高程拟合残差求定GPS正常高。该方法利用重力场模型计算每个GPS点的高程异常残差,并将其作为观测值。通过解析内插法,将已知高程点的高程异常残差作为固定值进行拟合处理,从而建立一个区域性的线状似大地水准面拟合模型。这种方法的优势在于,可以在联测较少高等级水准点的情况下,提高区域高程拟合的精度,同时降低测量工作的复杂性和成本。
在西汉水流域规划高程控制测量的应用实例中,这种方法证明了其有效性。在联合测量少量高等级水准点的情况下,区域高程拟合精度满足了流域规划控制测量对高程精度的需求,提高了工作效率。
总结起来,这篇研究论文探讨了如何利用重力场模型的高程拟合残差来优化GPS正常高的计算,减少了对已知高程点数量的依赖,提升了高程异常拟合的精度。这种方法对于大规模的地形测量和地壳形变监测等项目具有很高的实用价值,可以有效提升GPS高程数据在工程应用中的精度和效率。