简述区域似大地水准面精化高程模型的建立及在凤县地区的应用
摘要从区域似大地水准面精化高程模型的建立原理、方法选择、点位分布出发,结合凤县地区GPSD级网布设,对四等水准高程和精化高程进行比较,得出GPS精化高程可以满足四等及以下等级高程精度。
关键词似大地水准面精化高程模型;大地高;正高;正常高;高程异常
引言
随着GPS定位技术的不断成熟和广泛应用,利用GPS观测数据可同时获得观测点的三维坐标,由于目前我国采用的高程系统(即正常高)与观测获取的大地高不一致,使得GPS技术测得的大地高这个重要数据资源不能被充分利用。因此区域似大地水准面精化成为一项重要的工作,正常高的求得成为GPS应用领域的一个研究方向。
1区域似大地水准面精化的目的
GPS相对定位技术能够在103m数量级精确地获得所测控制点的平面位置,但由于GPS观测获得的高程数据是相对于WGS84椭球的大地高,尽管GPS能够获得高精度的大地高,但因暂无法获得一个相应精度和高分辨率的大地水准面模型,使得在进行GPS大地高与正常高的转换中数据精度丢失严重。一直以来GPS相对定位技术的高程值问题未能以与平面相应的精度求解点位。
我们如何能够采用大地测量方法精确求得观测点的正常高与大地高的差值,即似大地水准面差距,使GPS测得的大地高良好的转换为正常高,利用GPS测量手段代替四等及以下水准测量及三角高程测量,并充分实现GPS定位技术的三维定位功能1,使点位平面控制网和高程控制网同时测定成为目标。
2区域似大地水准面的建立
21基本原理
大地高的定义是从地面点沿法线到采用的参考椭球面的距离,记为H,因此当采用不同的参考椭球模型,所得到的大地高也是不同的。正高的定义是地面点沿重力线到大地水准面的距离称为正高,记为h正高,大地水准面是正高的起算面,也称为重力等位面。参考椭球面与大地水准面之差的距离称为大地水准面差距,记为N。
根据位差理论,某待定点的正高应等于沿水准路线所测的位差除以该点的重力平均值,记为gm,由于gm在不同地区存在较大差异,要准确求出难度较大,所以正高在解算过程中有一定难度。因此,普遍采用待测点的正常重力值rm重力平均值gm2。这样由于重力值的改变,其效果相当于高程起算面也发生了
f变化,即不再是大地水准面,而称为似大地水准面。正常高的定义是地面点沿重力线到似大地水准面的距离称为正常高。以似大地水准面定义的高程系统称为正常高系统。如下图1所示。
我国目前采用的法定r