邻水县GNSS控制测量及高程拟合研究

发布时间：2017-08-15 14:17

  本文关键词：邻水县GNSS控制测量及高程拟合研究

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【摘要】：GNSS技术在近20多年时间内由单纯的军用范畴逐渐扩展了到了民用,因其快速、高效的定位而迅速在各领域得到应用。在测量领域,因GNSS测量范围大、无需通视、精度高和成本低等优点,已作为最常用的大地测量技术手段。在控制测量中,精确测定控制点的坐标(X、Y、H)是其主要任务。GNSS通过测定地面点空间三维坐标,再转为大地坐标并经高斯投影得到平面坐标(x、y)。由于GNSS属于法线系统下的技术手段,只能获得大地高,无法获取正常高。若采用水准测量或三角高程测量获得正常高,将成倍增加成本,无法体现出GNSS的优点。实际上,已有不少学者研究利用GNSS直接测量正常高。为进一步提高测量精度、缩减成本,本文在基于前人成果的基础上做了一些改进,提出了一些利用GNSS直接测得正常高的新方法。传统方案需要在测区内均匀布设GNSS高程点,这些点通过GNSS获得大地高H,并经水准测量获得其正常高h,二者相减可得高程异常。通过二次拟合技术,可获得测区内任意点的高程异常,进而得到正常高。该方案需要均匀布设GNSS高程点,点越密越精确,随之而来的是需要进行大量水准测量工作。为提高效率、缩减成本,本文提出改进方案如下:在测区布设一定数量的GNSS高程点,无需过密,获得包含全频谱信息的高程异常;利用重力场模型直接计算出不包含超短波信息的高程异常;对仅包含超短波的高程异常剩余量进行二次拟合;为进一步提高精度,尝试对二次拟合进行了一定改进,即对拟合残差继续进行加权余项拟合;最后拟合部分加重力场模型计算的部分即可获得测区内任一点高程异常。为验证本文所提方案的可行性,采用了四川省邻水县的GNSS控制网数据进行了实验计算。值得说明的是,为了让重力场模型能够具有现势性意义,除采用EGM2008外,还采用了2015年才发布的GECO模型。计算结果显示:顾及重力场模型的二次拟合精度约10mm;顾及重力场模型带余项加权拟合精度更是不到1mm。从精度上面来说,都较纯几何的二次曲面拟合有较大的提升。通过大量的实验计算,结果验证了本文所提改进方法的正确性与可行性。
【关键词】：GNSS 控制测量 高程转换 地球重力场模型 EGM2008 GECO
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 现代GNSS测量技术的发展及作用9-10
• 1.2 国内外研究的现状和存在的一些问题10-11
• 1.3 本论文研究的内容11-12
• 第2章 GNSS控制测量的基本原理12-18
• 2.1 GNSS的基本知识12-13
• 2.2 GNSS绝对定位与相对定位原理13-14
• 2.2.1 绝对定位原理13
• 2.2.2 相对定位原理13
• 2.2.3 差分定位原理13-14
• 2.3 GNSS控制测量质量影响因素分析及措施14-18
• 2.3.1 与GNSS卫星有关的影响及其应对措施14
• 2.3.2 与信号传播有关的影响及其应对措施14-16
• 2.3.3 与接收有关的影响及其应对措施16
• 2.3.4 其他有关的影响16-18
• 第3章 GNSS技术在控制测量中应用实例18-33
• 3.1 任务概况18-19
• 3.2 GNSS控制网的布设与测量19-22
• 3.2.1 控制网的设计19-20
• 3.2.2 实地踏勘及布点20-22
• 3.2.3 控制网的外业测量22
• 3.3 GNSS静态数据解算22-31
• 3.3.1 测量数据的预处理22-23
• 3.3.2 基线向量解算23-27
• 3.3.3 无约束平差27-28
• 3.3.4 约束平差28-31
• 3.4 平差精度分析31-33
• 第4章 基于地球重力场模型的高程转换33-59
• 4.1 GNSS高程系统与其他高程系统33-40
• 4.1.1 大地高系统33
• 4.1.2 正高系统33-34
• 4.1.3 正常高系统34
• 4.1.4 各高程系统间关系34-39
• 4.1.5 拟合模型的精度评定39-40
• 4.2 地球重力场模型40-46
• 4.2.1 地球重力场模型40-43
• 4.2.2 EGM2008模型与GECO模型43-46
• 4.3 基于重力场模型的“移去-恢复”法46-47
• 4.4 高程异常的试算47-54
• 4.4.1 基于EGM2008与GECO的二次曲面拟合50-52
• 4.4.2 基于EGM2008与GECO的改进后的二次曲面拟合52-54
• 4.5 数据结果分析54-59
• 结论59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 附录66-74

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本文编号：678609