基于egm96的gps高程轉(zhuǎn)換方法

《基于egm96的gps高程轉(zhuǎn)換方法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、文章編號:049420911(2006)0320022202中圖分類號:P228.4文獻標識碼:B基于EGM96的GPS高程轉(zhuǎn)換方法馮林剛1,楊潤甫2,李勝2(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院,內(nèi)蒙古呼和浩特010020;2.呼和浩特市勘察測繪研究院,內(nèi)蒙古呼和浩特010021)EGM96BasedGPSHeightTransformMethodFENGLin2gang,YANGRun2fu,LISheng摘要:在GPS高程轉(zhuǎn)換中,常采用擬合方法。介紹一種利用EGM96計算的大地水準面差距之差將GPS大地高差轉(zhuǎn)換為正常高差,進而實

2、現(xiàn)GPS高程轉(zhuǎn)換的方法。通過實例驗證,這種方法在平坦、丘陵地區(qū)可以達到普通幾何水準測量的精度。關鍵詞:EGM96;GPS高程;大地高差;正常高差;正常高;大地水準面差距測定的大地高差可以達到很高的精度,因此,利用EGM96計算的大地水準面差距之差將GPS大地高差轉(zhuǎn)換為正常高差也可以獲得較高的精度。大地高差轉(zhuǎn)換為正常高差的關系式為Δe=ΔH-ΔN(EGM96)式中Δ,e為正常高差;ΔH為大地高差;ΔN(EGM96)為由EGM96計算的大地水準面差距之差。當測區(qū)有1個GPS水準點時,即可推求全部GPS控制點的高程。由于GPS控制

3、點的高程是由正常高差逐個推算而得,在高程推算中有一定的誤差積累,所以,測區(qū)內(nèi)的GPS水準點應多于1個,并且符合附合路線的形式,附合路線的長度不宜過長,一般控制在20km以內(nèi)。當附合路線的高差閉合差滿足30】L〈的限差要求時,將閉合差反號,按基線邊長成比例地分配到各段正常高差上,得到改正后的正常高差,最后從已知高程點開始,按改正后的正常高差計算所有GPS點的正常高。一、引言在GPS高程轉(zhuǎn)換中,慣用的做法是利用GPS水準對似大地水準面進行曲面擬合,進而求得GPS網(wǎng)中所有待測點(未聯(lián)測幾何水準的GPS點)的正常高。由于這種方法需要

4、聯(lián)測一定數(shù)量、分布合理均勻且能有效覆蓋整個擬合區(qū)域的GPS水準點,因此,水準點聯(lián)測的工作量較大,在水準點稀少的測區(qū)實施起來也比較困難。即使采用觀測正常高差求解擬合參數(shù)以實現(xiàn)GPS高程轉(zhuǎn)換的方法,也需要至少測量3個邊段的正常高差。如果用EGM96求得的大地水準面差距之差能以較高的精度將GPS測定的大地高差轉(zhuǎn)換為正常高差,那么,測區(qū)內(nèi)既不需要聯(lián)測GPS水準點,也不需要測量正常高差,只需1～2個已知水準點就能夠解決測區(qū)所有GPS點的高程轉(zhuǎn)換問題。這就是本文要探討的問題。二、轉(zhuǎn)換方法與思路EGM96是美國推出的一種適用于全球范圍的大

5、地水準面模型。國外一些GPS后處理軟件如GP2Survey2.35,TrimbleGeomaticsOffice1.6,Pinnacle1.0等均包含這一模型。由于該模型沒有利用我國的地面重力資料,所以用于我國計算大地水準面差距的精度要比國內(nèi)模型低。但是,在地面相距較近的兩點,EGM96的模型誤差具有一定的相關性,對EGM96計算的相鄰兩點的大地水準面差距進行求差,可有效地減弱模型的相關性誤差,從而可以提高相鄰兩點的大地水準面差距之差的精度。由于GPS三、高差轉(zhuǎn)換的誤差分析GPS大地高差轉(zhuǎn)換為正常高差的誤差主要包括以下幾種:

6、1.GPS外業(yè)觀測時儀器高的量取誤差。GPS外業(yè)觀測時儀器高的量取誤差將直接影響GPS點的大地高,所以,應采用合適的儀器高量取方法和測前、測后分別量取儀器高并取中數(shù)的辦法來有效減小儀器高的量取誤差。儀器高的量取誤差對GPS大地高差的影響有所減弱,其影響可望小于2mm。2.GPS測定大地高差的誤差。一般認為,GPS收稿日期:2004204215作者簡介:馮林剛(19642),男,內(nèi)蒙古呼和浩特人,高級工程師,主要從事GPS方面的應用研究。測定大地高差的誤差是測定基線距離誤差的2倍。當平均邊長為2km時,GPS測定大地高差的誤差

7、為】102+(2×2)〈2≈11mm。對于單頻接收機觀測時間不低于60min,雙頻接收機觀測時間不低于30min,測定的大地高差是可以滿足上述精度的。3.EGM96計算的大地水準面差距之差的誤差。這一誤差的變化規(guī)律較為復雜,很難用量值加以描述,而且山區(qū)的誤差大于平坦、丘陵地區(qū)。對于平坦、丘陵地區(qū),可以用20】L〈(mm)近似地估算。當平均邊長為2km時,利用EGM96計算的大地水準面差距之差的誤差為20】2〈≈28mm。綜合以上三種誤差,在平坦、丘陵地區(qū)利用EGM96將GPS大地高差轉(zhuǎn)換為正常高差的總誤差為】22+112+2

8、8〈2≈30mm。四、實例驗證地段為平坦、丘陵區(qū),用GPS方法沿線路共布設51個E級控制點,并同期進行了四等水準測量,測得全部51個GPS點的高程。筆者用上述方法將所有基線邊段的GPS大地高差轉(zhuǎn)換為正常高差,并與已知高差進行比較,結(jié)果與高差轉(zhuǎn)換的誤差分析結(jié)果基本一致,而且,各點間正常高差與