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《太原理工大学》 2007年
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区域大地水准面精化理论与应用

吴海涛  
【摘要】: 随着GPS技术的发展,由GPS定位获取的大地高直接解求厘米级精度的正高或正常高已成为一种趋势,其实现可以减轻外业工作量,大大提高工作效率,从而带来直接的经济效益。而实现这一目标的前提条件是确定一个达到足够精度的(似)大地水准面。确定厘米级的区域(似)大地水准面是当今大地测量学研究的热点,它将为基础测绘、数字中国地理空间基础框架、区域沉降监测、地学研究、交通、水利、电力等多学科研究.与应用提供必要的测绘服务。 本文首先介绍了大地水准面精化的意义和国内外大地水准面精化发展动态,系统地研究了精化区域大地水准面的原理和各种方法,并分别对其中的重力法和几何法进行了详细的讨论和研究。在重力法中,研究了重力法精化大地水准面的理论和主要技术、(似)大地水准面的计算模型、区域厘米级大地水准面精化的实施方法。在几何法中,介绍了天文水准、卫星测高和GPS/水准三种方法,并着重研究了GPS/水准拟合法:常数拟合、曲线拟合(多项式曲线拟合、三次样条曲线拟合和Akima法曲线拟合)和曲面拟合(多项式曲面拟合、移动曲面拟合、多面函数拟合和样条函数拟合)。此外,还研究了地球重力场模型和拟合相结合的方法。结合测区GPS/水准资料,采用多项式曲面拟合模型、移动曲面拟合模型和多面函数模型,用VB自编程序做了拟合试验和精度分析,得出相关结论,取得良好效果,拟合的区域似大地水准面可应用于GPS大地高与正常高之间的转换。之后,介绍了地球重力场模型理论,研究了如何利用地球重力场模型和GPS/水准数据,采用移去~恢复方法计算区域似大地水准面,进而求解正常高的方法,并结合实例将其与常规拟合的结果进行比较,对其在生产应用中的可行性进行了分析。 最后,分析了大地水准面精化的误差来源,并总结了不同情况下区域大地水准面精化的方法和改进办法。
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