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基于GPS连续运行参考站系统的区域大地水准面精化及分区精化方法的研究与应用

王勇  
【摘要】: 目前高精度GNSS实时动态定位技术和区域大地水准面精化技术已经成为测绘科学尤其是大地测量领域研究的热点。常规GPS测量定位技术,尤其是传统的RTK(Real-Time Kinematic)定位技术是一种基于单基准站和高精度载波相位观测值的实时动态定位技术,其作业成本大、操作繁琐。随着人们对定位精度和作业效率要求的不断提高,如何摆脱传统RTK作业复杂性和在更大的范围内实现高精度动态定位的问题更加突出。同时,网络技术、计算机技术、无线通讯技术近年来迅猛发展,使得大量数据实时传输和处理成为可能。因此必须寻找一种新的、高效的、廉价的、实时高精度动态定位方式。在这些需求和条件下,连续运行GNSS参考站系统(continuously operating GNSS reference stations system)出现了,通常我们简称其为CORS系统。其中,网络RTK技术就是CORS技术的典型应用,成为了目前GNSS高精度动态定位技术的一个典型代表。 随着GPS技术的发展,大地高的测量变得快捷和可靠;另外,测绘学、地球物理、地球动力学及海洋学等地球科学的研究和应用需要高分辨率、高精度局部或区域(似)大地水准面提供基础地球空间信息。因此,精化区域(似)大地水准面在技术和应用上已经经济可行;区域(似)大地水准面的精化也具有很好的现实意义和经济意义。 同时,随着CORS技术能够提供实时高精度的动态定位、尤其是平面位置的高精度定位;而(似)大地水准面精化技术的发展使得空间第三维信息的获取手段进一步简洁、高效;如果将CORS技术和(似)大地水准面精化技术相结合,将能实现真正意义上的空间高精度实时三维动态定位。 基于以上观点,本文在理解了CORS技术、网络RTK定位技术的基础理论、和对物理大地测量基础理论及(似)大地水准面精化技术深入了解的基础上,主要做了以下几点工作: 1.结合CORS技术和(似)大地水准面精化技术的发展,探讨了CORS在大地水准面精化工作中的作用;CORS能够为区域(似)大地水准面精化所提供的有利条件。 2.结合CORS技术的特点和(似)大地水准面精化技术的要求,对现代高程异常控制网和传统高程异常控制网进行了比较、分析,并对现代高程异常控制网中框架网点的选择、作用,现代高程异常控制网点的布设,高程控制网的精度分析,整体平差进行了探讨,并通过相关实例进行分析。 3.通过对GPS高程拟合方法的观察、和对重力场模型的比较,探讨了利用地球重力场模型移除高程异常和重力异常中的中长波分量,得到精细的区域重力场特性,进而进行重力异常的分区选择和拟合,类似地应用此方法进行高程异常的分区选择和拟合。同时,也讨论了在分区后的平滑拼接。 4.在以上三点的基础上利用移去-恢复法进行了试验区域的(似)大地水准面精化试算。


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