成都市似大地水准面精化分析研究

【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量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首先确定一个达到足够精度的(似)大地水准面。 (似)大地水准面精化是大地测量、地球物理等学科研究的重要内容之一，同时也是一项重要的基础测绘项目。我国即将启动的“国家空间信息基准框架工程”的重要目标之一就是精化我国大地水准面。确定厘米量级的局部似大地水准面是当今大地测量学研究的热点。 本文针对成都市现有高程系统在使用中的相关问题，对该地区内GPS测高转换到正常高等实际技术问题进行了一定的探讨。在系统介绍GPS测高与水准测量的理论及其异同的基础上，重点阐述了确定似大地水准面的原理与方法，分析了用数学模型法，通过少量GPS与水准重合点将GPS大地高直接转换为具有厘米量级正常高的实现方法。并通过实验，研究了GPS单点定位对大地高的影响，分析了高程转换的误差来源。实验通过分析已联测的成都地区不同精度不同等级三角点(共16点)的平差处理结果，建议采用WGS-84椭球来实现成都市平面网的改、扩建；通过分析不同区域的厘米级正常高的确定方法与误差大小，提出了成都地区确定厘米量级似大地水准面的实施方案。实验结合成都地区的地形特点，针对不同的工程，提出了用线性内插法、平面模型法和二次曲面模型法等来转换GPS高程，实践证明在成都地区可以通过少量且分布合理的水准点(线性工程点位密度约为1点／13-23 km，平面模型的点位密度约为1点／8kmX8km)来直接求出该地区具有厘米量级的正常高，且精度可以达到四等水准测量的精度要求，满足一般测绘工程的需要。