基于EGM2008矿区高精度似大地水准面分析

基于EGM2008模型确定的昆明地区似大地水准面精化作者：胡翀来源：《价值工程》2014年第02期摘要：本文主要介绍了EGM2008模型与利用GPS水准点与EGM2008模型相结合进行大地水准面精化的方法。

结合昆明市呈贡区部分GPS水准点数据在EGM2008模型的基础上利用GPS水准点与EGM2008模型结合计算出高程异常然后采用多项式拟合的方法拟合，最后对拟合后的结果进行了一个检验和精度评估。

Abstract： This paper mainly introduces the model EGM2008 and how to use the GPS leveling point and the model EGM2008 to refine the geoid. With the partial leveing point data of Chenggong District of Kunming and the model EGM2008， we can calculate the height anomaly which is to be used for polynomial fitting， and finally conduct text and accuracy evaluation for the result.关键词：大地水准面精化方法；EGM2008模型；GPS/水准；多项式拟合Key words： refining of geoid；the model EGM2008；GPS/level；the polynomial fitting function中图分类号：P223 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）02-0182-020 引言EGM2008模型是由美国国家地理空间情报局（NGA：US National Geospatial-IntelligenceAgency）在奥地利维也纳科学联盟大会上推出的最新一代全球重力场模型[1]。

模型的分辨率有关。

其中图1是通过A l l t r a n s软件与“E G M2008模型”对静态中的观测点求解对应的ζG M，图2，是通过H W G S84为G N S S使用的W G S84坐标框架下的大地高与H G为我国1985年国家高程的正常高直接求差所得，介于拟合方式本项目实际等高值分布图（图1、图2），可以得知，高程异常值得特性具有变化量趋于平滑，且等高值从西北向东南呈现延伸、等高值线为向东南向凹的弧线。

在此说明它是具有矢量性从图2，说明实际的矢量与模型矢量具有差异性。

在此说明，模型的选择必须考虑曲面型，常数模型不
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图1　EGM2008模型ζGM
度。

算高程后的正常高的残差值，为
算正常高的残差值，n为未参与
测量绝对精度、和相对精度，现就各方
水准量的正常高误差，拟合模型误差
1　项目各方案精度统计表　单位：m
方案4方案5
0.0070.000
0.0280.023
2　项目各方案绝对残差统计表　单位：m
方案4方案5
EGM2008
[2]李征航黄劲松.GNSS测量与数据处理[M].第三版武汉大学出版社,2006.
[3]杨江波，李为乐，余代俊,陈哲锋.GPS高程拟合方法的实验研究测绘科学[J].第34卷第3期2009，5：54-57.
作者简介
赵贯玉（1982.4-)，汉族，甘肃天水，土木工程本科，地质测量工程师，变形监测工程测量与地籍测量；城镇基础控制测量工作等。

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基于EGM2008模型的小区域似大地水准面模型构建与优化摘要：本文阐述利用EGM2008模型构建优化区域似大地水准面，利用EGM2008的2190高阶模型，结合区域已知水准成果，进行模型的拟合优化，针对模型误差较大的区域，进行实地几何水准测量，改善误差较大区域的水准成果。

利用EGM2008模型构建的正常高成果精度为±13.7cm，利用水准改进的2次模型优化，正常高成果精度为±4.8cm，满足一般工程测量的应用。

关键字：EGM2008；似大地水准面；模型优化；高程异常Abstract: this paper using EGM2008 model building optimization area like the geoid, the use of EGM2008 2190 high order model, in combination with regional known level results, the fitting model optimization, in view of the model error larger area, field geometry level measurement, improve the level of the large area error results. EGM2008 model is built using the normal GaoChengGuo accuracy of + /-13.7 cm, use level improvement 2 times model optimization, normal GaoChengGuo accuracy of + /-4.8 cm, meet general engineering measurement applications.Keyword: EGM2008; Like the geoid; Model optimization; Abnormal height 引言似大地水准面模型在全国多地已经开展，国内应用较多的是利用武汉大学李建成院士的移去恢复法，利用WDM94等重力模型构建的省域似大地水准面模型，利用该法可有效建立高精度区域似大地水准面。

顾及EGM2008重力场模型的GNSS高程拟合应用探讨杨昆仑（陕西省水利电力勘测设计研究院测绘分院陕西西安 710002）摘要：传统的高程控制测量方法费时费力，效率低下，如何快速高精度地获取控制点的高程（正常高）是测绘领域研究较多的课题。

文中采用了一种顾及EGM2008全球重力场模型的GNSS高程拟合方法，GNSS后处理软件进行三维平差后可以获取GNSS点的大地坐标和大地高，采用“移去-恢复法”思路，先移去EGM2008重力场模型中的重力异常（ζGM）部分，再进行GNSS高程拟合，利用逼近思路，计算出各GNSS点的剩余高程异常（ζ△G+ζT），然后利用大地高、重力异常（ζGM）和剩余高程异常（ζ△G+ζT）计算出各点的正常高。

文中将榆林三县供水工程作为案例，计算了模型内、外符合中误差，表明，该方法获得的高程可以达到图根级精度要求，可满足大比例尺地形图测绘，与城市似大地水准面精化模型精度相当。

关键词:EGM2008 重力异常高程异常剩余高程异常（模型差）移去-恢复法1 引言传统的高程控制测量方法主要有水准测量和三角高程测量方法，二者虽各有优势，但总体上皆费时费力。

近年来，随着国家和省级高分辨率似大地水准面精化模型的完善，似大地水准面精化高程方法已成为大中型工程项目测图高程控制网建立的首选方法。

但似大地水准面精化模型作为国家机密数据，需要委托自然资源部大地测量数据处理中心进行转换，并且收取一定的费用。

GNSS高程拟合方法同样作为建立高程控制网的方法，使用起来很方便，但精度却难以掌控，对已知高程控制点的点数及点位要求非常严格。

为了提高GNSS高程拟合精度，选择了通过加载EGM2008全球重力场模型数据来减小重力异常带来的误差，使用少数GNSS（水准点）进行GNSS高程拟合，低成本、高精度的获取GNSS点的正常高。

2 EGM2008模型简介2.1 EGM2008重力场模型介绍2008年4月，美国国家地理空间情报局(NGA)首次推出了最新一代全球重力场EGM2008。

基于EGM2008、EGM96大地水准面模型的高程拟合与纯数学模式高程拟合结果的比较传统的控制测量主要是指平面控制+高程控制的测量技术，以GPS为主要手段的现代测量技术则是指平面控制+高程拟合的测量技术，其中高程拟合又包括精化的大地水准面的拟合和部分区域的纯数学模型的高程拟合等方法。

本文通过实例计算，对这两种高程拟合进行比较，以求探索最适合湛江地区公路勘测的高程拟合方法。

标签：GPS 高程拟合1引言卫星定位技术是指利用人造地球卫星进行点位测量的技术。

GPS测量技术的精度非常高，一般短基线可达毫米级精度，长基线经过高精度解算（比如利用gamit等软件）后可达10-9级。

然而，从WGS84坐标转换至地方坐标后，得到的高程与实际水准高程相差甚大，已远超工程建设所要求的测量精度。

传统的解决方式是进行实地水准高程测量，GPS测量技术给出的解决方法便是高程拟合。

2 EGM2008、EGM96大地水准面模型介绍目前在全球范围内利用得比较多的地球重力场模型有：360阶次的EGM96模型、EIGEN2CG01C模型和EGM2008模型等。

在中国范围内，应用得比较普遍的大地水准面模型是CQG2000模型、WDM94模型以及EGM系列模型。

EGM96的阶次达到360 ，而EGM2008则达到2160。

要利用EGM模型拟合，需在坐标转换时加载该模型。

3纯数学模式的高程拟合介绍利用纯数学模型进行GPS高程拟合的基本原理是通过少量已知GPS水准点的大地高和水准高获得该点的高程异常，由于高程异常在局部区域内的变化相对比较平缓，所以可以用一组近似的光滑的函数（曲线或者曲面）对之进行表示，然后利用已知点计算拟合系数，求出待定点的高程异常，进而获得该点的正常高。

比较常用的拟合方法有平移、线性拟合、二次曲线拟合、三次曲面拟合等。

若测得某点的大地高为H，水准高为h，则高程异常ζ为ζ = H – h在公路勘测工程中，由于公路主线以曲线为主，所以二次曲线拟合效果最佳。