EGM重力场模型使用说明
- 格式:doc
- 大小:185.50 KB
- 文档页数:6
综合EGM2008、剩余地势模型及地面重力数据的大地水准面精化中文摘要(作者:康靖玉指导教师:吴琼)GPS测量具有较高的效率,能够在地面观测不通视的情况下测得WGS84坐标基准下的经纬度以及大地高,并且不依赖于气候条件。
GPS测量结合(似)大地水准面模型可以获得测量点的正(常)高,利用GPS测量大地高并将其转为高程的精度由两个因素决定:第一是根据GPS测量获得的大地高的精度,第二是由大地水准面模型导出的大地水准面差距(高程异常)精度。
随着GPS测量技术的发展以及测量方式的改进,通过使用GPS接收机联测IGS跟踪站或者使用CORS系统等方式均能快速获得高精度的大地高,因而如何获取高精度的大地水准面模型成为GPS高程测量中需要解决的关键问题。
本文根据EGM2008全球重力场模型的原理、特点及其计算方式,介绍了恢复重力场模型高频信号的剩余地势模型法、模型的基准面不一致改正方法,以及确定大地水准面差距的Stokes理论和实测重力数据的处理方法,并根据“移去-恢复”法计算了大地水准面差距。
以兴城娘娘庙地区以及吉林省地区为例,首先根据实测的GPS数据计算出了基准面不一致参数,对水准面模型进行改正;之后基于剩余地势模型恢复了EGM2008全球大地水准面模型的高频信号;基于实测重力数据和“移去-恢复”法建立了重力大地水准面模型;并根据实测GPS/水准数据,对两种计算方法进行精度评估,提出了综合剩余地势模型与地面测得的重力数据精化大地水准面的计算方法。
在使用综合方法的过程中进行残差拟合时,分别用了三次样条差值法、反距离加权、二次曲面拟合法三种方法,对每种方法的计算效果进行对比和分析,并比较其差异。
最后根据研究区的GPS数据和水准数据分别对剩余地势模型法、“移去-恢复”计算法以及综合法的精化结果进行精度评定,并根据不同地区的位置、地势、范围大小等特点,分析各种改正的效果,确定最佳改正方案。
结果表明,在兴城娘娘庙研究区内,单独使用剩余地势模型改正后的EGM2008模型比原始模型精度提高约1cm,而利用重力数据计算获得的大地水准面差距的精度比原始的EGM2008模型提高了2.5cm左右,其精度以及可靠性均高于RTM模型。
egm2008模型的正常重力位
EGM2008模型是一种描述地球重力场的模型,它包含了正常重力位的信息。
正常重力位是指在地球表面上某一点的重力场强度等于9.80665 m/s时的重力位值。
这个值通常用米为单位来表示。
EGM2008模型是一个超高阶地球重力场模型,它的球谐系数阶次扩展至2190次,模型的空间分辨率约为5′(约9 km)。
该模型是由美国国家地理空间情报局(NGA)发布的,广泛应用于描述地球表面的高度变化和解决相关问题。
在EGM2008模型中,正常重力位是通过计算得到的。
它涉及到地球外部任意一点的球坐标和相应重力场模型的球谐系数。
这些系数是通过复杂的计算得出的,其中包括球坐标与局部指北坐标的转换关系等。
总之,EGM2008模型提供了正常重力位的信息,这些信息对于描述地球重力场、解决相关问题以及进行相关研究具有重要的意义。
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald15DOI:10.16660/ki.1674-098X.2017.24.015EGM2008重力场模型在RTK三维水深测绘中的应用房新玉1,2 刘炫3(1.交通运输部天津水运工程科学研究所 天津 300456;2.天津水运工程勘察设计院天津市水运工程测绘技术重点实验室 天津300456;3.宁波市测绘时间研究院 浙江宁波 315042)摘 要:针对区域控制点较少,无法求解高程拟合参数时,且测区无似大地水准面时,如何利用RTK进行三维水深测量的问题。
本文提出利用EGM2008重力场模型,结合GPS/水准进行RTK高程传递的方法。
在华北某区域对该方法的适用性进行探讨,结果表明,应用EGM2008重力场模型为辅助的RTK高程传递可以达到图根水准测量精度的要求,满足RTK水位控制精度的需求。
关键词:EGM2008重力场模型 RTK三维水深测绘 高程异常中图分类号:P223 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2017)08(c)-0015-03Abstract: When the control points for the region is less, the elevation fitting parameters could not be solved,and the quasi geoid has not gained, How to use RTK to measure 3D bathymetry is a problem. In this paper,the method of using EGM2008 gravity field model and GPS/ level to transfer RTK elevation is proposed. The applicability of this method is discussed in a region of North china, the results show that the application of EGM2008 gravity field model for RTK elevation transfer can achieve the precision of mapping control survey, meet the needs of RTK water level control accuracy.Key Words: EGM2008 gravity field model; RTK 3D bathymetry; Elevation anomalyRTK三维水深测量是采用RTK三维定位技术直接获取测点的平面坐标及RTK水位的技术,不需要额外设立水位观测站进行水位观测。
egm2008模型的正常重力位
(原创实用版)
目录
1.EGM2008 模型简介
2.EGM2008 模型中的正常重力位
3.正常重力位的应用领域
4.总结
正文
1.EGM2008 模型简介
EGM2008 模型,全称为 Earth Gravitational Model 2008,是我国自主研发的一种地球重力场模型。
该模型是基于大量地球物理观测数据,通过科学计算和数据处理得出的一种描述地球重力场的数学模型。
EGM2008 模型具有较高的精度和可靠性,被广泛应用于地球物理、测绘、地质勘探等领域。
2.EGM2008 模型中的正常重力位
在 EGM2008 模型中,正常重力位是指在地球表面上某一点的重力场强度等于 9.80665 m/s时,该点的重力位值。
正常重力位是一个相对于地球椭球面的高度,通常用米为单位表示。
在实际应用中,正常重力位常被用作基准面,以描述地球表面的高度变化。
3.正常重力位的应用领域
正常重力位在多个领域具有广泛的应用,主要包括:
(1)地球物理研究:正常重力位是研究地球内部结构的重要参数,可用于推测地球内部的密度、温度等信息。
(2)测绘和地理信息系统:正常重力位在高程测量、地图制图等方
面具有重要作用,可以提高测量结果的精度和可靠性。
(3)地质勘探:正常重力位可以帮助地质学家研究地下矿产资源分布、地质构造等信息,为资源勘探和开发提供依据。
(4)工程测量:在建筑、桥梁、隧道等工程项目中,正常重力位可以为工程设计提供准确的高程数据,确保工程安全。
4.总结
EGM2008 模型中的正常重力位是一个重要的地球物理参数,具有广泛的应用领域。
利⽤EGM96和EGM2008模型,分别计算计算⾼程异常、重⼒异常和垂线偏差。
1.前⾔⾼程异常是似⼤地⽔准⾯⾄地球椭球⾯的⾼度,在GPS⽔准中,求解⾼程异常的⽅法是⽤⽔准测量的⽅法联测GPS⽹中的若⼲GPS点的正常⾼,然后根据GPS点的⼤地⾼求出各公共点的⾼程异常,然后由公共点的平⾯坐标和⾼程异常⽤数值拟合的⽅法拟合出区域的似⼤地⽔准⾯,最后即可求得各点的⾼程异常值,进⽽求出各点的正常⾼。
这种⽅法在实际运⽤中操作不便,⽽且耗时耗⼒,精度不⾼。
如果⽤EGM96或EGM2008求得的⼤地⽔准⾯差距之差能以较⾼的精度将 GPS测定的⼤地⾼差转换为正常⾼差, 那么测区内既不需要联测GPS⽔准点 ,也不需要测量正常⾼差,只需1~2个已知⽔准点就能够解决测区所有GPS点的⾼程转换问题。
因此,利⽤EGM模型计算⾼程异常在实际应⽤中是⾮常重要的步骤。
EGM96模型是美国 NASA/GSFC和国防制图局 (DMA)联合研制的 360 阶全球重⼒场模型 , 被公认为是同阶次模型中最好的⼀个。
美国国家地理空间情报局 (NGA)最新给出了EGM2008重⼒场模型 , 该新⼀代地球重⼒场模型达到2159阶次(球谐系数的阶扩展⾄2190,次为2159),空间分辨率约为5′。
⾼精度、⾼分辨率局部或区域⼤地⽔准⾯不仅为⼤地测量、地球物理、地球动⼒学及海洋学等地球科学的研究和应⽤提供基础地球空间信息,⽽且也是当今构建数字地球必不可少的信息之⼀ 。
下⽂就利⽤EGM2008模型计算⾼程异常的⽅法进⾏了总结。
2.步骤⼀、从ICGEM⽹站获取EGM96和EGM2008模型数据。
发现⽹站上并没有数据,于是求助同学。
只找到了EGM96数据,下⾯以EGM96数据为例,说明编程的思路和步骤。
⼆、利⽤Matlab对EGM96数据⽂件进⾏读取,为了⽅便编程,对EGM数据进⾏了预处理。
⾸先利⽤结构体存储每⼀列,然后再分别利⽤数组,对⽂件中的l,m,c,s进⾏存储。
大地测量学EGM计算以及坐标转换实习报告学号:20100900班级:测绘二班目录EGM96计算以及坐标转换程序设计过程 (2)一、作业任务 (2)二、作业要求 (2)三、实验过程 (3)一、窗体设计 (3)二、程序运行结果显示 (4)三、程序设计的优点与缺点 (5)四、程序设计中遇到的问题及解决方案 (5)五、心得体会 (6)EGM96计算以及坐标转换程序设计过程一、作业任务1、利用EGM地球重力场模型计算高程异常、重力异常、垂线偏差;2、大地坐标与球面坐标的相互转换;二、作业要求1、选取EGM96和EGM2008中的一种地球重力场模型,给定任意一点的坐标,求出相应的高程异常、重力异常、垂线偏差;2、程序能够计算给定的椭球面坐标所对应的球面坐标以及计算给定的球面坐标所对应的椭球面坐标。
三、实验过程一、窗体设计1、主窗体设计:其中,菜单栏的工具功能主要是完成EGM96的计算;坐标转换是为了完成椭球面坐标与球面坐标的转换。
2、Form2(大地坐标到球面坐标的转换)3、Form3(球面坐标到大地坐标的转换)二、程序运行结果显示1、EGM96计算:2、坐标转换:这里的L、B为弧度单位。
三、程序设计的优点与缺点优点:程序设计的过程是严格按照课件中EGM96地球重力场模型的计算方法,过程清晰。
缺点:程序中的EGM96模型的球谐函数系数分别是上、下三角矩阵,但是在这次程序设计的过程中,我分别采用了两个数组来存储,虽然计算方便,但是浪费了内存,而且也不能清晰地看清系数的特征。
除此之外,函数迭代次数较多,效率不高。
四、程序设计中遇到的问题及解决方案1、问题:EGM96模型的读取:在读取EGM96的过程中,由于自己对模型文件的结构组织不清楚,导致计算结果数值很大。
解决方法:深刻分析与理解EGM96模型文件的结构。
2、问题:坐标转换中的迭代计算。
解决方法:图书馆查阅资料,再参考以前编写过的GPS程序设计中的迭代方法。
测绘技术装备第21卷2019年第3期技术交流37运用EGM2008模型检验控制点高程异常粗差胡越忠张君华(昆明市测绘研究院云南昆明650051)摘要:在城市建设、大型工程施工、建设、运营等阶段,都需要布设三维控制网.通常采用的布设方式为GNSS+水准。
而由于种种原因,最终的成果可能存在同一点的平面坐标与高程实际并不是同一点,或水准中下标高程记成上标等,通过检查平差报告很难发现此类问题。
本文主要介绍运用EGM2008模型,与成果中高程异常做比较,检查成果中的粗差存在。
关键词:EGM2008GNSS水准AllTrans BGM2008 1引言EGM2008是近来由NGA组织释放的全球超高阶地球重力场模型,采用了GRACE卫星跟踪数据、卫星测高数据和地面重力数据等,模型的阶次完全至2159。
该模型无论在精度还是在分辨率方面均较EGM96取得了巨大进步。
AllTrans EGM2008Calculator是基于EGM 2008衍生的一款软件,提供U xr X、2.5,X 2.5,、10,X10'分辨率的大地水准面模型数据库,可以用快速简便的方法来计算EGM2008大地水准面起伏。
本文通过AllTrans EGM2008Calculator计算得到的大地水准面差距与高程异常做比较,探讨EGM2008模型检验水准点高程异常粗差的可能性。
2原理和方法测绘单位通常采用GNSS控制测量结合高等级水准测量完成测区三维控制网的布设,平差结束后,大部分控制点均有大地坐标成果及水准高程成果,通过计算亦可获取控制点高程异常。
因查看平差报告、直接观察高程异常值列表等,难以发现问题,故常借助已有数据或模型,如似大地水准面精化模型等。
但大部分测绘单位、大部分地区都没有似大地水准面精化模型,本文借助AllTrans EGM2008 Calculator软件完成比较,并探查粗差。
由于EGM2008采用的是国际上通用的正高系统(以大地水准面为基准面),而我国采用的是正常高系统(以似大地水准面为基准面)。
egm2008模型的正常重力位摘要:1.了解egm2008模型2.正常重力位的定义与作用3.egm2008模型中正常重力位的应用4.正常重力位在现实生活中的意义5.总结正文:随着科学技术的不断发展,地球重力场模型在全球定位系统、地震预测、地质勘探等领域发挥着越来越重要的作用。
其中,egm2008模型作为目前最高精度的地球重力场模型,备受瞩目。
本文将围绕egm2008模型的正常重力位展开讨论,分析其定义、作用以及在现实生活中的应用。
一、了解egm2008模型egm2008模型是由美国地球物理学家Johns和Bevis等人于2008年构建的一种地球重力场模型。
该模型基于卫星测高、卫星重力、地面观测等多种数据,具有较高的精度和分辨率。
相较于以往的重力场模型,egm2008模型在地球形状、地形、重力场等方面的描述更为精确。
二、正常重力位的定义与作用正常重力位是指地球表面上某一点的重力势能与地球质量分布的关系。
在地球重力场模型中,正常重力位是一个关键参数,对于分析地球表面地形、地质结构以及地球内部的物理性质具有重要意义。
正常重力位的作用主要体现在以下几个方面:1.地球重力场模型的基础参数:正常重力位是构建地球重力场模型的基本组成部分,与其他重力场参数相互关联,共同描述地球重力场的特征。
2.地形分析:通过分析正常重力位的变化,可以揭示地球表面的地形起伏,为地形建模和地形改正提供数据支持。
3.地震预测:正常重力位与地震活动密切相关。
研究发现,地震发生前正常重力位的变化具有一定的规律,可通过监测正常重力位变化预测地震的可能性。
4.地质勘探:正常重力位对于揭示地下地质结构具有重要意义。
通过对正常重力位的分析,可以推测地下的构造特征,为地质勘探提供依据。
三、egm2008模型中正常重力位的应用在egm2008模型中,正常重力位数据被广泛应用于地球表面形变分析、地震预测、地质灾害评估等领域。
以下是正常重力位在现实生活中的几个应用实例:1.地形建模:通过egm2008模型计算地球表面正常重力位,可以生成精确的地形模型,为地理信息系统、遥感图像处理等领域提供数据支持。
浅谈EGM 2008全球重力场模型发布时间:2021-11-08T06:12:27.477Z 来源:《中国科技教育》2021年第6期作者:毛国丞[导读] 2008年4月,美国国家地理空间情报局(US National Geospatial-Intelligence Agency,NGA)发布了新一代全球重力场模型——EGM2008,该模型的研究历时4年之久,在以往构建地球重力场模型的经验和理论基础上,采用最先进的建模技术与算法,以PGM2007B 为参考模型,利用GRACE卫星采集的重力数据、全球5′×5′的重力异常数据、TOPEX卫星测高数据以及现势性好、分辨率高的地形数据,结合精西南林业大学云南昆明 6500002008年4月,美国国家地理空间情报局(US National Geospatial-Intelligence Agency,NGA)发布了新一代全球重力场模型——EGM2008,该模型的研究历时4年之久,在以往构建地球重力场模型的经验和理论基础上,采用最先进的建模技术与算法,以PGM2007B为参考模型,利用GRACE卫星采集的重力数据、全球5′×5′的重力异常数据、TOPEX卫星测高数据以及现势性好、分辨率高的地形数据,结合精度高、覆盖面广的地面重力数据完成的最新一代全球重力场模型。
该模型的阶次完全至2159(另外球谐系数的阶扩展至2190次),相当于模型的空间分辨率约为5′(约9 km)。
EGM2008模型提供的最终成果包括:2190阶次的全球重力场模型;全球5′×5′网格重力异常;全球5′×5′、2.5′×2.5′、1′×1′网格大地水准面;全球5′×5′网格垂线偏差。
该模型无论在精度还是在分辨率方面均取得了巨大进步,经测试、验证,采用该模型用于正常高转换的精度明显优于360 阶的EGM96以及EIGEN-GL04C模型。
摘要:文章介绍了EGM2008地球重力场模型及利用EGM2008地球重力模型进行GPS 高程测量的方法。
在某实验区内,通过多种方案进行GPS 高程测量得到的GPS 点高程,与试验区内的已有GPS 水准点资料进行对比分析,得出了利用EGM2008地球重力模型进行GPS 高程测量的最合理方法。
为测区大、水准点少的情况下提供GPS 高程测量的可行方法。
关键词:GPS 高程测量EGM2008水准点数量1概述使用GPS 直接测量得到的高程是以参考椭球为基准面的大地高,而在实际工程中我国采用以似大地水准面为基准的正常高,通常GPS 高程转换为正常高的做法是进行高程联测,也就是在GPS 高程测量的同时,联测部分水准点,进行似大地水准面曲面拟合,从而求得GPS 网中所有待测点的正常高。
但这种高程测量方式存在一定的局限性:高程联测是指在进行GPS 高程测量的时候需要联测一定数量,分布合理均匀水准点,且这些水准点涵盖了整个拟合区域,因而测量任务相当繁重,并且有的测区仅仅分布着几个甚至更少的水准点,无疑加大了施测难度。
地球重力模型量测高程能够达到较高的精度等级,通过它能够把GPS 大地高转换成正常高,而且可以利用少量的水准点即可量测GPS 点的高程,工作量大大减少。
2EGM2008模型2.1EGM2008模型介绍美国国家地理空间情报局在六年前已通过最新的卫星重力、卫星测高、地面重力等数据及高分辨率、现势性好的地形数据设计研发了新一代地球重力场模型———EGM2008地球重力场模型(阶次分别为2190,2159)。
格网的分辨率达到了5×5ˊ(9米左右)。
高分辨率,高精度的地球重力模型包含有丰富的重力和水准信息,可用来确定似大地水准面、进行GPS 高程转换等,在物理大地测量乃至社会经济建设中有重要意义。
据表1中CPS 水准点外部检测结果可知,EGM2008模型具有很高的精度。
表1EGM2008模型GPS 水准外部检核结果实测数据对EGM2008模型的精度进行了精度测试。
地球重力场模型的三维表面显示方法易炼【摘要】地球重力场模型是指依据重力场理论导出的计算大地水准面差距、重力异常和垂线偏差等的数学模型,可应用其计算大地水准面差距N的数学模型,运用三维可视化技术表现大地水准面的三维图像.通过实验研究地球重力场模型(EGM96)在我国境内的起伏情况,利用三维显示软件(surfer8.0)显示铁路线路经过的1:5万图幅范围内似大地水准面的起伏情况,为GPS水准布点提供一定的参考.进而在似大地水准面拟合的时候,选择适合的数学拟合函数,以达到较好的拟合效果,进一步提高GPS水准高程拟合精度,为工程测量使用GPS测高技术提供实用的测量设计模型和方法.【期刊名称】《铁道勘察》【年(卷),期】2010(036)003【总页数】3页(P14-16)【关键词】GPS水准;地球重力场模型;高程异常;三维显示【作者】易炼【作者单位】中铁工程设计咨询集团有限公司,北京,100055【正文语种】中文【中图分类】P224.1当前,随着GPS技术的发展和逐步成熟,GPS水准在工程测量领域的应用越来越广泛,在地势起伏不大的平原地区,GPS水准的精度基本上能达到四等水准测量的精度,但在地势起伏较大的山林地区,GPS水准精度与工程测量的精度还存在一定差距。
所以,进一步提高地势起伏较大地区的GPS水准精度,将使GPS水准应用到更为广泛的工程领域。
影响GPS水准精度的主要有两个方面:一是重力场改正的中长波段;二是地形改正的短波段。
通过地球重力场模型的介绍,借助三维显示软件脚本语言编程,将线路所经过图幅范围内的高程异常三维显示出来,为GPS水准布点提供一定的指导,使得布设的GPS水准控制点更加合理,从而更好的拟合似大地水准面,以达到改善GPS水准中长波段测量精度的目的。
1 地球重力场模型地球重力场模型是指依据重力场理论导出的计算大地水准面差距、重力异常和垂线偏差等的一种数学模型。
EGM96模型是综合利用卫星跟踪数据、地面重力数据(主要是高程异常)、卫星测高数据等计算出来的高精度地球重力场模型。
EGM2008模型计算重力扰动位及相关量的方法研究
沈映政;王友昆;余章蓉
【期刊名称】《测绘与空间地理信息》
【年(卷),期】2024(47)3
【摘要】地球重力场模型EGM2008提供了计算全球高分辨率和高精度重力场相关参量的可能。
本文采用球谐综合的方法,对重力扰动位、重力异常、大地水准面高等物理量的计算步骤和方法进行了研究和分析,并编制了相应的计算程序基于EGM2008无潮模型和零潮模型对以上参量进行了计算,同NGA发布的计算程序计算的结果进行了比对,验证了计算的方法正确性和可靠性。
【总页数】4页(P25-28)
【作者】沈映政;王友昆;余章蓉
【作者单位】云南国土资源职业学院;武汉大学测绘学院;昆明市测绘研究院
【正文语种】中文
【中图分类】P209
【相关文献】
1.基于EGM2008重力场模型的电厂区高程传递方法研究
2.EGM2008地球重力场模型在城市正常高计算中的应用研究
3.EGM96和EGM2008地球重力场模型计算弹道扰动引力的比较
4.基于EGM2008重力场球谐模型的水平重力扰动计算方法
5.基于EGM2008重力场模型的GNSS高程拟合方法研究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
EGM重力场模型使用说明
EGM官网上提供的程序系Fortran语言编写,文件名为geopot97.v0.4e.f,利用Compaq Visual Fortran等程序建立工程并添加该文件,编译通过即可运行;将EGM96数据文件复制到所建立的工程的文件夹下面,因为程序运行过程中需要加载这个数据文件。
运行后会出现如下对话框
输入:EGM96(或egm96)
再输入:Y(或y)
再输入:EGM96(或egm96)
再输入:N(n)
输入:Y
输入:7
输入:360
输入:3
输入:2(也可以选择1、3)
选择2即需要输入地球赤道半径a 、地球变率系数、地球引力系数GM ; 一般取以下数值: 257223563298115398600441806378137
a .f /D .GM === 输入后出现:
再输入:3
依次输入纬度、经度和高度值。
输入:2(精度比1更高)
得到上述结果。
其中重力加速度为:。