数据源对大地水准面精度的影响分析
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高程大地水准面的测定方法与精度评定一、引言在地理测量学中,高程是指地表某一点与参考水准面之间的垂直距离,它与经度和纬度一样,是地球表面的重要地理属性之一。
高程的准确测量对于地图制图、工程测量和地震研究等方面具有重要意义。
本文将主要探讨高程大地水准面的测定方法及其精度评定,以供专业测量人员和地理测量学爱好者参考。
二、高程测定方法1.水准测量法水准测量法是最常用的高程测定方法之一。
它通过利用水平仪和测距仪等仪器测量点与点之间的垂直距离,从而确定各观测点的高程。
水准测量可分为精密水准和工程水准两种形式,具体方法包括闭合回路法、开放回路法和直接观测法等。
2.大地水准网法大地水准网法是通过建立一系列水准观测点,并利用这些观测点之间的高差关系来确定目标观测点的高程。
大地水准网法的优势在于可通过多点观测来提高测量精度,并可避免闭合回路法的误差积累问题。
3.卫星定位法卫星定位法是近年来发展起来的一种高程测量方法。
利用GPS、GLONASS和北斗等全球定位系统,可以通过接收多颗卫星信号确定测量点的坐标,从而推算出其高程。
这种方法具有测量范围广、快速高效的优势。
三、高程测量精度评定高程测量的精度评定是判断测量结果是否符合要求的重要依据。
常用的评定方法包括精度限差评定法、精度控制网评定法和精度等级评定法等。
1.精度限差评定法精度限差评定法是根据地理信息测量标准规定的相应精度要求,通过比较实测值与标准值之间的差异来评定测量结果的精度。
该方法简单直观,适用于一般测量工作。
2.精度控制网评定法精度控制网评定法是将具有高精度的控制点与待测点同时进行观测,通过分析两者的高差观测值来评定测量结果的精度。
该方法较为准确,适用于大范围测量和对高程要求较高的工程。
3.精度等级评定法精度等级评定法是根据测量任务的要求和实际精度情况,将测量任务划分为不同的精度等级,从而评定测量结果的精度。
该方法灵活性较高,适用于不同类型和要求的测量任务。
空间数据测绘中的误差源分析与修正方法概述:空间数据测绘是现代测绘科学的重要分支之一,广泛应用于土地调查、地质勘探、城市规划等领域。
然而,在实际测量过程中,由于各种因素的干扰,测绘数据常常会存在一定程度的误差。
因此,准确分析和修正数据误差源就显得尤为重要。
本文将就空间数据测绘中的误差源进行深入的分析,并探讨相应的修正方法。
误差源分析:空间数据测绘中的误差源主要包括系统误差和随机误差两种。
1.系统误差系统误差来自仪器、环境、观测操作等方面,它具有较为稳定的特点,并会对测量结果产生一定程度的偏差。
常见的系统误差包括仪器漂移、非正常形状、大气折射等。
例如,在使用全站仪进行测量时,仪器漂移可能会导致测量结果偏离真实值。
2.随机误差随机误差来源于多次测量中的无规律波动,其特点是随机分布并无法预测。
常见的随机误差包括观测误差、环境变化等。
例如,在使用GPS进行测量时,由于卫星信号的影响以及观测站点的环境变化,测量结果可能出现一定的随机误差。
误差修正方法:为提高空间数据测绘的精度,需要对误差源进行准确的分析,并制定相应的修正方法。
1.系统误差修正系统误差较为稳定,因此可以采用校正模型进行修正。
第一步是建立模型,通常可通过大量的控制点,通过回归分析、插值等方法,获得初始模型。
接下来,利用校正样本数据对模型进行验证和修正,通过比较实际测量数据与模型预测值的差异,实现系统误差的修正。
2.随机误差修正随机误差被认为是无规律的,因此无法直接进行修正。
但可以通过增加样本量、加强观测环境管理等方法来降低随机误差的影响。
例如,在GPS测量中,可以增加观测站点的数量,减少卫星信号的波动,从而提高测量的精确度。
除了以上两种主要误差源的修正方法外,还需要结合具体的测绘项目和数据特点,选择合适的检查方法和工具,进一步提高数据的精确性。
比如,在测绘地形图时,可采用样条插值方法对地形数据进行平滑处理,减少由于离散数据带来的误差。
结论:空间数据测绘中的误差源分析与修正方法是提高测绘精度的关键环节。
GPS在高程测量中的误差来源及应对措施【摘要】本文通过GPS在高程中的误差分析,对提高GPS测量高程精度的方法及措施进行了详细描述。
【关键词】GPS;大地高;正常高;高程拟合;高程异常一、引言众所周知,GPS作为现代化的三维测量工具,已被越来越广泛地运用到平面测量工作中去,如平面控制测量、地形测量、施工测量等。
但是GPS在实际的工作实践中,却较少运用于高程测量。
这是由于我国幅员辽阔,GPS测高受区域性大地水准面的限制以及仪器和外界条件等诸方面因素的影响,所测高程精度较低,无法满足各项工程建设的需要。
那么GPS测量高程的误差主要有哪些呢?我们又如何采取有效措施来提高高程测量精度呢?二、GPS高程测量原理利用GPS求得的是地面点在WGS-84坐标系中的大地高H84,而我国高程采用正常高。
要想使GPS高程在工程实际中得到应用,必须实现GPS大地高向我国正在使用的正常高的转化。
如图1所示。
有公式:Hr=H84-ζ由上式可知GPS高程测量的结果Hr误差主要由大地高H84的误差和高程异常ζ的误差的组成。
三、影响大地高H84的误差来源1.相位整周模糊度解算对GPS高程的影响。
相位整周模糊度解算是否可靠,直接影响三维坐标的精度。
在控制测量中,无论采用快速静态或实时动态测量技术,都必须精确解算得到相位整周数,然而相位整周数模糊度的解算常常会出现解算错误的可能性,从而会影响高程测量的精度。
2.多路径效应的制约因素:所谓多路径效应是指测站附近反射物反射来自卫星的信号与卫星直接发射的信号同时被接收机接受,这两种信号产生相互影响使其观测值偏离其真值,产生多路径误差。
多路径效应的影响分为直接的和间接的,并能对三维坐标产生分米级影响。
3.电离层延迟对高程测量量的影响:电离层对GPS测量的影响主要有:电离层群延(绝对测距误差);电离层载波相位超前(相对测距误差);电离层多普勒频移(距速误差);振幅闪烁信号衰减;磁暴、太阳耀斑等,这些电离层的变化都会延迟GPS信号的传播路线。
测绘技术中水准测量的精确度与误差分析测绘技术中的水准测量,是一种测量地表高程差异的方法。
在工程建设、城市规划、地质勘探等领域中,水准测量被广泛应用。
然而,水准测量中的精确度与误差一直是测绘技术人员关注的焦点。
本文将探讨水准测量中的精确度及其误差来源,并提出一些改进的方法。
水准测量的精确度取决于多个因素,包括测量仪器的质量、观测方法的规范与操作人员的技术水平等。
首先,仪器的质量对水准测量的结果具有决定性影响。
测量仪器的准确度和灵敏度直接影响到水准观测结果的准确度。
所以,在进行水准测量前,必须保证所使用的仪器具备较高的精度,并经过严格校准。
此外,观测方法的规范性也是确保测量精确度的重要因素。
合理的观测方法能够减小人为误差的出现,提高测量结果的可靠性。
因此,在水准测量过程中,应按照规范操作程序进行,避免不必要的误差。
尽管在实际测量中,我们尽可能地采取各种措施来提高测量的精确度,但是误差的存在是无法完全避免的。
误差是指测量结果与真实值之间的差异。
水准测量中的误差主要包括系统误差和随机误差。
系统误差是由于仪器本身的固有缺陷或观测方法的局限性而引起的误差,它在每次测量中都存在并且具有一定的方向。
系统误差一般是可以通过仪器校正和改进观测方法来减小。
随机误差是由于周围环境因素或测量人员操作过程中的偶然因素造成的误差。
随机误差是随机分布的,不具有固定的方向和大小,但是可以通过多次测量和统计分析来获取更为准确的结果。
为了提高水准测量的精确度,我们需要对误差进行分析,并采取相应的措施进行补偿或校正。
首先,对于系统误差,我们可以通过定期的仪器校准和检查来发现问题,并及时进行维修或更换。
此外,优化观测方法也可以减小系统误差。
例如,采用更加精确的观测点布设和多次观测的方法可以降低系统误差的影响。
其次,对于随机误差,我们可以通过多次观测并进行数据处理来减小误差的影响。
通过重复观测相同点位并进行平均值计算,可以减小随机误差的影响,提高测量结果的准确度。
高程测量中常见误差分析与提高精度的方法研究高程测量是地理信息系统中非常重要的一项测量工作,它用来确定地面相对于参考平面的高度差。
然而,在高程测量过程中常常会出现各种误差,从而影响测量结果的精度和准确性。
本文将围绕高程测量中常见的误差进行分析,并探讨提高测量精度的方法。
一、大地水准面抬高误差在实际的高程测量中,由于测量点位于地球表面,地球并不是完全光滑的理想球体,而是存在地形起伏的。
因此,大地水准面并不是一个完全平坦的水平面,这就引起了测量的抬高误差。
为了解决这个问题,测量人员需要通过地球重力场的反映进行修正。
可以利用重力测量数据进行大地水准面抬高误差的补偿。
通过对测量点进行密集的重力测量,得到重力加速度的空间分布,从而进行水准面的校正。
二、大气折射误差高程测量中另一个常见的误差是大气折射误差。
大气折射是指由于大气层密度分布的不均匀性,导致从地面观测到的目标位置与实际位置存在差异。
这种误差对于高程测量的长距离观测尤为显著。
为了减小这种误差,测量人员可以采用多种方法。
例如,可以利用全站仪等仪器进行大气折射修正。
在实际测量中,测量人员可以同时进行目标的水平和垂直观测,从而确定大气折射系数,并进行相应的修正计算。
三、系统误差和仪器误差在高程测量中,仪器误差是不可避免的。
仪器误差包括仪器的尺度误差、仪器的漂移误差等。
此外,系统误差也是需要考虑的因素。
为了降低仪器误差和系统误差对高程测量结果的影响,可以采取一系列的措施。
首先,选择合适的高精度仪器进行测量,确保仪器的精度和稳定性。
其次,在实际测量过程中,进行仪器的定期校准和调试,及时发现和纠正仪器的偏差。
此外,对于系统误差,可以通过在不同时间、不同位置进行多次观测,并进行数据处理和分析,找出系统误差的规律和特征,从而进行修正。
四、数据处理误差在高程测量中,数据处理误差也是需要考虑的一项。
数据处理误差包括数据采集误差、数据录入误差等。
由于高程测量通常需要采集大量的数据,并进行复杂的计算和处理,因此这些误差可能会对测量结果产生较大的影响。
第六章DEM精度分析在机器学习中,评估模型的性能是非常重要的。
在深度学习中,一个常用的评估指标是DEM(Digital Elevation Model)的精度。
DEM是描述地表高程变化的地理数据模型,可以用于地形分析、水文模拟、地理信息系统等领域。
DEM精度分析的目的是评估DEM数据的准确性,确定DEM数据的可靠性,并帮助选择合适的DEM数据应用。
DEM精度分析通常包括以下几个方面:1.垂直精度分析:垂直精度是指DEM数据的高程值与实际地面高程之间的差异。
垂直精度分析可以通过与实地测量数据进行对比来进行。
实地测量可以使用GPS仪器、全站仪等设备进行,同时需要注意选择具有代表性的样本点进行测量。
通过对比DEM数据和实地测量数据的差异,可以评估DEM数据的垂直精度。
2.水平精度分析:水平精度是指DEM数据的X、Y坐标值与实际地面位置之间的差异。
水平精度可以通过DEM数据间的比对来进行,比如将不同分辨率的DEM数据进行比对,或者将DEM数据与其他地理信息数据进行叠加分析。
通过比对不同数据源的DEM数据,可以评估DEM数据的水平精度。
3.分辨率分析:分辨率是指DEM数据中每个像素所代表的地面面积的大小。
分辨率越高,每个像素所代表的地面面积越小,DEM数据的细节程度越高。
分辨率分析可以通过观察DEM数据的细节来进行,比如通过DEM 数据的等高线图、坡度图等来观察DEM数据的细节表达能力。
通过对DEM 数据的分辨率进行分析,可以根据应用需求选择合适的DEM数据。
4.精度误差分析:精度误差是指DEM数据在采集、处理、转换过程中产生的误差。
精度误差分析可以通过DEM数据的元数据来进行,元数据包括DEM数据的采集时间、处理方法、水平精度等信息。
通过对DEM数据的精度误差进行分析,可以评估DEM数据的可靠性。
DEM精度分析是一个非常复杂的过程,需要综合运用地理信息系统、遥感技术、测绘技术等多种手段进行。
在实际应用中,DEM精度分析可以作为评估DEM数据质量、选择合适DEM数据、优化DEM处理方法的重要依据。
GPS高程拟合方法及精度分析引言随着全球定位系统(GPS)的普及和发展,GPS技术在地球科学、工程测量和导航定位等领域得到了广泛的应用。
GPS高程的测量和拟合在地球科学研究和工程测量中扮演着重要的角色。
对GPS高程拟合方法及其精度进行深入的研究和分析具有重要的意义。
一、GPS高程拟合方法GPS高程的测量是通过GPS卫星信号和接收机接收时间的差值来计算得到的。
在GPS测量中,精确的高程测量是非常重要的。
高程拟合是指根据已知的GPS观测数据,通过一定的数学模型和算法,来拟合出地球表面上各点的高程值。
目前常用的GPS高程拟合方法主要包括差分GPS法、动态大地水准面模型法和GNSS/地球重力模型法。
1. 差分GPS法差分GPS法是基于参考站和移动站测量GPS信号的相位和码距的差值来进行高程测量的方法。
该方法可以减小大气层等误差对高程测量的影响,提高高程测量的精度。
差分GPS法广泛应用于工程测量和导航领域,具有较高的精度和实用性。
2. 动态大地水准面模型法动态大地水准面模型法是基于大地水准面模型预测的高程值和GPS观测数据进行拟合的方法。
通过使用大地水准面模型,可以对GPS测量中的大气层延迟和其他误差进行校正,提高高程测量的精度。
该方法适用于地球科学研究领域,可以得到更为精确的高程值。
二、GPS高程拟合精度分析GPS高程拟合的精度是衡量其可靠性和实用性的重要指标。
在GPS高程拟合过程中,需要对其精度进行综合分析和评估。
1. 精度影响因素GPS高程拟合的精度受到多种因素的影响,主要包括大气层延迟、接收机误差、地形和重力效应、卫星轨道误差等。
这些因素会对GPS高程拟合的精度产生影响,需要在实际应用中进行综合考虑和分析。
2. 精度评估方法针对GPS高程拟合的精度进行评估,可以采用单点定位和差分定位、统计分析和误差分析等方法。
通过对GPS观测数据和拟合结果进行综合分析和评估,可以得到GPS高程拟合的精度水平和可靠性。
似大地水准面精化方法大地水准面精化是指通过一系列测量方法和数据处理技术,对大地水准面进行精确的测量和修正,以提高其在地球表面的水平精度。
大地水准面是指在地球上表示出重力势的等势面,是地球上得以确定和准确描述水平面的参考面之一。
众所周知,地球不是一个完全规则的椭球体,而是存在着地形起伏,地壳运动、地球潮汐等因素的影响。
因此,为了能够准确地描述地球上的水平面,需要对大地水准面进行精化。
大地水准面精化一般包括以下几个步骤:基准点的选择与测量、水准线的连接与观测、数据处理与解算、精化结果的验证与分析。
首先,选择合适的基准点是大地水准面精化的基础。
基准点的选择应尽量遵循准确、稳定、可靠、参照面上分布均匀等原则。
一般选择全球一级基准点作为初始基准点,然后通过测量和观测,逐步扩展形成一个完整的基准网。
当然,在选择基准点时还需要考虑到地区特殊性,比如海陆交界处的基准点需要考虑到潮汐因素的影响。
接下来,需要连接已知的基准点,并进行水准线的观测。
通过水准仪等测量工具,沿着水准线对各个测点进行测量,获得一系列的高程数据。
这些高程数据需要考虑到大气压力、高程视线等因素的修正,以提高测量的精度。
然后,进行数据处理与解算。
在这一阶段,需要对所有的测量数据进行仔细筛选、检查和校正。
对于异常数据和误差较大的数据进行剔除,然后采用差分水准方法、高程异常平差等数学模型,对数据进行处理和解算,从而得到更加准确的大地水准面模型。
最后,需要对精化结果进行验证与分析。
通过将精化后的大地水准面与其它地理信息数据进行对比,并进行检验和分析,验证精化结果的可靠性和准确性。
如果存在明显的偏差或不符合要求,需要进行进一步的修正和改进。
总的来说,大地水准面精化是一个复杂而繁琐的工作,需要借助先进的测量工具和数学模型,同时还需要对数据进行精细的处理和解算。
只有通过科学的方法和严谨的过程,才能够实现对大地水准面的精确修正,提高其在地球表面的水平精度。
测绘技术中的DEM数据精度评定技巧测绘技术是一门研究地球表面形状和地物分布的学科,而DEM(Digital Elevation Model)数据则是测绘技术中最为重要的数据之一,用于描述地形表面高程信息。
DEM数据的精度评定是评估数据质量和可靠性的重要步骤,本文将讨论如何进行DEM数据的精度评定,并介绍一些常用的评定技巧。
一、DEM数据精度评定的重要性DEM数据是数字地形模型的简称,由高程值构成的栅格数据网格。
在地理信息系统、地形分析、水文建模等领域广泛应用。
然而,由于各种原因,DEM数据往往存在不同程度的误差,可能会影响到后续分析和决策的准确性和可靠性。
DEM数据精度评定的目的是确定DEM数据的真实度和可信度,从而为后续的地理分析、空间建模和决策提供可靠的基础。
只有经过合理的评定和校正,才能保证DEM数据在地学研究和应用中发挥其最大的作用。
二、DEM数据精度评定的方法1. GPS定位技术GPS是全球定位系统的缩写,其基本原理是利用卫星发射的信号来测定接收机的位置。
通过将GPS接收机置于地面上的某个点,利用接收到的卫星信号计算出该点的实际位置,然后将其与DEM数据中相应位置的高程值进行比较,得出DEM数据的精度。
2. 水准测量水准测量是利用水平仪测量高程差异的方法,通过精确的水准仪器和设备,可以测量实际地面上的高程值。
将测得的实际高程值与DEM数据中相应位置的高程值进行比较,可以得出DEM数据的误差。
3. 参考数据对比法参考数据对比法是通过收集实际测量的高程点数据,与DEM数据进行对比,评估DEM数据的精度。
一般通过选择代表性的高程点,利用GNSS测量仪器进行实地测量,然后与DEM数据中相应位置的高程值进行对比,得出DEM数据的精度。
三、DEM数据精度评定的技巧1. 数据源选择在进行DEM数据精度评定时,首先要选择合适的数据源,保证数据的质量和可靠性。
一般来说,官方发布的DEM数据和经过评估认证的数据源较为可靠,可以作为参考数据进行对比评定。
大地水准面精化1. 概述大地水准面是地球表面上一个虚拟的参考面,用于测量地球各点的高度。
由于地球是一个不规则的椭球体,所以大地水准面并不是完全平坦的。
为了提高测量精度,需要对大地水准面进行精化,以减小测量误差。
2. 大地水准面的定义大地水准面是由重力垂线确定的,它在一个给定的地点上与铅垂线的交点定义为该点的高程。
大地水准面通常由一系列水准测量点连接而成,这些点之间的高度差通过水准测量仪器进行测量。
然而,由于地球表面的地形和地壳运动的影响,测量得到的水准面并不是完全精确的。
3. 大地水准面的精化方法为了精化大地水准面,需要考虑以下几个因素:3.1 大地水准面的非均匀性大地水准面的高度在不同地区存在差异。
这是由于地球的自转、地壳运动以及地球内部的密度分布不均造成的。
为了处理这一问题,可以通过重力场数据进行分析,并采用数学模型对大地水准面进行修正。
3.2 地质地貌的影响地质地貌的起伏和变化也会对大地水准面造成影响。
例如,山脉和盆地的存在会导致大地水准面的波动。
为了解决这个问题,可以使用数字高程模型(DEM)数据,并结合地质学知识进行分析和修正。
3.3 大地水准面的变形地球的地壳运动会导致大地水准面的变形。
例如,地震、板块运动等都会对大地水准面产生影响。
为了精化大地水准面,可以使用全球定位系统(GPS)测量数据,并采用变形模型对其进行修正。
4. 精化结果的应用精化后的大地水准面可以用于各种测量和工程应用。
以下是一些应用示例:4.1 三角测量和测量基准精化后的大地水准面可以作为参考面用于三角测量,测量地点的相对位置和测量基准的确定。
这对于地图制作和工程测量非常重要。
4.2 洪水预测和防洪工程大地水准面的精化结果可以用于洪水预测和防洪工程中,通过测量地点的高程变化来确定洪水的水位和水流方向,以及设计防洪工程的高度和位置。
4.3 海岸线变化监测海岸线的变化对于沿海地区的规划和管理非常重要。
精化后的大地水准面可以用于监测海岸线的变化,并提供准确的高程数据。
测绘细节处理中的误差源分析与优化方法引言:测绘细节处理是地理信息系统领域的重要组成部分,可以实现对地理空间数据的高精度测量与准确性的改进。
然而,在实际操作中,误差源时常出现,导致数据的不准确性和不可靠性。
本文将介绍测绘细节处理中的常见误差源分析,并提出一些优化方法,以提高数据的准确性。
一、数据采集误差1.1 措施:在采集数据的时候,必须确保测量仪器的高精度和稳定性。
同时,应尽可能避免在恶劣环境下进行测量,如恶劣天气或复杂地形。
1.2 优化:使用多源数据采集的方式,通过对比和分析多组数据结果,可以减小单一数据源的误差。
此外,建立校准参照物和定期对仪器进行维护,也是降低采集误差的有效手段。
二、数据传输误差2.1 措施:在数据传输过程中,要注意数据传输的稳定性和准确性,避免数据丢失或损坏。
此外,还要确保传输设备的稳定性和兼容性。
2.2 优化:使用稳定的网络环境进行数据传输,并对传输设备进行定期检查和维护。
在传输过程中,可以采用数据压缩和纠错算法,以减小数据传输误差。
三、数据处理误差3.1 措施:在数据处理过程中,要制定严格的数据处理流程和标准,确保数据的准确性和一致性。
此外,在处理过程中,还应避免人为因素的干扰和误操作。
3.2 优化:建立完善的数据处理流程,并制定数据处理标准和质量控制指标。
对数据处理人员进行培训和考核,提高数据处理技术和操作水平。
同时,使用自动化的数据处理工具和算法,可以减小人为因素的干扰。
结论:测绘细节处理中的误差源包括数据采集误差、数据传输误差和数据处理误差。
为了提高数据的准确性,需要从这些误差源入手,采取相应的措施和优化方法。
只有在不断改进和优化的过程中,才能实现地理空间数据的高精度测量和准确性的提高。
注:本文主要是对测绘细节处理中的误差源进行了分析和优化方法的探讨,同时根据要求,避免了政治方面的内容。
但由于篇幅的限制,本文并未对每个误差源进行详尽的讨论,读者可参考相关文献进行深入研究。
甘肃省似大地水准面精化数据处理及精度分析达朝宗;赵亮;吉长东;徐爱功【摘要】文中介绍了甘肃省似大地水准面精化项目所采用的技术路线和方法.论述GPS和水准路线布测和观测精度以及GPS、水准数据处理和区域似大地水准面确定所采用的方案.【期刊名称】《矿山测量》【年(卷),期】2017(045)003【总页数】5页(P88-92)【关键词】GPS;水准测量;似大地水准面;精化【作者】达朝宗;赵亮;吉长东;徐爱功【作者单位】甘肃省测绘工程院,甘肃兰州730000;甘肃省测绘工程院,甘肃兰州730000;辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】TD171甘肃省卫星定位连续运行基准站网是国内同类建设项目中规模较大的省级网,目前甘肃省卫星定位连续运行基准站网已经建成,在此基础上,通过2015甘肃省似大地水准面精化项目,建立甘肃省三维、动态的地心坐标框架与高程基准,综合利用GNSS定位技术、精密水准测量技术、多种重力场基础数据和现代地球重力场理论方法及最新的研究成果,确定甘肃省高精度、高分辨率似大地水准面模型,取代传统的水准测量方法测定正常高[1]。
以实测的甘肃省卫星定位连续运行基准站点、甘肃省C级GPS点为基础数据,充分利用甘肃省境内及周边地区的国家GPS连续运行站点,结合多种重力场基础数据、现代地球重力场理论方法、先进的地球重力场模型,确定甘肃省最新的高精度高分辨率区域似大地水准面模型,加快甘肃省数字化测绘建设的步伐,满足经济社会发展对甘肃省高精度、全覆盖、三维、动态测绘基准信息的基本需求,为全省基准测绘和重大工程测绘提供高精度、地心定位服务[2]。
本次数据处理采用2000国家大地坐标系大地基准、1985国家高程基准、2000国家重力基准,2000国家大地坐标系统参考椭球作为似大地水准面起算面。
GPS高程拟合方法及精度分析引言全球定位系统(GPS)是一种通过卫星信号来确定位置的技术,在许多应用中被广泛使用。
高程测量是GPS技术的一个重要应用领域之一。
随着GPS技术的不断发展,高程测量的精度和分辨率得到了显著的改进。
由于地球表面的复杂性,GPS高程测量仍然存在一些挑战,如大气延迟、地形遮挡和信号多径等问题。
研究GPS高程拟合方法及其精度分析具有重要的理论和实际意义。
本文将从GPS高程拟合方法和精度分析两个方面进行探讨,旨在为GPS高程测量提供更加可靠和精确的解决方案。
一、GPS高程拟合方法1. 静态测量与动态测量在实际的高程测量应用中,常用的GPS测量方式可以分为静态测量和动态测量两种。
静态测量是指在接收机固定不动的情况下进行GPS观测,通常适用于测量精度要求较高的情况,如大地水准面的建立和更新、基准点的测量等。
动态测量是指接收机和天线在移动状态下进行GPS观测,通常适用于地形测绘、航空航海、车载导航等应用。
2. RTK测量实时运动学(RTK)测量是一种高精度的GPS动态测量方法,通过使用参考站的观测数据来实现对流动接收机位置的实时校正,从而获得厘米级甚至毫米级的高程测量精度。
RTK测量在地理勘测、地质灾害监测和大规模工程测量中有着广泛的应用。
3. 差分测量差分测量是一种通过比较基准站和流动接收机之间的GPS观测数据来消除掉由于大气延迟、钟差等误差,从而提高高程测量精度的方法。
差分测量通常分为实时差分和后续差分两种方式,实时差分可以在测量过程中实时进行误差修正,后续差分则是在测量后对数据进行后处理,以获得更高精度的测量结果。
4. 高程拟合模型在GPS高程测量中,通常采用的拟合模型有椭球模型、大地水准面模型和基于大地水准面的高程格网模型等。
椭球模型是一种简化的高程测量模型,通过采用地球椭球体作为参考椭球来进行高程测量;大地水准面模型是一种更加真实的高程测量模型,考虑了地球的地形和引力畸变情况;基于大地水准面的高程格网模型是一种全球高程模型,通过采用离散的高程测量点来构建全球高程模型。
高精度测绘中常见的误差来源与解决方法引言在现代高精度测绘领域中,准确测定地理空间数据是至关重要的。
然而,由于多种因素的影响,这些测量结果可能会引入各种误差。
本文将探讨高精度测绘中常见的误差来源,并提供相应的解决方法。
一、仪器误差1.仪器精度仪器精度是测绘中最基本的误差来源之一。
不同仪器之间存在精度差异,即使是同一个型号的仪器,在使用过程中也会有一定的漂移。
为了解决这个问题,我们可以通过定期进行仪器校准和维护来提高测量的准确性。
2.仪器漂移随着时间的推移,仪器的测量性能可能会发生变化,产生漂移误差。
为了解决漂移带来的误差,我们需要对仪器进行定期的校准和调整,并及时记录和考虑漂移误差。
二、环境误差1.大气影响在高精度测绘中,大气条件对测量结果有显著的影响。
大气因素,如温度、湿度和气压的变化,会引起光线的折射,从而影响到测量结果。
为了解决大气影响带来的误差,我们可以利用气象数据进行修正,并结合大气折射模型进行精确计算。
2.地表影响地表的不平坦性和遮蔽物也会影响高精度测绘。
例如,建筑物、树木和山地地形都可能导致遮挡和阻挡,从而产生误差。
为了解决这些影响,我们可以采用遮蔽物消除技术,如多靶控制点的选择和处理,以提高测量的准确性。
三、观测误差1.随机误差随机误差是由于测量过程中的不可控因素引起的误差,如观测者的稳定性、观测条件的波动等。
为了减少这种误差的影响,我们可以采用多次观测和平均化处理的方法,从而降低随机误差的影响。
2.系统误差系统误差是由于测量仪器本身的固有缺陷或操作上的偏差引起的。
为了解决系统误差,我们可以进行一系列的改进措施,如增加控制点的数量和分布、采用精确的初始坐标、校正观测仪器的系统偏差等。
四、数据处理误差1.数据传输误差在数据传输过程中,由于信号干扰、数据失真等因素,可能会引入误差。
为了解决这个问题,我们可以采用数据加密、纠错编码等技术,以提高数据传输的可靠性和准确性。
2.数据配准误差由于数据配准的精度限制,不同数据源之间可能存在一定的配准误差。
浅谈影响RTK定位高程精度的因素及对策摘要:介绍了RTK测量原理,从影响其定位高程精度的因素进行分析,提出了解决措施。
关键词:RTK技术高程精度解决措施RTK测量技术集合了GPS定位、快速解算、数据无线传输、快速跟踪等多项先进技术,因为其测量模式和测量速度、精度比以往的测量方式有了很大的变革,被广泛应用于铁路、公路、石油、建筑、水利等多个领域。
笔者近几年在惠州燃气管道测量、德大铁路放线、西安-商州天然气管道测量等工程项目的实际应用中,对RTK技术有了一些经验和心得,下面就其在实际应用中的影响定位精度的因素和对策作简要分析。
一、RTK技术的测量原理RTK测量技术是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术,其基本原理是:基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给运动中的流动站,在流动站通过无线电接收基准站所发射的信息,将载波相位观测值实时进行差分处理,得到基准站和流动站基线向量(⊿X、⊿Y、⊿Z);基线向量加上基准站坐标得到流动站每个点的WGS-84坐标,通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标x,y和海拔高h。
二、影响RTK定位高程精度的因素RTK技术具有定位精度高,数据安全可靠,没有误差积累;测量速度快,作业效率高;作业自动化、集成化程度高,测绘功能强大;降低作业条件要求;操作简便,容易使用,数据处理能力强等优点,但是在实际应用中发现,RTK动态测量的高程精度低于平面坐标的精度,下面来分析一下影响高程定位的因素。
1、首级控制网的精度:在工程实践中,基于长距离或大面积测量,首先要对测区布网进行GPS首级网控制。
GPS 测量是几何测量。
用通俗的话来说:就是相当于“后方交会”,所得的高程是相对于参考椭球体的大地高h 。
然而,常规水准测量得到的是正高H ,它是相对于大地水准面的。
两者之差为大地水准面高N :H = h - N 。
N 值与参考椭球的定位精度有关,对于定位优良的参考椭球,其值小于100 m ,若为相对定位,则有:ΔH =Δh - ΔN 。
似大地水准面再精化结果精度分析发布时间:2021-03-18T12:01:00.400Z 来源:《建筑实践》2020年第34期作者:陆希瑶王紫蔚[导读] 从严格意义上讲,似大地水准面并不真正属于水准面,而是一种接近水准面的封闭曲面,陆希瑶王紫蔚江苏省地质勘察技术院210049摘要:从严格意义上讲,似大地水准面并不真正属于水准面,而是一种接近水准面的封闭曲面,能够作为辅助面提高计算质量。
本文通过对似大地水准面进行分析,并结合实际对似大地水准面的精化结果精度提出个人观点,希望为关注似大地水准面精化的人群提供参考。
关键词:似大地水准面;精化;精度检测引言:似大地水准面本身并不是具备物理意义的水准面,也不是对空间各个点位唯一的高层起算面,但是在测量计算过程中,却能够发挥出非常重要的作用,有效保证计算精确度。
因此,有必要对似大地水准面再精化结果精度进行研究。
一、似大地水准面综述随着科技的持续发展,GPS连续运行参考站在各个地区得到了非常广泛的应用,此时网络实时动态差分测量模式便成为了无线通讯效果良好地区的一种重要测量方式,NRTK在实际测量过程中,据精度测试能够发现,这种测量方式的平面定位精度以及大地高定位精度能够基本满足精度要求,而利用GPS静态定位的方式其大地高精度则会进一步得到优化,然而利用GPS最终得出的结果却不是具有物理意义而正常高,而是一种几何高,只有专门利用似大地水准面模型对于进行合理转换,才能够GPS得出的大地高转变为具有足够精度的正常高。
相较于传统水准测量而言,利用似大地水准面完成GPS测量无论是测量期间的劳动强度还是测量效率都会得到大幅提高,保证测量项目的测量结果。
大地高与正高以及正常高相互之间的差别即为大地水准面差距与高程异常,想要对二者进行求解,可以以下几种方法来完成:第一,几何法。
在大地水准面精化中,几何法就是利用几何关系对测定两点大地水准面高程差做出直接测定的一种方式。
第二,天文大地测量法。
文章编号:0494-0911(2011)06-0036-03中图分类号:P223.0文献标识码:B数据源对大地水准面精度的影响分析李新法1,陈永立1,马会林2(1.河北省第一测绘院,河北石家庄050031;2.河北省第二测绘院,河北石家庄050031)AnalysisofEffectofDataSourceonGeoidAccuracy
LIXinfa,CHENYongli,MAHuilin
摘要:组合法是目前我国省市进行大地水准面精化普遍采用的方法。通过对大地水准面精化时所用到的各种数据源进行分析,
探讨各数据源对大地水准面精度的影响,并提出提高大地水准面精度的办法。关键词:大地水准面;重力;GPS水准
收稿日期:2011-04-22作者简介:李新法(1964—),男,河北赵县人,高级工程师,主要研究方向为大地测量。
一、引言通过建立高精度、高分辨率的大地水准面,并结合GPS技术测定的精确的大地高,可以取代传统的水准测量方法测定正高或正常高,真正实现GPS技术在几何和物理意义上的三维定位功能,使平面控制网和高程控制网分离的传统大地测量技术成为历史,为构建“数字城市”、“数字区域”和“数字地球”提供高效的数字采集技术。目前,局部大地水准面精化普遍采用组合法,即以GPS水准所确定的高精度但分辨率较低的几何大地水准面作为控制,将以重力学方法确定的高分辨率但精度较低的重力大地水准面与之拟合,以达到精化局部大地水准面的目的。先进的计算方法可以正确有效地利用不同类型的重力场相关信息和数据,但(似)大地水准面计算的最终成果的分辨率和精度主要取决于数据的质量、分辨率和精度[2]。本文重点探讨在建立城市高分辨率、高精度(似)大地水准面时数据采集和数据利用时应注意的几个问题。二、组合法大地水准面精化的基本原理我国省市级大地水准面的精化主要采用移去-恢复原理FFT技术(1D/2DFFT),辅以多项式拟合法或其他拟合方法。在实际计算中通常采用分步计算方法,即首先应用移去-恢复原理和1DFFT技术计算重力大地水准面,然后以高精度的GPS水准数据作为控制,采用多项式拟合法或其他拟合方法将重力大地水准面拟合到由GPS水准确定的几何大地水准面上,旨在消除这两类大地水准面之间的系统偏差。一般说来,消除系统误差后的重力大地水准面与GPS水准之间仍存在残差,这些残差包含了部分有用信息。可再利用Shepard曲面拟合法、加权平均法及最小二乘配置等对这些剩余残差进行格网拟合,并将拟合结果与消除系统误差之后的重力大地水准面叠加,从而得到大地水准面的最终数值结果。组合法大地水准面的计算流程如图1所示。
图1组合法大地水准面计算流程图[2]三、数据源影响1.重力数据
实测重力的目的是利用重力点数据和地球重力场模型计算的离散点的高程异常值,进行拟合得到重力大地水准面。为满足Stokes理论,必须将实测重力值归算至大地水准面,而后与椭球面上的正
63测绘通报2011年第6期常重力γ0相减得到空间重力异常g0-γ0,即g0-γ0=g-γ0+Δg(1)式中,g为实测重力值;Δg为空间改正。常用的正常重力公式有基于克拉索夫斯基椭球体及基于1975国际椭球(即1980西安坐标系所采用的椭球)的正常重力公式,分别为γ0=978030(1+0.005302sin2B-0.000007sin22B)(2)γ0=978032.68(1+0.0053024sin2B-0.0000058sin22B)(3)基于CGCS2000参考椭球的正常重力公式为γ0=978032.53349(1+0.00530244sin2B-0.00000582sin22B)(4)式(2)~式(4)中,纬度B一般采用GPS技术获得,可直接利用重力点在WGS-84坐标系下的纬度。采用式(2)~式(4)计算的椭球面上的正常重力值会有差异,如果将纬度为30°和40°分别代入式(2)~式(4),所计算的正常重力值如表1所示。表1不同椭球下的正常重力值mGal纬度/(°)基于克氏椭球基于1975国际椭球基于CGCS2000椭球30979321.24978032.68978032.5340980165.89980169.88980169.73由表1可以看出,基于克氏椭球的正常重力公式与后两者计算的差值较大,而后两者比较接近(差值在0.1mGal)。这些差异只是在绝对值上的差异,从宏观上讲,大地水准面精化是要将重力水准面与GPS水准所确定的大地水准面进行拟合,因此,不会对最终结果产生影响。对于空间改正Δg,其计算公式为Δg=0.3086(1+0.0007cos2B)h-0.72×10-7h2(5)式中,h为正常高。对于城市小区域内的大地水准面精化来说可以统一采用1956年黄海高程基准面上的正常高,或统一采用1985国家高程基准面上的正常高,计算出的大地水准面则对应于相应的高程基准。但为了高程系统的统一,建议采用1985国家高程基准的正常高。2.GPS水准数据GPS水准数据的好坏直接决定着大地水准面的精度,一般认为内插点高程异常推估值的误差mζ主要来自两个方面:①起始误差,即已知点高程异常值的误差m0;②内插点所在栅格内高程异常非均匀变化所引起的误差mg。
故有
m2ζ=m20+m2g(6)
当C级与B级GPS网点相距在150km以内时,起算数据误差是一个比较稳定的值,主要还是由C级GPS网格大小(d)、所在地区地形(c)和重力格网大小(λ)这3个因素决定内插点高程异常推估值的精度,三者之间的关系为d=7.15mgc-1λ-1/2(7)
在我国平原、丘陵、山区和高山区的c值分别等于0.54、0.81、1.08和1.50。如果起始误差m0为±1cm,当所在地区平均重力异常网格分辨率λ分
别为30'、15'、10'、5'、2'、1'时,若要求该地区内插点高程异常推估值的精度mζ为±2cm,则要求C级GPS水准网(格)分辨率d,即该GPS水准网点的平
均间距,在不同地形地区中的最低要求如表2所示。
表2不同地形地区的GPS水准网点间距(d)要求km
不同地形的地区c平均重力异常栅格的分辨率λ/(')
301510521平原457101622丘陵765433山区444556高山区433333
由表2可以看出,重力异常的栅格分辨率越高,同一地形的地区所要求的C级GPS点的间距越大,即可以通过增加实测重力值的分辨率来减少GPS水准点的密度。但式(7)假定起始误差为±1cm,而起始误差的正确与否,将直接决定内插点高程异常的精度。因此,在布设GPS水准网点时,一定要对起始误差有准确的判断和计算。为提高GPS水准点大地高的精度,可以采取缩短基线距离、增加观测时段、延长观测时间、对C级网采用精密星历进行处理等方法,还可以采取提高观测等级的方法来提高正常高的精度。同时,应重视选点埋石的质量,通过对网形的优化设计,使控制网的网形和结构具有良好的强度。GPS测量和水准测量应尽量同期观测,以避免GPS椭球高与精密水准测量的时间跨度较大,以及地面沉降等原因,造成求得的大地水准面或高程异常存在系统偏差,从而增加数据处理的难度。同时,为了统一基准,城市GPS水准网还应与国家高等级点联测,以保持数据资料的一致性。此外,为使测绘信息资源共享,并与国家现代
732011年第6期李新法,等:数据源对大地水准面精度的影响分析大地测量基准及地理空间基础框架一致,形成统一的标准,高程应采用1985国家高程基准,GPS网应在CGCS2000的参考框架和历元下进行网平差。在此基础上,椭球高可采用WGS-84或CGCS2000椭球(因两椭球仅在f值上有微小差异,在赤道上仅差1mm,可以认为两个椭球是一致的[1]),两者对实际高程值几乎没有影响。表3列出了在中纬度地区同一点位在ITRF97框架、2000.0历元下对于WGS-84椭球和CGCS2000椭球下的大地高的差值。表3同一点位在WGS-84或CGCS2000椭球下的椭球高比较点号WGS-84椭球高/mCGCS2000椭球高/m两者差值/mm11.617261.61730-0.04216.0378316.03787-0.043-0.17899-0.17895-0.0443.279023.27906-0.0451.448991.44903-0.04663.5561063.55615-0.05761.9753261.97536-0.04823.9572423.95728-0.0494.689274.68931-0.04100.496820.49686-0.041122.0764722.07649-0.021225.9042725.90430-0.033.数字地形模型数据高分辨率的数字地形模型包含了地球重力场模型的高频信号,是计算高分辨率高精度大地水准面的重要信息。目前城市大地水准面精化一般利用分辨率为100m或更高分辨率的DTM模型,在构建大地水准面模型时,DTM的质量在一定程度上决定着大地水准面的质量。因此,在使用时一定要对DTM的质量进行检核,同时,应尽可能利用构建时间较短的DTM模型。4.全球高阶重力场模型
当采用移去-恢复技术计算城市大地水准面时,应利用实测高精度重力和GPS水准数据用不同的高阶重力场模型进行比较和分析,选择最适合本地区的高阶全球重力场模型作为参考重力场。如在表达深圳重力场方面WDM94要略优于EGM96和GPM98CR,因而选择WDM94作为计算深圳1cm级
大地水准面的参考重力场模型。而我国CQG2000则采用的是EGM96全球重力场模型。
四、结束语对于区域性似大地水准面精化,应充分考虑GPS水准点大地高和正常高的精度及各种数据、模
型的可靠性,GPS水准点应尽量利用CGCS2000所采用的参考框架和历元及1985国家高程基准下的正常高,以使区域基准与国家基准相统一。
参考文献:[1]中国科学技术协会.2006—2007测绘科学技术学科发
展报告[M].北京:中国科学技术出版社,2007.[2]宁津生,刘经南,陈俊勇,等.现代大地测量理论和技
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球动力学,2004,24(1):1-3.[6]宁津生,罗志才,李建成.我国省市级大地水准面精化
的现状和技术模式[J].大地测量与地球动力学,2004,24(1):櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂櫂4-8.