【摘要】：數(shù)字高程基準(zhǔn)模型是現(xiàn)代測量定位的參考框架,同時也是研究相關(guān)地球科學(xué)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此,構(gòu)建高分辨率高精度的區(qū)域數(shù)字高程基準(zhǔn)模型具有非常重要的科研意義和工程實踐意義。本文主要采用現(xiàn)有的免費數(shù)據(jù)源,結(jié)合重力場模型法、“移去-恢復(fù)”法、GNSS/水準(zhǔn)法以及組合法等,研究區(qū)域數(shù)字高程基準(zhǔn)模型的確定理論、確定方法及其應(yīng)用。采用的數(shù)據(jù)源主要包括：EGM2008和EIGEN-6C3stat等超高階地球重力場模型；SRTMV4.1, SRTM30_PLUS、DTM2006.0和RET2012等高分辨率數(shù)字地形模型；DTU13重力異常數(shù)據(jù)以及區(qū)域GNSS/水準(zhǔn)數(shù)據(jù)等。獲得的主要成果如下：(1)采用3種方案構(gòu)建分辨率為1’×1’的華南重力(似)大地水準(zhǔn)面(20°N～30°N, 109°E～120°E)和華東重力(似)大地水準(zhǔn)面(28°N～38°N,113°E-123°E)。方案1僅采用地球重力場模型,方案2除采用地球重力場模型外,還采用數(shù)字地形模型作地形改正,方案3綜合采用了地球重力場模型、數(shù)字地形模型和格網(wǎng)重力異常數(shù)據(jù)。經(jīng)檢核,華南重力(似)大地水準(zhǔn)面的標(biāo)準(zhǔn)差：在廣東最優(yōu)為8.4cm,在A區(qū)最優(yōu)為9.7cm,在雪峰山測段最優(yōu)為4.6cm,在湄洲島測區(qū)最優(yōu)為2.9cm；華東重力(似)大地水準(zhǔn)面的標(biāo)準(zhǔn)差：在B市最優(yōu)為3.3cm,在杭州灣測區(qū)最優(yōu)為2.6cm。(2)基于華南和華東重力(似)大地水準(zhǔn)面,利用收集到較多GNSS/水準(zhǔn)數(shù)據(jù)的A區(qū)和B市區(qū)域作進(jìn)一步精化,采用6種擬合模型對重力(似)大地水準(zhǔn)面進(jìn)行校正,獲得了華南A區(qū)約4萬km2的GNSS似大地水準(zhǔn)面和華東B市約1千km2的GNSS似大地水準(zhǔn)面。經(jīng)檢核,A區(qū)GNSS似大地水準(zhǔn)面的外符合均方根最優(yōu)為5.5cm,B市GNSS似大地水準(zhǔn)面的外符合均方根最優(yōu)為2.2cm。(3)結(jié)合組合法,將華南重力似大地水準(zhǔn)面用于長大隧道群的高程傳遞研究。實驗結(jié)果表明：將擬合高程與水準(zhǔn)實測高程進(jìn)行比較,得標(biāo)準(zhǔn)差最優(yōu)為0.7cm;將擬合高差與水準(zhǔn)實測高差進(jìn)行比較,得標(biāo)準(zhǔn)差最優(yōu)為0.8cm。100%的測段能完全替代四等和三等水準(zhǔn)測量,65%的測段能滿足二等水準(zhǔn)測量要求。研究成果對于利用GNSS技術(shù)實現(xiàn)長距離高程傳遞具有較好的參考價值。(4)結(jié)合現(xiàn)有程序,本文獨立研制了用于區(qū)域大地水準(zhǔn)面確定的G軟件。該軟件能綜合利用地球重力場模型、數(shù)字地形模型、格網(wǎng)重力異常數(shù)據(jù)以及GNSS/水準(zhǔn)數(shù)據(jù),依照重力場模型法、“移去-恢復(fù)”法、GNSS/水準(zhǔn)法和組合法等進(jìn)行區(qū)域大地水準(zhǔn)面的確定。在地球重力場模型相關(guān)泛函的計算中,該軟件采用擴(kuò)程算法計算高階締合勒讓德函數(shù),能在10800階次內(nèi)對任何緯度進(jìn)行精確計算而不產(chǎn)生數(shù)值溢出問題。本文的研究成果并未采用我國任何實測陸地重力數(shù)據(jù),可為無實測陸地重力數(shù)據(jù)區(qū)域的(似)大地水準(zhǔn)面確定提供一定的參考。而且,隨著空間對地探測技術(shù)的不斷發(fā)展,由空間探測技術(shù)所獲得的重力場信息正逐步完善,這將更有利于本文方法的推廣。
[Abstract]:Digital elevation reference model is not only a reference frame for modern surveying and positioning, but also an important basic data for the study of geoscience. Therefore, it is of great significance in scientific research and engineering practice to construct a regional digital elevation reference model with high resolution and high accuracy. In this paper, the determination theory, determination method and application of the regional digital elevation reference model are studied by using the existing free data sources, combined with gravity field model method, "remove-recovery" method, GNSS/ leveling method and combination method, etc. The main data sources used include: EGM2008 and EIGEN-6C3stat, such as ultra-high order gravity field models; SRTMV4.1, SRTM30_PLUS,DTM2006.0 and RET2012, such as high-resolution digital terrain model; DTU13 gravity anomaly data and regional GNSS/ leveling data, and so on. The main results obtained are as follows: (1) three schemes are used to construct the South China gravity (similar) geoid with a resolution of 1'脳 1'(20 擄Nu 30 擄N, 109 擄E ~ (120 擄E) and the East China gravity (like) geoid (28 擄N ~ (38) 擄N ~ (113) 擄E-123 擄E). Scheme 1 uses only the earth gravity field model, scheme 2 uses the earth gravity field model as well as the digital terrain model for terrain correction, and scheme 3 uses the earth gravity field model, the digital terrain model and the grid gravity anomaly data synthetically. After checking, the standard deviation of gravity geoid in South China is as follows: 8.4cm in Guangdong, 9.7 cm in area A, 4.6 cm in Xuefeng Mountain and 2.9 cm in Meizhou Island. The standard deviation of gravity (quasi) geoid in East China is 3.3 cm in B city and 2.6 cm in Hangzhou Bay area. (2) based on the gravity (similar) geoid in South and East China, Using area A and city B which collected more GNSS/ leveling data for further refinement, six fitting models are used to correct the gravity (quasi-) geoid. The GNSS quasi geoid of about 40 km2 in area A of South China and the GNSS quasi geoid of about 1 000 km2 in B city of East China are obtained. After checking, the external coincidence root-mean-square (RMS) of GNSS quasi geoid in area A is 5.5cm ~ (-1) cm ~ (-1) in GNSS quasi geoid of B city. (3) combined combination method. The gravity quasi geoid in South China is used to study the elevation transfer of long tunnel groups. The experimental results show that the optimum standard deviation is 0.7 cm when the fitting height is compared with the measured height. By comparing the fitting height difference with the measured height difference, it is found that the section with the best standard deviation of 0.8 cm. 100% can completely replace the fourth and third grade leveling, and 65% of the measured section can meet the requirements of the second class leveling. The research results have good reference value for using GNSS technology to realize the long distance height transfer. (4) combined with the existing programs, this paper independently developed G software for the determination of regional geoid. The software can make comprehensive use of gravity field model, digital terrain model, grid gravity anomaly data and GNSS/ leveling data, according to gravity field model method, "remove-recover" method. GNSS/ leveling method and combination method are used to determine the regional geoid. In the calculation of the related functional of the Earth's gravity field model, the software uses the extended range algorithm to calculate the higher-order associative Legendre function, which can accurately calculate any latitude within 10800 orders without the problem of numerical overflow. The research results in this paper do not use any measured land gravity data in China, which can provide a certain reference for the determination of (quasi-) geoid in the area without measured land gravity data. In addition, with the development of space-to-earth exploration technology, the gravity field information obtained by space exploration technology is being gradually improved, which will be more conducive to the extension of the method in this paper.
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P208

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張赤軍,邊少鋒;大地水準(zhǔn)面與似大地水準(zhǔn)面之差及其模型檢核[J];成都理工學(xué)院學(xué)報;2002年01期

2 方劍,許厚澤;中國及鄰區(qū)大地水準(zhǔn)面異常的場源深度探討[J];地球物理學(xué)報;2002年01期

3 陳俊勇,李健成,晁定波,寧津生;我國海域大地水準(zhǔn)面的計算及其與大陸大地水準(zhǔn)面拼接的研究和實施[J];地球物理學(xué)報;2003年01期

4 李建成,寧津生 ,陳俊勇,羅志才;我國海域大地水準(zhǔn)面與大陸大地水準(zhǔn)面的拼接研究[J];武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版);2003年05期

5 譚經(jīng)明,方源敏;山區(qū)大地水準(zhǔn)面精化及其三維數(shù)字模型建立方法[J];地礦測繪;2003年01期

6 劉紅霞;劉春花;;有限元法逼近局域大地水準(zhǔn)面的數(shù)學(xué)模型[J];測繪學(xué)院學(xué)報;2005年04期

7 陶金河;;大地水準(zhǔn)面的相對論定義探討[J];河南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年01期

8 陳俊勇;李建成;寧津生;晁定波;;全國及部分省市地區(qū)高精度、高分辨率大地水準(zhǔn)面的研究及其實施[J];武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版);2006年04期

9 樓立志;方劍;許厚澤;;界面起伏對模擬大地水準(zhǔn)面的影響[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年06期

10 段虎榮;焦勝軍;;利用重復(fù)重力觀測結(jié)果研究河西地區(qū)的大地水準(zhǔn)面變化[J];工程地球物理學(xué)報;2007年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 傅容珊;黃金水;黃建華;楊亭;;類地行星及月球大地水準(zhǔn)面相關(guān)分析與動力學(xué)意義[A];中國地球物理2010——中國地球物理學(xué)會第二十六屆年會、中國地震學(xué)會第十三次學(xué)術(shù)大會論文集[C];2010年

2 張赤軍;;大地水準(zhǔn)面與似大地水準(zhǔn)面[A];1996年中國地球物理學(xué)會第十二屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1996年

3 樓立志;許厚澤;;大地水準(zhǔn)面的模擬和內(nèi)插[A];中國地球物理.2003——中國地球物理學(xué)會第十九屆年會論文集[C];2003年

4 呂梓齡;;全球衛(wèi)星大地水準(zhǔn)面高度圖的解釋[A];1990年中國地球物理學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1990年

5 林進(jìn)峰;陳雪;黃慈流;;南海及其鄰區(qū)的大地水準(zhǔn)面異常特征與構(gòu)造應(yīng)力場[A];1990年中國地球物理學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1990年

6 張赤軍;方劍;;南極冰蓋等因素對大地水準(zhǔn)面的貢獻(xiàn)[A];1995年中國地球物理學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1995年

7 柯小平;王勇;許厚澤;;青藏高原中短波長大地水準(zhǔn)面的正演模擬[A];中國地球物理學(xué)會第22屆年會論文集[C];2006年

8 方劍;馬宗晉;;地形——均衡補(bǔ)償重力、大地水準(zhǔn)面異常頻譜分析[A];測繪荊楚——湖北省測繪學(xué)會2005年“索佳杯”學(xué)術(shù)論文集[C];2005年

9 袁國輝;吳云孫;;陸地區(qū)域(似)大地水準(zhǔn)面精化的理論和方法[A];中國測繪學(xué)會第八次全國會員代表大會暨2005年綜合性學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

10 呂梓齡;莊真;;大地水準(zhǔn)面高度圖的外部校正方法[A];1990年中國地球物理學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1990年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 ;大地水準(zhǔn)面的概念和作用[N];中國測繪報;2001年

2 祝桂峰;廣東建成國內(nèi)精度最高的省級大地水準(zhǔn)面[N];中國測繪報;2006年

3 易博文邋通訊員 賀正 易夢佳;我省大地水準(zhǔn)面測量精確到0.031米[N];湖南日報;2007年

4 記者 王瑜婷;我國建立新一代分米級精度大地水準(zhǔn)面[N];中國測繪報;2000年

5 深圳市規(guī)劃國土局測繪產(chǎn)權(quán)處 楊沾吉 張?zhí)旒o(jì);深圳市確定高分辨率 高精度大地水準(zhǔn)面[N];中國測繪報;2000年

6 記者 陸彩榮;新分米級精度大地水準(zhǔn)面啟用[N];光明日報;2001年

7 記者 唐穎斌;海南啟動少數(shù)民族地區(qū)大地水準(zhǔn)面精化項目[N];中國測繪報;2012年

8 周信炎;我國大地水準(zhǔn)面精化現(xiàn)狀與對策[N];中國測繪報;2004年

9 黃霞林 周星耀;湖南大地水準(zhǔn)面精化工程全面啟動[N];中國測繪報;2005年

10 徐小風(fēng);京津冀晉區(qū)域大地水準(zhǔn)面精化項目啟動[N];中國測繪報;2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 樓立志;中國及鄰區(qū)模擬大地水準(zhǔn)面的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（測量與地球物理研究所）;2004年

2 李春華;基于網(wǎng)絡(luò)GPS和精華大地水準(zhǔn)面的區(qū)域?qū)崟r三維定位理論與應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馬新瑩;局部大地水準(zhǔn)面精化中幾個問題的探討[D];武漢大學(xué);2005年

2 段虎榮;利用重復(fù)重力觀測研究河西地區(qū)大地水準(zhǔn)面變化[D];長安大學(xué);2006年

3 師蕓;區(qū)域大地水準(zhǔn)面的精化方法研究[D];西安科技大學(xué);2004年

4 鞠曉蕾;區(qū)域性陸海大地水準(zhǔn)面拼接研究[D];山東科技大學(xué);2011年

5 袁士濤;灰色理論在精化大地水準(zhǔn)面中的應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2008年

6 吳海濤;區(qū)域大地水準(zhǔn)面精化理論與應(yīng)用[D];太原理工大學(xué);2007年

7 吳學(xué)群;高原山區(qū)大地水準(zhǔn)面精化的自動化實現(xiàn)方法研究[D];昆明理工大學(xué);2006年

8 黃鵬;市級大地水準(zhǔn)面精化的研究與應(yīng)用[D];山東科技大學(xué);2010年

9 陳建保;精化省市級大地水準(zhǔn)面的研究[D];昆明理工大學(xué);2004年

10 熊建華;采用分區(qū)法對局部區(qū)域進(jìn)行大地水準(zhǔn)面精化的研究[D];昆明理工大學(xué);2014年

，

本文編號：2388641