基于gdcorsrk和gps技術的廣東省兩大山地高程的確定

1實時高程測定由于歷史原因，廣東省兩座著名的高山山脈云龍山和羅浮山沒有正確的高度數據。2005年廣東省國土資源廳組織完成了廣東省似大地水準面精化轉換成果,轉換精度在5cm以內。2007年完成了廣東省連續運行衛星定位綜合服務系統(簡稱:GDCORS),一期建立了46個CORS基準站。這兩大項目成果技術的結合,確定了廣東省三維框架實時定位系統,為測定兩大名山海拔高程提供了幫助。方案設計采用GDCORSRTK測量方式,實時測定白云山、羅浮山最高頂處的GPS點的大地坐標和大地高程值,利用廣東省似大地水準面精化轉換模型,將大地高轉換成正常高,再利用大地水準面與似大地水準面的差值,求取山頂的正高值。2羅浮山網絡rtk觀測法白云山位于廣州市東北部,摩星嶺為最高峰。最高處設有測量標志,視野開闊,網絡通信條件好,便于GDCORSRTK觀測。羅浮山位于惠州市博羅縣西北,飛云頂為最高點,山頂視野開闊,但由于山頂沒有手機網絡信號,無法進行網絡RTK作業。在距離飛云頂約400m的地方設定一個過渡點,進行網絡RTK觀測,求得此點的大地高,再利用電磁波測距高程進行往返觀測,通過求解兩點之間的高差,求得羅浮山的最高點飛云頂的大地高。為保證大地高程精度,另在兩山最高頂處進行常規靜態GPS測量。2.1觀測數據的自適應測試GDCORSRTK測量采用GPRS網絡通訊方式,使用Trimble5800系列RTK接收機,白云山最高點BYS和羅浮山過渡點LFST分別進行3次初始化觀測,每次記錄180歷元觀測值,分析比較兩個點所有觀測值的內符合精度情況:GDCORSRTK測量點的數據穩定,內符合精度高,平面精度和高程精度可以滿足測量要求。2.2基線解和平差計算為保證精度,兩山最高點另采用靜態GPS測量方式,儀器選用Trimble5800雙頻接收機,數據采樣率為15s,觀測兩個時段,每個時段為3h。基線解算是利用GAMIT軟件對GDCORS4個跟蹤站(省國土廳測繪院、清遠市國土資源局、河源市國土資源局和惠州市國土資源局樓頂站)和白云山、羅浮山最高頂GPS接收機觀測數據進行精密事后處理,提供平差需要的有效基線;平差計算利用Superadj平差軟件,以符合要求的基線,組成基線網,先進行環檢驗,再進行無約束,最后約束GDCORS4個跟蹤站的WGS-84坐標進行約束平差,求解各個點的空間直角坐標。靜態GPS網平差精度滿足四等GPS精度要求,統計如下:2.3羅浮山頂高程分高差計算白云山最高頂摩星嶺用靜態GPS觀測所得的大地高與網絡RTK測量所得的大地高比對表:羅浮山最高點飛云頂至羅浮山過渡點進行了電磁波測距高程往返觀測,往返觀測的高差絕對值互差為8.6mm,滿足技術要求,取高差中數作為高差成果。羅浮山過渡點大地高加上過渡點到山頂的三角高程差,作為羅浮山頂的大地高值。羅浮山最高頂飛云頂用靜態GPS觀測所得的大地高和羅浮山過度點用網絡RTK測量所得的大地高的高差值A,與羅浮山最高頂飛云頂至羅浮山過度點用電磁波測距高程測得的高差值B之間的比對表:由以上兩個表的比對結果可以看出,我們所采用的觀測模式是正確的,白云山頂大地高取靜態測量和網絡RTK測量大地高平均值,羅浮山最高點大地高采用靜態GPS測量計算得到的大地高值。3高、高程異常轉換模型白云山、羅浮山最高頂的大地高利用廣東省似大地水準面內插,轉換得到兩山的正常高值。羅浮山、白云山的WGS-84坐標,采用Shepard插值法內插廣東省似大地水準面精化模型,完成羅浮山、白云山高程異常的推算,根據各山峰的大地高H和高程異常值ζ,按下式計算各山峰的正常高:h*=H-ζ(1)根據羅浮山、白云山大地高和高程異常的精度,其正常高精度按以下公式計算:mh=√m2Η+m2ζ(2)mh=m2H+m2ζ????????√(2)廣東省似大地水準面精化轉換精度經過大量數據測試論證達到±0.048m。4布格重力異常計算在利用GPS技術和似大地水準面精確求定山峰的正常高后,需要利用大地水準面與似大地水準面的差值求解山峰的正高。在將似大地水準面轉換為大地水準面時,相應的公式為:Ν-ζ=△gBGγmh-12γm?δg?Ηh2(3)N?ζ=△gBGγmh?12γm?δg?Hh2(3)N和ζ分別為大地水準面和似大地水準面異常,△gBG為布格重力異常,γm為高程從0到h處的正常重力平均值,可取全球正常重力平均值(γm≈981Gal=981000mGal)??δg?Η(γm≈981Gal=981000mGal)??δg?H為撓動重力梯度,這里h取為正常高值。布格重力異常按下式計算,即:gBG=△gFA+BG(4)其中,△gFA為離散點上的空間重力異常,BG為層間改正,其計算公式如下:BG={-0.1118h?在陸地上-0.0686h?在海洋上(5)BG={?0.1118h?在陸地上?0.0686h?在海洋上(5)離散點上的空間重力異常△gFA或布格重力異常可由散點網格化在內插得到。撓動重力梯度的求解如下:?δg?Η≈?△g?h=R22π?δg?H≈?△g?h=R22π?σ?σ△g-△gpl3dσ=12π△g?△gpl3dσ=12π?σ△g-△gpl3ds(6)微分求解,格網點重力異常格網間距若為1000m,則:?△g?h=1062π∑△g-△gpl3i(7)對于因重力場存在誤差,似大地水準面與大地水準面的轉換精度mξN按下列公式計算:m2ζΝ=√(Ηγm)2m2△gb+(Η2γm)2m2?δg?Η(8)山峰正高的精度按下列公式:mΗgQ=√m2ΗγQ+m2ζΝ(9)計算結果如下:(1)求解點位的布格重力異常;(2)求解大地水準面與似大地水準面差異及正高。5地表點和地面點的正高值的確定大地水準面是一個與地球平均海水面密合的重力等位面,是地球重力場在地球表面的幾何表象,不僅是地球形狀的代表,也是反映地球內部不同空間尺度的物質分布規律。大地水準面是正高系統的參考面,確定地表點的正高值具有非常強的地學研究意義。廣東省的兩大名