資源描述：
《廣州市重力異常計算和其在似大地水準面精化中應用和探析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、廣州市重力異常計算和其在似大地水準面精化中應用和探析 摘要：地區(qū)似大地水準面精化工作中一個重要環(huán)節(jié)即是測定并計算該地區(qū)的重力異常數(shù)據(jù)，本文以廣州市為例，探討該地區(qū)重力異常的計算方法，及其在采用移去-恢復法進行似大地水準面精化工作中的應用，并對其中若干問題展開探討。關鍵詞：重力異常似大地水準面移去-恢復法中圖分類號：P22文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0042-02一般有以下幾何方法可以確定四大地水準面：天文水準、衛(wèi)星測高、GPS水準，還有重力法，和將幾何與重力聯(lián)合法?，F(xiàn)在一般使用聯(lián)合法精化局部地區(qū)四大地水準面。這種方法采用的是
2、現(xiàn)將通過GPS水準的得到的高精度但分辨率較低的幾何大地水準面作為控制，再擬合通過重力學法確定的高分辨但精度低的重力大地水準面，這樣來精化局部似大地水準面[1]。7地區(qū)似大地水準面精化工作中一個重要環(huán)節(jié)即是測定并計算該地區(qū)的重力異常數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)的精確性和可靠性直接影響到似大地水準面的精度。2005年，“廣州市高精度三維控制網(wǎng)的建立及似大地水準面確定”項目利用全球高階地球重力場模型、實測重力數(shù)據(jù)和GPS水準數(shù)據(jù)及高分辨率數(shù)字地形模型（DTM），確定了廣州市1km和2km分辨率的空間重力異常及厘米級似大地水準面。計算范圍為：在WGS-84格網(wǎng)坐標下，緯度從22度33分9
3、.550秒至23度59分49.549747秒，經(jīng)度從112度54分18.893701秒至114度6分38.894秒，南北方向160km，東西方向124km。為此，本文依托以該項目的實際數(shù)據(jù)，以廣州市為例，探討該地區(qū)重力異常的計算方法，對其數(shù)據(jù)在廣州市似大地水準面精化工作中的應用展開分析，并對其中若干問題進行探討。1重力場模型的選取選擇本地區(qū)的高階全球重力場模型作為參考重力場，在實際計算局部大地水準面的時候是非常必要的。到現(xiàn)在為止同階次模型（360階）EGM96被公認為是最好的，原武漢測繪科技大學自行研制的WDM94是360階全球重力場模型，所以，對這兩個重力場模型
4、進行實測高精度重力和GPS水準數(shù)據(jù)比較和評價，用來作為廣州計算高精度大地水準面選取最適合本地區(qū)的參考模型。利用GPS測定的橢球高和精密水準測量測定的正常高可得到實測似大地水準面高（或高程異常）為：7這里GM為地心引力常數(shù)；為計算點的正常重力；a為參考橢球的長半徑；、和r分別為計算點的地心緯度、經(jīng)度和向徑；和為完全規(guī)格化位系數(shù)；為完全規(guī)格化締合Legendre函數(shù)；nmax為計算模型的最大階數(shù)，在本項目的計算中，EGM96和WDM94均取為360。以WGS-84為參考橢球，則實測重力觀測值可歸算為大地水準面上的空間重力異常，實際上為我國1956黃海高程基準面上的空間
5、重力異常，即：2實測值與模型計算值之間的比較分析2.1源數(shù)據(jù)選取采用的重力數(shù)據(jù)包括：收集到的廣州地區(qū)及周邊3838個陸地重力數(shù)據(jù)，其密度為每6平方公里一個點。GPS水準數(shù)據(jù)：在廣州建立了由123個點組成的GPS二等水準控制網(wǎng)，其平均間距約14km，并按二等水準測量的要求與原有一、二等水準點進行了聯(lián)測，正常高為1985國家高程基準。數(shù)字地面模型（DTM）數(shù)據(jù)：高分辨率的數(shù)字地形模型是計算高分辨率高精度大地水準面的重要信息，為此，利用廣東省國土廳信息中心提供的100m分辨率的DTM，分別建立了廣州及其周邊地區(qū)分辨率為100m、500m、1km和2km的DTM，覆蓋范圍
6、為：在WGS-84格網(wǎng)坐標下，緯度從22度25分51.6547秒至24度2分45.9047秒，經(jīng)度從112度49分17.1189秒至114度11分28.6192秒，南北方向179km，東西方向141km。2.2實測大地水準面與模型計算值之間的比較7表1列出了利用123個GPS水準數(shù)據(jù)計算的值統(tǒng)計結果。從表1可以看出，利用EGM96、WDM94計算大地水準面高的精度（標準差）分別為±0.1271m和±0.2119m，而大地水準面高差的絕對精度則分別為±0.154m和0.258m。一般說來，盡可能地消除系統(tǒng)偏差后的模型大地水準面與GPS水準的符合精度反映了重力場模型的
7、實際精度。因此，首先采用五參數(shù)模型消除用模型計算的大地水準面中的系統(tǒng)偏差，即：其中為未知參數(shù)；和分別為大地緯度和經(jīng)度；為隨機噪聲。采用最小二乘法解算模型（8）中的未知參數(shù)，并且根據(jù)模型顯著性檢驗的結果來決定采用三參數(shù)、五參數(shù)或五參數(shù)模型。消除系統(tǒng)偏差后，由地球重力場模型計算的大地水準面高和大地水準面高差的統(tǒng)計結果分別列于表1。由表1可知，消除系統(tǒng)偏差后模型大地水準面的精度得到顯著提高，用EGM96和WDM94計算大地水準面高的絕對精度（標準差）分別為±0.0486m、±0.0438m，而大地水準面高差的絕對精度則分別為±0.069m、±0.063m，這說明在利用E
8、GM96和
