The invention discloses a method for leveling height difference measurement using gravity field model based on topographic correction, which includes the following steps: observing control points in the measuring area by GNSS static measurement method; processing the collected GNSS data and obtaining the geodetic coordinates and geodetic height difference of each control point after unconstrained adjustment; The geodetic coordinates of the control points obtained in step 2 are calculated by using EGM2008 gravity field model; the elevation anomalies calculated in step 3 are corrected to obtain more accurate elevation anomalies considering the influence of topographic fluctuations; the geodetic elevation difference calculated in step 2 and step 4 are calculated. The height anomaly at each point is calculated, and the height difference is calculated. Compared with the geometric leveling method, the measurement efficiency of the present invention is higher, and the accuracy of the measured leveling height difference can meet the requirements of the third-class leveling measurement. For the three-dimensional control point, the elevation measurement can be synchronized with the GNSS plane measurement without additional field observation.
【技术实现步骤摘要】
利用基于地形改正的重力场模型进行水准高差测量的方法
本专利技术涉及工程测量
,特别涉及一种利用基于地形改正的重力场模型进行水准高差测量的方法。
技术介绍
现有技术下,水准高差测量大多采用几何水准方法。几何水准测量方法采用水准仪观测前后水准尺,进行读数,获得该测站高差,再将逐站测得的高差累加获得两个控制点的高差。但几何水准测量方法存在如下不足:外业工作量大、效率低。GNSS(GlobalNavigationSatelliteSystem,全球卫星导航系统)静态测量技术具有高效、全天候、测站间不需通视等特点,但GNSS静态测量技术并不能直接用于水准高差的测量,原因在于GNSS的高程系统基于参考椭球,测得的高差乃是大地高差ΔH,与水准高差Δh有差异,见附图1所示,具体的:ΔH=Ha-Hb:Δh=ha-hb:要将大地高差ΔH转换为水准高差Δh,需要先得到控制点的高程异常ζa、ζb,计算高程异常的差值Δζ=ζa-ζb,ΔH和Δζ的差值才是Δh,具体的:Δh=ΔH-Δζ=ΔH-(ζa-ζb)式中,Δh为水准高差,ΔH为大地高差,Δζ为高程异常差,Ha为a点的大地高程,ha为a点的水准高程,ζa为a点高程异常,Hb为b点的大地高程,hb为b点的水准高程,ζb为b点高程异常。为了解决水准高差和大地高差不同的问题,现有的采用GNSS静态测量技术进行水准高差的方法主要有:(1)区域拟合法。利用测区内已有的三维控制点拟合出该区域的似大地水准面,获得各个点的高程异常,再将大地高转换成水准高。该方法存在如下不足:精度较低、无法对工程首级高程控制网进行复核、测区内已有的三维控制 ...
【技术保护点】
1.一种利用基于地形改正的重力场模型进行水准高差测量的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:采用GNSS静态测量的方法观测测区内各控制点;步骤二:对采集到的GNSS数据进行处理,无约束平差后得到各控制点的大地坐标和大地高差;步骤三:根据步骤二得到的控制点的大地坐标,利用EGM2008重力场模型计算各控制点的高程异常:
【技术特征摘要】
1.一种利用基于地形改正的重力场模型进行水准高差测量的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:采用GNSS静态测量的方法观测测区内各控制点;步骤二:对采集到的GNSS数据进行处理,无约束平差后得到各控制点的大地坐标和大地高差;步骤三:根据步骤二得到的控制点的大地坐标,利用EGM2008重力场模型计算各控制点的高程异常:式中,表示某点的高程异常,GM表示地球引力常量,R表示地球的平均半径,n,m分别表示阶和次,N表示地球重力场模型的最大阶次,re表示参考椭球上某点的地心向径,λ表示地心经度,表示地心纬度,表示地球重力场模型扰动球谐位系数,表示完全正常化的缔合勒让德函数,表示椭球面上某点的正常重力加速度;步骤四:考虑地形起伏的影响,对步骤三计算得到的高程异常进行改正,获得更高精度的高程异常:其中,表示进行地形改正后的高程异常,表示步骤三中利用重力场模型计算的高程异常;扰动引力对向径的偏导数采用下式计算:地面点的地形高程采用ETOP01全球地形模型计算得到:式中,表示地形模型的球谐位系数,Nt表示地形模型的最大阶次;该点对应的大地水准面高采用下式计算:式中,ρ为地球的平均密度,G为牛顿万有引力常量;将式(3)、式(4)、式(5)代入式(2),即可计算出基于全球重力场模型、考虑地形改正后的高程异常步骤五:根据步骤二计算得到的大地高差,以及步骤四计算得到的各点进行地形改正后的高程异常,计算得到水准高差:式中,Δh为水准高差,ΔH为大地高差,为高程异常差,为a点高程异常,为b点高程异常。2.根据权利要求1所述的利用基于地形改正的重力场模型进...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘辉,苏勇,郭平,李善军,范朝忠,
申请(专利权)人:中铁二局集团有限公司,中铁二局第四工程有限公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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