2023學(xué)年完整公開(kāi)課版GNSS高程系統(tǒng)

任務(wù)1-5GNSS高程系統(tǒng)聯(lián)合全國(guó)22家院校與企業(yè)聯(lián)合建設(shè)主要內(nèi)容常用高程系統(tǒng)高程系統(tǒng)轉(zhuǎn)換GNSS水準(zhǔn)高程擬合法提高GNSS高程精度的措施一、常用高程系統(tǒng)常用高程系統(tǒng)大地高系統(tǒng)正高系統(tǒng)正常高系統(tǒng)大地高系統(tǒng)是以參考橢球面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的大地高是該點(diǎn)到通過(guò)該點(diǎn)的參考橢球的法線與參考橢球面的交點(diǎn)間的距離。大地高也稱為橢球高，大地高一般用符號(hào)H表示。大地高是一個(gè)純幾何量，不具有物理意義，同一個(gè)點(diǎn)，在不同的基準(zhǔn)下，具有不同的大地高。一、常用高程系統(tǒng)正高系統(tǒng)正高系統(tǒng)是以大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)面的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的正高是該點(diǎn)到通過(guò)該點(diǎn)的鉛垂線與大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離，正高用符號(hào)Hg表示。

一、常用高程系統(tǒng)正常高系統(tǒng)是以似大地水準(zhǔn)面為基準(zhǔn)的高程系統(tǒng)。某點(diǎn)的正常高是該點(diǎn)到通過(guò)該點(diǎn)的鉛垂線與似大地水準(zhǔn)面的交點(diǎn)之間的距離，正常高用Hr表示。一、常用高程系統(tǒng)二、高程系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離，稱為大地水準(zhǔn)面差距，記為hg。似大地水準(zhǔn)面到參考橢球面的距離，稱為高程異常，記為。 大地高與正高之間的關(guān)系可以表示為：大地高與正常高之間的關(guān)系可以表示為：

三、GNSS水準(zhǔn)定義采用GNSS測(cè)定正高或正常高，稱為GNSS水準(zhǔn)內(nèi)容采用GNSS方法確定大地高采用其他方法確定大地水準(zhǔn)面差距或高程異常

GNSS高程的實(shí)現(xiàn)方法等值線圖法：從高程異常圖或大地水準(zhǔn)面差距圖分別查出各點(diǎn)的高程異?；虼蟮厮疁?zhǔn)面差距hg，然后分別采用下面兩式可計(jì)算出正常高Hr和正高Hg。三、GNSS水準(zhǔn)在采用等值線圖法確定點(diǎn)的正常高和正高時(shí)要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：注意等值線圖所適用的坐標(biāo)系統(tǒng)，在求解正常高或正高時(shí)，要采用相應(yīng)坐標(biāo)系統(tǒng)的大地高數(shù)據(jù)。采用等值線圖法確定正常高或正高，其結(jié)果的精度在很大程度上取決于等值線圖的精度。三、GNSS水準(zhǔn)GNSS高程的實(shí)現(xiàn)方法地球模型法地球模型法本質(zhì)上是一種數(shù)字化的等值線圖，目前國(guó)際上較常采用的地球模型有OSU91A等。不過(guò)可惜的是這些模型均不適合于我國(guó)。三、GNSS水準(zhǔn)GNSS高程的實(shí)現(xiàn)方法高程擬合法基本原理：所謂高程擬合法就是利用在范圍不大的區(qū)域中，高程異常具有一定的幾何相關(guān)性這一原理，采用數(shù)學(xué)方法，求解正高、正常高或高程異常。三、GNSS水準(zhǔn)四、高程擬合法利用公共點(diǎn)上GPS測(cè)定的大地高和水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)定的正常高計(jì)算出該點(diǎn)上的高程異常，存在一個(gè)這樣的公共點(diǎn)，就可以依據(jù)上式列出一個(gè)方程：

適用范圍：上面介紹的高程擬合的方法，是一種純幾何的方法，因此，一般僅適用于高程異常變化較為平緩的地區(qū)（如平原地區(qū)），其擬合的準(zhǔn)確度可達(dá)到一個(gè)分米以內(nèi)。選擇合適的高程異常已知點(diǎn)：所謂高程異常的已知點(diǎn)的高程異常值一般是通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)定正常高、通過(guò)GNSS測(cè)量測(cè)定大地高后獲得的。在實(shí)際工作中，一般采用在水準(zhǔn)點(diǎn)上布設(shè)GNSS點(diǎn)或?qū)NSS點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，為了獲得好的擬合結(jié)果要求采用數(shù)量盡量多的已知點(diǎn)，它們應(yīng)均勻分布，并且最好能夠?qū)⒄麄€(gè)GNSS網(wǎng)包圍起來(lái)。高程異常已知點(diǎn)的數(shù)量：若要用零次多項(xiàng)式進(jìn)行高程擬合時(shí)，要確定1個(gè)參數(shù)，因此，需要1個(gè)以上的已知點(diǎn)；若要采用一次多項(xiàng)式進(jìn)行高程擬合，要確定3個(gè)參數(shù)，需要3個(gè)以上的已知點(diǎn)；若要采用二次多項(xiàng)式進(jìn)行高程擬合，要確定6個(gè)參數(shù)，則需要6個(gè)以上的已知點(diǎn)。四、高程擬合法分區(qū)擬合法：若擬合區(qū)域較大，可采用分區(qū)擬合的方法，即將整個(gè)GPS網(wǎng)劃分為若干區(qū)域，利用位于各個(gè)區(qū)域中的已知點(diǎn)分別擬合出該區(qū)域中的各點(diǎn)的高程異常值，從而確定出它們的正常高。下圖是一個(gè)分區(qū)擬合的示意圖，擬合分兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行，以虛線為界，位于