大地測量高程系統—了解為什麼大範圍航測會出現高程精度問題

2021-01-08 騰訊網

要了解大範圍航測高程出現誤差較大的原因,就需要對大地測量高程系統有一定的了解,本篇文章簡單介紹大地測量中的高程系統, 希望對您解決這一問題有所幫助。

橢球面、大地水準面、似大地水準面的區別:大地高系統是以橢球面為基準面的高程系統,某點的大地高是該點到通過該點的參考橢球的法線與參考橢球面的交點的距離。大地高也稱為橢球高,大地高一般用符號H表示。大地高是一個純幾何量,不具有物理意義。GPS測的為大地高。

正高系統是以大地水準面(平均海水面)為基準的高程系統。某點的正高時該點到通過該點的鉛垂線與大地水準面的交點間的距離,正高用符號Hg表示。

正常高系統是以似大地水準面為基準的高程系統。某點的正常高是該點到通過該點的鉛垂線與似大地水準面的交點間的距離,正常高用符號Hγ表示。水準儀測得的為正常高。

H=Hg+hg(大地水準面差距)H=Hγ+ζ(高程異常)

從這裡可以看到:大地高=正常高+高程異常。高程異常值可以通過重力場模型確定。

EGM96和EGM2008都重力場模型,都提供了全球高程異常值,但是使用的數據、方法、最高完全階數不同,因此二者精度上相差很大,如下圖列舉了二者在典型地區的高程異常值的差異。利用重力場模型可以實現大地高與水準高的轉換(部分地區如沿海地區精度可以達到釐米級)。

1985國家高程基準

我國常用的高程基準 1985國家高程基準,是正常高,下面我們來簡單介紹一下1985國家高程基準,介紹自網絡節選,原文請點擊左下角原文閱讀。

1976年7月,國家測繪總局在哈爾濱召開了全國有關部門參加的座談會。會上研究和確定了新的國家一等水準網布設方案, 同時提出在「1956年黃海高程系」基礎上重新確定我國高程基準。根據任務分工,重新確定我國高程基準的任務由中國人民解放軍總參謀部第二測繪大隊作為主要承辦單位。總參謀部第二測繪大隊領取任務後,立即將任務下達給一隊工程師湯恩祥、黃彥福二人,10年來,又陸陸續續加入不少力量,黃彥福工程師八十年代隨夫人轉業廣州國土局任法規處處長,只有湯恩祥工程師(後晉升高級工程師)堅持到最後。湯恩祥、黃彥福二人領取任務後,立即馬不停蹄地在北京、大連、天津等地拜師選將,招賢納才,經過3個多月的奔波調研,參照許多單位和專家推薦,決定與青島海洋大學陳宗鏞教授合作,完成重新確定我國高程基準的研究任務。

歷時10年,陳宗鏞和湯恩祥等率領150餘名專家、測繪部隊軍官士兵,踏遍祖國萬裏海疆,不僅精確測量了青島的八個驗潮站,還從丹東步行,沿海岸線50米一測,一直測到廣西與越南交界處的白龍尾,所測得的數據資料能裝幾節火車皮!全面系統地收集、整理、分析了42個驗潮站累計1000多站年的觀測資料。經過聯測,首次獲得了20245個固定水準點的精確高程值。最後,測量組以19年為一個周期,用包括後來被稱為「陳宗鏞公式」等在內的5種公式得出了海平面所在位置,確定了觀象山「水準原點」,實際海拔為72.260米。

1986年9月30日,在北京召開的國家鑑定會上,專家們一致認為,「1985年國家高程基準比1956年黃海平均海面穩定精確,科學實用(據說,這次研究發現1956年黃海平均海面有300多處原始資料有誤)。國家一等水準網的布設規模和實際精度均達國際水平」,並被正式命名為「1985國家高程基準」。

結論

通過以上介紹應該可以對大地高、正常高、高程異常、1985國家高程基準有一個簡單的認識。我們在航測的過程中,GPS記錄的高程為大地高,實際空三輸出的高程一般為85高,雖然不能簡單的等同於85高=大地高-高程異常(在沿海地區精度可達釐米級),但是大體上我們可以理解清楚一個事實。高程異常不是常數值,在大範圍內85高於大地高不能簡單的理解為兩個平行平面,因此在大範圍航測時要考慮高程異常對航測高程精度的影響。這也有可能是我們在大範圍航測時高程精度不好的一個很主要原因。

—— 分享新聞,還能獲得積分兌換好禮哦 ——

相關焦點

  • 珠峰「身高」怎麼測?揭秘珠峰高程測量
    12月8日,國家主席習近平同尼泊爾總統班達裡互致信函,共同宣布珠穆朗瑪峰最新高程。事隔多年,如今為什麼再測珠峰?中國測繪科學研究院研究員、2020珠峰高程測量技術協調組組長黨亞民說,我國是珠峰的主權國家之一,我們有責任、有義務把世界最高峰的數據測出來。作為終年積雪、高聳入雲的世界最高峰,珠穆朗瑪峰的高度測量起來頗有難度。
  • 珠峰「身高」怎麼測?六問揭秘珠峰高程測量
    珠峰高程測量的核心,就是精確測定珠穆朗瑪峰高度,這同時也是一項代表國家測繪科技發展水平的綜合性測繪工程。   今年4月30日,2020珠峰高程測量正式啟動,最終於5月27日成功登頂完成測量。這是繼2005年公布8844.43米的珠峰峰頂巖石面海拔高程後,我國時隔15年再測世界最高峰。   為什麼要重新測量珠峰?珠峰的「身高」是怎麼測的?
  • 為什麼GPS高程誤差大?
    導讀ID:celiangwj為什麼GPS高程誤差大? 那是因為GPS測量所得的高程是相對於WGS-84參考橢球面而言的,學名叫做:大地高;而我們在實際工程建設和其他應用中應用的高程基準是似大地水準面,即是「正常高」,兩個高程系統之間的轉換時非常關鍵的。
  • 中國為什麼再次測量珠峰高程?
    在這之前,自然資源部第一大地測量隊已經在珠峰外圍進行了一系列的測量工作,之後將對所有數據進行聯合處理,才能獲得最終結果,預計需要2到3個月的時間才能得出。這次測量將有利於大地水準面優化,提高珠峰高程精度,並獲取寶貴的科學數據。
  • 大地測量數據處理中心開展珠峰高程計算
    據中國自然資源報消息 5月27日11點,2020珠峰高程測量登山隊員成功登頂世界第一高峰珠穆朗瑪峰,隨後利用GNSS接收機、重力儀、雪深探測雷達等儀器開展測量工作。陝西測繪地理信息局積極組織直播互動,現場與珠峰大本營視頻連線,隨時掌握隊員登頂情況及測量工作進展。
  • 揭秘丨珠峰新「身高」怎麼測?六問揭秘珠峰高程測量
    為什麼要重新測量珠峰?珠峰的「身高」是怎麼測的?又是怎麼算的?測算結果有什麼用……新京報記者就與珠峰新「身高」相關的六個焦點問題,採訪了負責珠峰高程解算的大地測量數據處理中心主任郭春喜、2020珠峰高程測量技術協調組組長黨亞民與專家成員蔣濤,揭秘如何為珠峰測量計算「身高」。
  • 珠峰高程測量為啥一定要靠人登頂?測量意義何在?
    自然資源部第一大地測量隊(國測一大隊)副隊長張慶濤說,早期的珠峰測繪多在無人登頂的情況下進行,傳統的交會測量和三角高程測量有可能出現偏差。 張慶濤說,珠峰峰頂並不是一個點,而是一個20多平方米的平面。從山腳下的各觀測點瞄準峰頂測量,目標點難以一致。因此,「必須由人將覘標帶上峰頂。
  • 中國第三次高程測量的技術才是硬核
    中國曾經於1975、2005年兩次對珠峰高程測量。今年也是中國首次精確測定並公布珠峰高程45周年。這次的珠峰高程測量測什麼?意義在哪裡?2020珠峰高程測量技術協調組組長、中國測繪科學研究院研究員黨亞民解釋,重測珠峰高程主要有兩個原因:珠峰高度一定發生了變化;珠峰測量技術也有了大的飛躍,新技術可以明顯提升珠峰測量精度。
  • ...測量精度與可靠性顯著提高 ——專訪自然資源部大地測量數據...
    數據處理在珠峰高程測量中扮演什麼樣的角色?為什麼每隔若干年要重測一次珠峰?與2005年相比,我國在數據處理技術上取得了哪些技術進步與亮點?在昨天陝西測繪地理信息局舉行的2020珠峰測量項目峰頂數據現場接收會上,自然資源部大地測量數據處理中心主任郭春喜就普通大眾關心的問題進行了解答。
  • 2020珠峰高程測量正式啟動
    本報北京4月30日電 記者楊舒從2020珠峰高程測量首場新聞發布會獲悉,2020珠峰高程測量正式啟動。測量登山隊由國測一大隊和中國登山隊組成,目前正在進行登山適應性訓練和高海拔測量技能操練,計劃在5月開展登頂測量。高程測量即海拔測量。
  • 珠峰最新高程是怎麼測出來的?
    12月8日,基於全球高程基準的珠穆朗瑪峰雪面高程一經發布,即成為熱門話題。珠峰高程是如何測算出來的?怎麼看待珠峰的最新高程?珠峰測高意義何在?記者就讀者關心的問題採訪了有關專家。如何測算?2020年5月27日11時,測量登山隊員在珠峰峰頂架起紅色覘標,珠峰腳下6個交會點的測量隊員,實測了交會點到峰頂覘標點的斜邊距離及垂直角度,由此可以計算出峰頂覘標點相對交會點的高度差,加上已知交會點的大地高,就得到珠峰雪面大地高。與此同時,峰頂GNSS接收機接收以北鬥衛星為主的各衛星導航系統數據,再用專業數據處理軟體獲得峰頂平面位置和大地高,並與傳統交會測量取得的成果進行校驗與融合。
  • 珠峰最新高程是怎麼測出來的?
    12月8日,基於全球高程基準的珠穆朗瑪峰雪面高程一經發布,即成為熱門話題。珠峰高程是如何測算出來的?怎麼看待珠峰的最新高程?珠峰測高意義何在?記者就讀者關心的問題採訪了有關專家。如何測算?2020年5月27日11時,測量登山隊員在珠峰峰頂架起紅色覘標,珠峰腳下6個交會點的測量隊員,實測了交會點到峰頂覘標點的斜邊距離及垂直角度,由此可以計算出峰頂覘標點相對交會點的高度差,加上已知交會點的大地高,就得到珠峰雪面大地高。與此同時,峰頂GNSS接收機接收以北鬥衛星為主的各衛星導航系統數據,再用專業數據處理軟體獲得峰頂平面位置和大地高,並與傳統交會測量取得的成果進行校驗與融合。
  • 一文回顧,2020珠峰高程測量
    在2005年珠峰高程測量中,我國採用傳統大地測量與全球衛星定位測量結合的技術方法,並首次在峰頂利用雷達探測儀測量冰雪深度,測得珠峰巖石面高程為8844.43米。 2015年4月,尼泊爾發生8.1級大地震,對地球局部地區地表形狀、地貌產生顯著影響,珠峰高程有何變化成為各國關注的科學問題。世界期待一個權威的答案。
  • 測量意義何在?……聚焦2020珠峰高程測量五大...
    自然資源部第一大地測量隊(國測一大隊)副隊長張慶濤說,早期的珠峰測繪多在無人登頂的情況下進行,傳統的交會測量和三角高程測量有可能出現偏差。張慶濤說,珠峰峰頂並不是一個點,而是一個20多平方米的平面。從山腳下的各觀測點瞄準峰頂測量,目標點難以一致。因此,「必須由人將覘標帶上峰頂。
  • 我國正式啟動2020珠穆朗瑪峰高程測量
    自然資源部第一大地測量隊(後面簡稱國測一大隊)隊長李國鵬介紹,為推動珠峰高程測量工作順利開展,保證測量工作的科學性、高程成果的精確性,自然資源部組織了中國測繪科學研究院、陝西測繪地理信息局以及中國地質調查局等單位的精銳力量,編制珠峰高程測量技術設計書和實施方案。
  • 測量珠峰高度 攀登科技高峰!珠穆朗瑪峰最新高程公布
    傳統與現代技術結合 數據分析精度提升 此次珠峰高程測量既採用了傳統測繪技術,也用到了綜合現代測繪技術,數據分析過後,珠峰地區基礎數據解析度、質量、時效性都較以往有較大程度提升,北鬥系統在珠峰地區可以獲得同GPS精度相當的數據,珠峰及周邊地區重力水準面精度也較
  • 為世界之巔高程測量「刷新」珠峰高度!
    本次珠峰高程測量工作重點在以下五方面實現技術創新和突破:一是依託北鬥衛星導航系統,開展測量工作;二是國產測繪儀器裝備全面擔綱本次測量任務;三是應用航空重力技術,提升測量精度;四是利用實景三維技術,直觀展示珠峰自然資源狀況;五是登頂觀測,獲取可靠測量數據。
  • 丈量珠峰新高度 中國2020珠穆朗瑪峰高程測量登山隊成功登頂
    為什麼再測珠峰曾經,很多人對於珠峰高度的記憶是8848米。2005年,我國對珠峰的測量顯示珠峰高度是8844.43米。 事隔多年,如今為什麼再測珠峰?為測量一座山峰如此大動幹戈,值得嗎?要知道,此次2020年珠峰高程測量是第三次攻頂,此前兩次皆因天氣原因撤回。
  • 2020珠峰高程測量正式啟動
    本次珠峰高程測量工作重點在以下五方面實現技術創新和突破:一是依託北鬥衛星導航系統,開展測量工作;二是國產測繪儀器裝備全面擔綱本次測量任務;三是應用航空重力技術,提升測量精度;四是利用實景三維技術,直觀展示珠峰自然資源狀況;五是測繪隊員登頂觀測,獲取可靠測量數據。
  • 測量放線高程控制測量規定
    【學員問題】測量放線高程控制測量規定?  【解答】一般規定1、高程控制測量精度等級的劃分,依次為二、三、四、五等。各等級高程控制宜採用水準測量,四等及以下等級可採用電磁波測距三角高程測量,五等也可採用GPS、擬合高程測量。  2、首級高程控制網的等級,應根據工程規模、控制網的用途和精度要求合理選擇。