区域似大地水准面精化方法研究分析与应用

论文摘要

大地水准面是指与平均海水面重合并延伸大陆内部的重力等位面,其形状能反映地球体内部物质结构和密度变化等信息。高精度、高分辨大地水准面的确定可对地学相关学科、国防建设及国民经济发展提供重要保障。本文针对大地水准面精化过程中的几个问题进行研究分析,对论文做的主要工作概括如下:1.针对超高阶重力场模型EGM2008、GECO及EIGEN-6C4存在长波误差的情况,分析了国际公布的EGM2008、GECO和EIGEN-6C4等超高阶重力场模型及GOCO03S、GOCONSGCF2DIRR5和GOCONSGCF2TIMR5等低阶重力场模型的内符合精度。利用实测的GNSS/水准数据对各模型进行外符合精度的检核。分析了6个模型在不同阶次组合的精度,选取可靠的截断阶次确定组合重力场模型。计算结果表明,组合重力场模型能提高重力场模型高程异常的精度,其精度最优提高了23%。2.针对地球表面球谐综合过程中要求考虑高程信息的问题,在球谐综合过程中,利用梯度法对球谐综合过程中的重力场泛函进行一定阶次扩展,分析梯度法在球谐综合过程中的适用性。计算结果表明,基于地形模型数据及超高阶重力场模型,利用梯度法将高程异常和重力扰动等重力场泛函进行一定阶次的扩展,它能够将高程信息带来的近似误差减少到对实际应用无关紧要的程度。3.利用剩余地形模型（RTM）技术补偿超高阶重力场模型的截断误差。计算结果表明,地形起伏大时,计算的剩余高程异常标准差达到了cm级,而地形相对平坦时,计算的剩余高程异常标准差为mm级,即地形起伏越大,剩余地形模型对高程异常的影响越大。4.充分考虑地形对重力和大地水准面的影响,基于平面近似和球近似研究地形对重力和大地水准面的影响。计算结果表明,球近似地形对重力的影响大约为平面近似地形对重力影响的2倍;地形比较平坦时,地形对重力和大地水准面的影响可以忽略不计,而地形起伏大时,必须考虑地形对重力和大地水准面的影响。5.以长江沿岸某地区和西藏新疆部分地区作为研究区域,利用梯度法、组合重力场模型、RTM技术并考虑地形改正计算研究区域的重力大地水准面,取得了较好的结果。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外大地水准面研究现状
•     1.2.1 国外大地水准面研究概况
•     1.2.2 国内大地水准面研究概况
•   1.3 本文主要研究内容
• 第二章 确定大地水准面的基本理论
•   2.1 位理论边值问题
•     2.1.1 第一边值问题
•     2.1.2 第二边值问题
•     2.1.3 第三边值问题
•   2.2 经典边值问题
•     2.2.1 Stokes理论
•     2.2.2 Molodensky理论
•   2.3 大地水准面与似大地水准面之间的转化
•   2.4 数据源及应用
•     2.4.1 地球重力场模型
•     2.4.2 数字高程模型
•   2.5 本章小结
• 第三章 多类重力场模型的精度分析
•   3.1 引言
•   3.2 原理与方法
•     3.2.1 高程异常计算
•     3.2.2 重力场模型的内符合精度检核
•     3.2.3 重力场模型的外符合精度检核
•     3.2.4 组合重力场模型的确定
•   3.3 算例分析
•     3.3.1 重力场模型内符合精度检核
•     3.3.2 重力场模型外符合符合精度检核
•     3.3.3 重力场模型谱组合
•   3.4 结语
• 第四章 梯度法在球谐综合中的适用性分析
•   4.1 引言
•   4.2 原理及方法
•     4.2.1 综合系数法（LCA）
•     4.2.2 梯度法在球坐标下的应用
•     4.2.3 梯度法在椭球坐标下的应用
•   4.3 实例分析
•     4.3.1 数据准备
•     4.3.2 梯度法计算高程异常
•     4.3.3 参考高度选择对高程异常的影响
•     4.3.4 梯度法在椭球坐标下与球坐标下的比较分析
•   4.4 结语
• 第五章 地形对大地水准面的影响
•   5.1 引言
•   5.2 平面地形改正
•     5.2.1 地形对重力的影响
•     5.2.2 平面近似条件下地形对大地水准面的间接影响
•   5.3 球面地形改正
•     5.3.1 地形对重力的影响
•     5.3.2 球近似条件下地形对大地水准面的间接影响
•   5.4 剩余地形模型（RTM）对大地水准面的影响
•     5.4.1 剩余地形模型（RTM）
•     5.4.2 利用RTM计算高程异常
•   5.5 实例分析
•     5.5.1 地形对重力的直接影响
•     5.5.2 地形对大地水准面的间接影响
•     5.5.3 剩余地形模型（RTM）对高程异常影响
•     5.5.4 确定局部重力大地水准面
•   5.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张盼盼

导师: 郭春喜

关键词: 大地水准面,组合重力场模型,梯度法,技术,地形改正

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 自然地理学和测绘学

单位: 长安大学

分类号: P223.0

总页数: 74

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