GNSS height conversion method based on ultra-high order earth gravitational model
-
摘要: 为了将全球卫星导航系统(GNSS)得到的大地高直接应用于工程建设中，需要将大地高转换为正常高，基于5种超高阶地球重力场模型结合改进的“移去-拟合-恢复”法开展了GNSS高程转换方法研究，对实验结果的对比分析表明：在实验测区内，利用SGG-UGM-2地球重力场模型直接计算得出的高程异常值与真实高程异常的符合程度更高，中误差为±0.009 3 m. 当采用“移去-拟合-恢复法”后，利用XGM2019e_2159地球重力场模型的高程异常拟合效果更优，中误差、极差、偏度值与峰度值最小，分别为±4.786 6 mm、18.875 7 mm、−0.648 8、0.887 8.Abstract: To make the ellipsoidal height obtained by Global Navigation Satellite System (GNSS) directly applied to engineering construction, it was necessary to convert the ellipsoidal height to normal height. This paper researched the GNSS height conversion method based on 5 ultra-high-order earth gravity field models combined with the improved “removal fitting recovery method”. The comparative analysis of the experimental results showed that in the experimental survey area, the height anomaly directly calculated by SGG-UGM-2 earth gravity field model was more consistent with the real height anomaly, and the mean square error was ± 0.009 3 m. When the “removal fitting recovery method” was adopted, the fitting effect of the height anomaly using XGM2019e_2159 earth gravity field model was better, and the mean square error, range, skewness value, and kurtosis value were the smallest, which were ±4.786 6 mm, 18.8757 mm, −0.648 8 and 0.887 8.
-
Key words:
- ellipsoidal height /
- normal height /
- gravity field model /
- fitting /
- mean square error
-
表 1 模型高程异常精度评定表
m 地球重力场模型 中误差 最小值 中位数 最大值 均值 ζEGM2008-ζ真实 ±0.011 1 0.019 9 0.040 5 0.062 2 0.039 4 ζEIGEN-6C4-ζ真实 ±0.010 3 0.023 0 0.041 7 0.059 4 0.041 1 ζSGG-UGM-2-ζ真实 ±0.009 3 0.012 1 0.027 8 0.044 8 0.027 5 ζXGM2019e_2159-ζ真实 ±0.010 6 0.048 3 0.065 8 0.087 8 0.066 8 ζGECO-ζ真实 ±0.010 1 0.059 5 0.076 1 0.094 3 0.075 6 
下载: 导出CSV
表 2 5种方案的拟合精度评定表
地球重力场模型 中误差/mm 极差值/mm 偏度 峰度 EGM2008 ±5.785 4 24.672 0 −0.958 9 2.554 6 EIGEN-6C4 ±5.810 0 24.693 3 −0.971 8 2.537 9 SGG-UGM-2 ±5.815 3 24.408 3 −0.924 4 2.320 3 XGM2019e_2159 ±4.786 6 18.875 7 −0.648 8 0.887 8 GECO ±7.622 5 30.555 7 −0.834 8 1.577 8
下载: 导出CSV
-
[1] 许厚泽. 全球高程系统的统一问题[J]. 测绘学报, 2017, 46(8): 939-944. [2] 赫林, 李建成, 褚永海. 1985国家高程基准与全球高程基准之间的垂直偏差[J]. 测绘学报, 2016, 45(7): 768-774. [3] 郭海荣, 焦文海, 杨元喜, 等. 1985国家高程基准的系统差[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2004, 29(8): 715-719. [4] 徐绍铨, 张华海, 杨志强, 等. GPS测量原理与应用[M]. 武汉: 武汉大学出版社, 2006. [5] 罗陶荣, 王中元, 梁宁, 等. 利用EGM2008模型与加权组合模型进行高程异常拟合[J]. 测绘通报, 2018(1): 28-32. [6] 田晓, 郑洪艳, 许明元, 等. 一种改进的适用于不同地形的GPS高程拟合模型[J]. 测绘通报, 2017(1): 35-38,64. [7] 肖杰, 张锦, 邓增兵, 等. 矿区似大地水准面精化方法研究[J]. 测绘通报, 2015(2): 14-18. [8] 陈冲林, 马燕燕, 李江, 等. 基于EIGEN 6C4的高山区似大地水准面的确定[J]. 地矿测绘, 2017, 33(4): 8-10. [9] 李玉平. 超高阶重力场模型计算高程异常算法与实现[J]. 海洋测绘, 2018, 38(3): 1-4. [10] 余宣兴, 詹昊, 朱明新, 等. EGM2008地球重力场模型在GPS高程转换中的应用研究[J]. 测绘通报, 2013(12): 18-20. [11] 吴恒友. 基于EGM2008重力场模型的GPS高程拟合测量的实用性分析[J]. 大地测量与地球动力学2015, 35(6): 945-947, 952. [12] 王科. XGM2019重力场模型在GPS高程拟合中的精度分析[J]. 测绘, 2020, 43(4): 157-160. [13] 贾雪, 徐炜, 刘超, 等. 顾及地球重力场模型的GNSS高程转换方法[J]. 测绘科学, 2019, 44(5): 14-20. [14] 黎剑. 区域GPS高程异常拟合及建模方法研究[D]. 昆明: 昆明理工大学, 2013. [15] 刘斌, 郭际明, 史俊波, 等. 利用EGM2008模型与地形改正进行GPS高程拟合[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2016, 41(4): 554-558. [16] PAVLIS N K, HOLMES S, KENYON S. The develoment and evalution of the earth gravitationational model 2008(EGM2008)[J]. Journal of geophysical research atmos pheres, 2012(117): 1-38. DOI: 10.1029/2011JB008916 -
点击查看大图
图(5) / 表(2)
计量
- 文章访问数: 208
- HTML全文浏览量: 117
- PDF下载量: 25
- 被引次数: 0
