[发明专利]新型大地基准建网方法

摘要

本发明提供了一种新型大地基准建网方法，步骤为GNSS水准重力观测墩建设；GNSS、水准、重力网数据采集与处理GNSS观测按照全球定位系统测量规范进行观测，水准测量按照国家一、二等水准测量规范测量，重力测量按照国家重力控制测量规范进行观测数据采集；将数据进行建立全国各地区厘米级高精度似大地水准面模型、大陆速度场模型、全国地面沉降动态模型，应用于现代大地基准的建立与维护，结构简单，通过GNSS、水准、重力网并置，可以建立高精度似大地水准面、大陆速度场模型、地面沉降模型，精度提高到厘米级，实现现代大地基准建立与维护，进一步丰富地质灾害与地理国情监测手段，达到增效的目的。

主权项

一种新型大地基准建网方法，其特征在于，步骤如下：Q1：GNSS水准重力观测墩建设：按照《国家重力控制测量规范》，重力观测墩建设在GNSS水准点观测墩附近，且重力观测墩基座与GNSS观测墩墩体分离建设；其中，基准点观测墩标石的尺寸为1200mm×1200mm×1000mm，标石周围与地面应留宽为0.1m的隔震槽，填以泡沫塑料，标石距墙不得小于0.5m，两个观测墩之间相距应大于0.8m；Q2：GNSS、水准、重力网数据采集与处理：GNSS观测按照全球定位系统测量规范进行观测，水准测量按照国家一、二等水准测量规范测量，重力测量按照国家重力控制测量规范进行观测数据采集；Q21：GNSS数据处理:Q211：数据整理：依据外业观测手簿，将同一天的观测数据放在一起，并进行数据正确性的检验；国家CORS站数据收集：国家GPS连续运行站是我国大地测量高精度的观测站，处理国家GPS连续运行站及周围IGS站观测数据；数据标准化：使用随机软件标准化，形成观测数据文件和广播星历文件；天线高归算：按照天线结构，天线高统一采用观测值归算；Q212：基线解算先验坐标获取：差分模式获取GPS观测站的先验坐标，其坐标可以达到0.1m以内的精度；参数设置：设置高度角、对流层、观测值类型其它参数；基线解算：以年积日为单位，进行基线解算；基线重复性检验：基线重复性按下式计算；R=[nn-1·Σi=1n(Ci-Cm)2σCi2Σi=1n1σCi2]1/2]]>其中，n为同一基线的观测时段总数；Ci为一个时段基线分量或边长；为i时段相应的Ci分量的方差；Cm为各时段的加权平均值；Q213:网平差数据检验：分析国家GPS连续运行站及IGS站稳定性，进行χ2检验；网平差：在2000国家大地坐标系下，网平差采用逐级控制的原则进行；首先，约束国家GPS连续运行站与IGS站点，做三维约束平差，求出GNSS连续运行基准站点坐标；其次,约束GNSS连续运行基准站点，做三维约束平差，观测站坐标；精度统计：统计点位坐标精度与基线精度；Q22：水准数据处理Q221:数据预处理:观测数据整理：整理点名、距离、测站数、高差、观测时间与标尺号；水准点坐标：根据已有数据文件提出路线上水准点坐标；GPS点坐标为GPS概略坐标；布格异常：从重力信息系统中获取布格异常；标尺改正系数：对水准观测中的标尺均在计量鉴定单位进行测前、测后检验；Q222:起算点获取：起算点高程值分别取自“国家一等水准复测成果表”和“国家二等水准改算成果表”Q223:水准概算：数据正确性与一致性检验：检验数据的完整性与正确性，每千米偶然中误差计算公式为：Δ为测段往返高差不符值，R为测段长度，n为测段数；概略高程计算：推算个点概略高程，为后续计算各项改正数提供概略值；误差改正：水准标尺长度改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正；每千米测量全中误差计算公式为：W为经过各项改正后的水准环闭合差，F为水准环线周长，N为水准环数；Q224:平差计算一、二等水准网采用间接平差法进行联合平差，平差以加过标尺长度误差改正、正常水准面不平行改正、重力异常改正、固体潮改正后的往返测高差中数为元素、待定结点高程为未知数，按路线测站数定权，并按一、二等水准测量每千米偶然中误差限差±0.45mm和±1.0mm按比例定权，当结点高程及路线高差改正量计算完成后，采用附合路线平差的方法推求其它各水准点的高程；平差计算模型为：误差方程V＝BX‑L，V改正数矩阵，B系数矩阵，X未知数矩阵，L常数项矩阵；精度统计：统计平差单位权中误差与最弱点中误差；Q23：重力数据处理Q231：资料整理分析:相对重力测量数据预处理：外业资料汇集与整理，包括点位编号、汇总坐标与高程，整理相对重力联测资料内容；数据处理计算，包括仪器读数换算成毫伽值，进行气压改正、仪器高改正、潮汐改正后得到初步观测值，经零漂改正后得到最后观测值，然后进行重力段差计算、精度计算；绝对重力测量资料的整理：全面收集和整理已有绝对重力测量成果，建立绝对测量成果档案，整理与分析绝对重力测量资料；Q232：平差方案确定：原则：平差计算时，基本网采用“弱基准”，平差时不固定任何重力点；权：在平差计算过程中，绝对重力观测量、飞机联测相对重力观测量和所有长基线标定相对重力观测量都始终采用先验权；其它相对重力观测量采用抗差估计重新定权；仪器参数：采取由多至少的原则，逐次舍去各仪器振幅较小或振幅与中误差相当或相位中误差较大的周期误差，只顾及影响显著的周期项，以便达到仪器参数的合理匹配；Q233：平差计算：观测量：绝对观测量和相对观测量；误差计算方程为：V＝AX‑L；绝对重力观测量误差方程为gi为i点的平差重力值，为i点的绝对重力仪测定的观测重力值：相对重力观测误差计算方程为：Vij=gj-gi+ΣK=1M(gRZiK-gRZjK)·CK+Σn=1PXn(cosRi·2πTn-cosRj·2πTn)+Σn=1PYn(sinRi·2πTn-sinRj·2πTn)]]>gi、gj分别为测站i、j点平差后的重力值，gRZi、gRZj分别为测站i、j点经过四项改正的相对联测最后观测值，Ri、Rj仪器在测站i、j点的观测读数，Ck重力仪的M次多项式格值函数的K次格值改正因子，Xn、Yn周期误差的参数，Tn周期误差的周期；P是指周期个数；精度评定：单位权中误差m0的计算公式为n观测量的总个数，t必要观测量的总个数；Q3：多网并置资源的应用：将上述步骤得到的数据进行建立全国各地区厘米级高精度似大地水准面模型、大陆速度场模型、全国地面沉降动态模型，应用于现代大地基准的建立与维护。