基于EGM2008模型确定的昆明地区似大地水准面精化

基于EGM2008模型确定的昆明地区似大地水准面精化

胡翀

TheQuasi-geoidofKunmingAreaDeterminedBasedontheEGM2008andItsAccuracyEvaluation

胡翀HUChong（昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093）（FacultyofLandResourceEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093，China）

摘要院本文主要介绍了EGM2008模型与利用GPS水准点与EGM2008模型相结合进行大地水准面精化的方法。结合昆明市呈贡区部分GPS水准点数据在EGM2008模型的基础上利用GPS水准点与EGM2008模型结合计算出高程异常然后采用多项式拟合的方法拟合，最后对拟合后的结果进行了一个检验和精度评估。

Abstract:ThispapermainlyintroducesthemodelEGM2008andhowtousetheGPSlevelingpointandthemodelEGM2008torefinethegeoid.WiththepartialleveingpointdataofChenggongDistrictofKunmingandthemodelEGM2008,wecancalculatetheheightanomalywhichistobeusedforpolynomialfitting,andfinallyconducttextandaccuracyevaluationfortheresult.

关键词院大地水准面精化方法；EGM2008模型；GPS/水准；多项式拟合

Keywords:refiningofgeoid；themodelEGM2008；GPS/level；thepolynomialfittingfunction

中图分类号院P223文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）02-0182-020

引言EGM2008模型是由美国国家地理空间情报局（NGA：USNationalGeospatial-IntelligenceAgency）在奥地利维也纳科学联盟大会上推出的最新一代全球重力场模型[1]。该模型采用最先进的算法与建模技术，以PGM2007B为参考模型，利用GRACE卫星采集的重力数据和全球5忆*5忆的重力异常数据，TOPEX卫星测高数据以及现势性好、分辨率高的地形数据，结合精度高、覆盖面广的地面重力数据完成的最新一代全球重力场模型。由于其阶次已扩展到了2190（带一些附加项后由2160阶次扩展而成），是一个完全阶次为2190的全球重力场模型。

EGM2008模型提供的最终成果包括：2190阶次的全球重力场模型；全球5忆*5忆网格重力异常；全球5忆*5忆、2.5忆*2.5忆网格大地水准面；全球5忆*5忆网格垂线偏差。在本文中主要利用了GPS水准与EGM2008模型结合的方法，利用昆明市的DEM数据来进行大地水准面精化，并检验其成果[2]。

1基于EGM2008模型进行大地水准面精化方法在利用EGM2008模型进行大地水准面精化时，采用的是将GPS水准与EGM2008模型相结合方法，首先利用EGM2008地球重力场模型、大地水准面重力位和参考椭球等求得各水准点模型的高程异常，在得到水准点的模型高程异常之后，与实测的GPS水准点的精确高程异常进行比较进而得出各个水准点的高程异常差值，根据公式驻孜i=孜i实测-孜i模型，对求出的这些水准点的高程异常差值求其平均，将所得平均值作为该局部区域与EGM2008模型大地水准面的垂直偏差（固定量）孜軃，随后利用每个水准点的高程异常差值减去我们求得的垂直偏差即孜軃就可以计算出我们所需的残差[3]。在得到残差之后可以通过二次多项式对水准点残差进行拟合得出其他待定点的高程异常残差，最后通过EGM2008模型计算待定点的模型高程异常，将模型计算出的高程异常加上垂直偏差再加上高程异常残差就可以精确测出各点的高程异常，随后在结合实际测量所得的GPS大地高就可以算出待定点高程，进而完全大地水准面精化，获得该区域的似大地水准面。

2昆明市呈贡片区应用昆明市（东经102毅10忆~103毅40忆，北纬24毅23忆~26毅22忆）位于中国西南部，云南省的中部，处于云贵高原。市中心高程约为1891m，大部分地区高程在1500~2800之间。昆明市北部高，由北向南呈阶梯状逐渐降低，中部隆起，东西两侧较低。以湖盆岩溶高原地貌形态为主，红色山原地貌次之。昆明的高原地形呈多层性的山原地貌，大部分高原面保存较为完整，波状起伏，呈较大的块状分布情况。

GPS水准结合EGM2008模型精化呈贡部分区域本文采用的数据为昆明市呈贡区部分区域的GPS水准点数据，且呈贡区地势相对平缓，较为适合GPS水准结合EGM2008模型来进行精化，图1为GPS水准点分布图。

通过EGM2008模型，按照公式（1）可以计算出任意一点的引力位：

3结论由于昆明市呈贡区地势较为平缓，故本文采用了GPS水准点结合EGM2008模型的方法来研究该区域的大地水准面精化，从最终的结果中可以看出，利用该方法来进行相对平缓地区的大地水准面精化精度上可以达到依5cm以内，能满足大部分的工程要求，因此利用EGM2008模型在平缓地区进行大地水准面精化切实可行，精度可以得到保障。

参考文献院[1]冯林刚，赵军，赵锁志.EGM2008模型在GPS高程转换中的应用研究[J].测绘信息与工程,2009,34(5):6-7.[2]龙小林.基于EGM2008地球重力场模型的GPS转换研究[J].山西科技，2010,25(6):91-92.[3]冯林刚，郅军义等.应用EGM2008模型和GPS/水准数据确定局部似大地水准面[J].测绘通报，2011：18-20.[4]田斌，李进，申文斌.基于EGM200和SRTM模型确定的新疆地区似大地水准面及其精度评估[J].测绘科学，2009，10:5-7.[5]张全德.精化区域似大地水准面技术方法与设计[J].测绘工程，2007,16(4):1-4.[6]郭东美，许厚泽.基于方差分量估计的局部似大地水准面精化拟合模型[J].地球物理学进展，2011，26(3):813-818.作者简介院胡翀（1989-），男，四川眉山人，在读硕士研究生，专业为测绘工程，研究方向为3s技术集成与应用。