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专利号: 2021110542482
申请人: 江苏海洋大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种跨海高程点间重力位差计算方法,其特征在于:包括如下步骤:S1:测量陆地、海岛两侧高程点A、B的天文大地垂线偏差、重力和GNSS大地高,获得A、B两点的天文大地垂线偏差子午分量、卯酉分量(ξA,ηA)、(ξB,ηB)、重力值和大地高;

S2:在陆地、海岛高程点之间海面上,进行船载重力/GNSS测线测点重力、大地高测量,包括陆地高程点A、海岛高程点B在内共测量得到N个点,其中海上测线处某测点为i;处理船载重力/GNSS测量数据,将其归算到平均海平面上;

S3:利用地球重力场模型EGM2008获得陆地高程点A、海岛高程点B、航线测点i的天文大地垂线偏差模型值 和 根据陆地、海岛高程点上实测的天文大地垂线偏差,结合移去—恢复技术,进一步提高海面测点天文大地垂线偏差;

S4:根据以上计算的陆地高程点A、海岛高程点B、航线测线测点i的天文大地垂线偏差、大地高、重力值,结合地球重力场模型EGM2008、重力位理论和天文水准原理联合推导出来的重力位差计算公式,求得陆地高程基准点A和海岛高程点B之间的重力位差。

2.根据权利要求1所述的一种跨海高程点间重力位差计算方法,其特征在于:所述步骤S4中,重力位理论和天文水准原理联合推导出来的重力位差计算公式为公式(8),其推导过程为

高程点A点位于陆地上,高程点B点位于海岛上,A点和B点都靠近海岸线,A、B两点之间的重力位差ΔWAB表示为

i

式中Δhi为i测段海面地形水准高差;g 为从陆地高程点A点开始直到海岛高程点B点结束之间所测的重力值;

由于εi值很小,εi中 可通过从陆地高程点A点开始直到海岛高程点B点结束之间所测的大地高值减去由地球重力场模型EGM2008计算得到的高程异常值得到; 由正常重力值计算公式计算得到;

将式(3)代入式(1)得

根据天文水准原理可得,

式中,θAg为i点上的参考椭球体的法线与垂线的夹角在dl方向上的分量;ν为i点上正常重力线与参考椭球体法线的夹角在dl方向上的分量;υAg为i点的天文大地垂线偏差在dl方向上的分量;将公式(6)应用到海面上,两相邻测点i和i+1间距很近,可以将υAg和(g‑γ)在i和i+1间当作直线变化,则得到公式,式中, 和 分别为测线测点i和i+1两点的天文大地垂线偏差分量;(g‑γ)i和(g‑γ)i+1分别为该两点的空间重力异常; 为两点的平均正常重力,将上式代入公式(5)可得,

式中li为测线测点i和i+1之间的距离; 为微小改正量,式中可通过从陆地高程点A点开始直到海岛高程点B点结束之间所测的大地高值减去由地球重力场模型EGM2008计算得到的高程异常值得到。

3.根据权利要求1所述的一种跨海高程点间重力位差计算方法,其特征在于:所述步骤S3包括如下步骤:

SS1、获取A、B两点的残余垂线偏差分量 和SS2、假设在海面测线测点i残余垂线偏差呈线性变化,建立海面测线测点i残余线性模型

式中, 和 分别为A、B两点距离在子午和卯酉方向分量的长度, 和 分别为海面测点i到A点距离在子午和卯酉方向分量的长度;

海面测点i点沿i,i+1方向的垂线偏差分量 可以表示为式中,αi,i+1为沿i,i+1方向方位角。

4.根据权利要求1所述的一种跨海高程点间重力位差计算方法,其特征在于:GNSS接收机或海洋重力仪测量的结果是瞬时的定位位置和重力值,定位结果还需要进行海洋潮汐改正、船体姿态改正、风浪等环境误差改正和船只吃水改正等获得平均海面的平面位置和大地高;瞬时测量的重力值通过零点漂移改正、重力仪滞后效应校正、厄缶改正、空间改正等获得平均海面坐标位置处的重力值。

5.根据权利要求1所述的一种跨海高程点间重力位差计算方法,其特征在于:通过移去—恢复技术进一步提高测线测点(ξi,ηi)垂线偏差精度:即先扣除高频部分,使得需要处理的数据之间变化比较平缓,便于内插、推估后进行相应的数据处理,处理后的结果再将扣除的高频部分加上。